第五章 第二節 鐵的冶煉 合金 滬教化學教案
4、含雜質的化學方程式的計算。 本節在本章中的地位與作用：通過鐵的冶煉，使學生了解工業煉鐵的原理、設備、原料，從而將書本上的化學知識與工業生產相結合。知道生鐵和鋼等重要的合金，認識加入其它元素可以改善金屬特性的重要性；認識金屬材料在生產、生活和社會發展中的重要作用。通過含雜質的化學方程式的計算，讓學生明白實際應用與理論計算之間的差異。通過學習，使學生了解我國鋼鐵工業的發展；認識金屬冶煉的重要性。 參考資料： 1、古代的煉鐵 天然的純鐵在自然界幾乎不存在，人類最早發現和使用的鐵，是天空中落下的隕鐵。隕鐵是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物，含鐵量較高。但是，隕鐵畢竟十分稀少，它對制造生產工具起不了什么大的作用，但通過對隕鐵的利用，畢竟使人們初步認識到鐵。 原始的煉鐵方法，大致是在山坡上就地挖個坑，內壁用石塊堆砌，形成一個簡陋的“爐膛”，然后將鐵礦石和木炭一層夾一層地放進“爐膛”，依賴自然通風，空氣從“爐膛”下面的孔道進入，使木炭燃燒，部分礦石就被還原成鐵。由于通風不足，“爐膛”又小，故爐溫難以提高，生成的鐵混有許多渣滓，叫毛鐵。 鐵的冶煉和應用以埃及和我國為最早。用高爐來煉鐵，我國要比歐洲大約早1000多年。 2、古代的煉銅 人類最早用石器制造工具，曾稱為“石器時代”。接著，人們發明了煉銅并用銅制造工具，曾稱為“銅器時代”。緊接著人們又發明了煉制銅與錫的合金——青銅，青銅被大量用于制造工具，曾稱為“青銅時代”。青銅的使用為人類使用金屬揭開了歷史的新篇章。 大約在50XX年以前，中國已學會用孔雀石（堿式碳酸銅）冶煉出銅。冶煉時，在熔鍋或熔爐內放置孔雀石和木炭，讓木炭在里面燃燒，用吹管往里送風，產生高溫，熔化礦石，同時產生一氧化碳使銅析出。根據可靠的文獻資料和出土銅器，可以肯定在殷商時期我國對青銅器的冶煉和青銅器的鑄造已達到相當高的水平。 在銅的冶金史和化學史上，我國還有一項重大的發明，就是濕法煉銅。早在公元前一兩百年，就已經知道用鐵從銅鹽中置換出銅。在距今1200多年前，就用鐵鍋熬膽水（硫酸銅溶液）煉銅，此法煉銅到宋朝時發展到頂峰。直到今天，濕法煉銅仍然被世界各國采用，因為濕法煉銅適宜開采低品位貧銅礦。 3、鐵與人體健康 鐵是人們非常熟悉的一種物質，且再日常生活中應用廣泛。如建筑材料、工業機床、鋼木家具、鍋、鏟、瓢、勺等等均離不開鐵做原料。然而鐵的用途并不僅僅是這些，更重要的是鐵元素人體健康必不可少的元素，它是人體血紅蛋白的一個重要組成部分，血紅蛋白之所以能把氧帶到全身的每一個細胞中去，其主角就是鐵，人體中的血是紅色的，就是由于鐵的存在。血紅蛋白的每一個次小單位都含有一個鐵原子，沒有鐵原子，血紅蛋白就制造不出來，氧就無法被輸送，這樣血液就變白，進而使膚色蒼白，因為血紅蛋白與氧結合，才使血帶上鮮紅色。人們每天吃進的食物中含有一部分鐵，在日常飲食中含鐵的食物主要有：雞、鴨、鵝、豬、牛、羊肉及肝臟、心臟、豬肚、蛋黃、海帶、黑木耳、蘑菇、菠菜、芹菜、蘿卜、番茄等。 當人膳食含有足夠的鐵時，所吸收的鐵就會被儲存在機體組織中，吃進的鐵不足時，儲存的鐵就會因逐漸消耗而減少，嚴重缺鐵會引起缺鐵性貧血。人體吸收鐵一般是無機鐵鹽比有機鐵鹽容易，二價鐵（fe2+）比三價鐵（fe3+）吸收率約大3倍。所以在給缺鐵性貧血病人補充鐵時，顯然應給予無機的二價鐵如硫酸亞鐵以及維生素c等酸性物質。近幾年來世界衛生組織，多次提倡推廣使用中國的鐵鍋、鐵鏟烹調食物，通過鐵鏟與鐵鍋而獲得大量的無機二價鐵，在胃酸中成離子態時被人體直接吸收，以補充人體對鐵的需要。