第五章 金屬與礦物(滬教)
地殼中含量最高的金屬——鋁。 熔點最低的金屬——汞。 熔點最高的金屬——鎢。
制造新型高速飛機最重要的金屬——鈦,也被科學家稱為“21世紀的金屬”,或被稱為未來的鋼鐵。
最硬的金屬——鉻。 密度最大的金屬——鋨。 密度最小的金屬——鋰。
光照下最易產生電流的金屬——銫。 最能吸收氣體的金屬——鈀。
最易應用的超導元素——鈮。 價格最高的金屬——锎。
海水中儲量最大最大的放射性元素——鈾。
1克锎的價格為10億美元。
第二節 鐵的冶煉 合金
教學目標:
1、了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法;
2、知道生鐵和鋼等重要的合金,認識加入其他元素可以改善金屬特性的重要作用;
3、認識金屬材料在生產生活和社會發展中的重要作用。
過程與方法:
1、通過對工業上鐵的冶煉原理的探討與研究,培養學生運用知識于實際生活的能力;
2、提高學生分析和解決實際問題的能力及創新思維能力。
情感態度與價值觀:
1、通過對鋼鐵、青銅等合金知識的介紹,培養學生的愛國主義情感;
2、通過對冶鐵原理的分析,培養學生安全操作意識和良好的環保意識。
重點難點:
鐵的冶煉原理;合金及合金的物理特性;工業煉鐵的化學原理。
【教學設計思路】:
一、鐵的冶煉
【教學過程】:
1、地殼中鐵的含量在金屬中居于第幾位?自然界中鐵元素以何種形式存在?
2、你知道的鐵礦石有哪些?我國的鐵礦主要分布在哪些地區?
3、就你所知的歷史知識,你知道我國勞動人民早在什么時期就發明了煉鐵和使用鐵器了?
4、人類冶煉最多、在生產生活中應用最廣泛的金屬是什么?
引導學生從地殼中鐵的含量,自然界中鐵元素的存在形式,我國鐵礦的類型及基地分布情況等方面進行討論。
既然鐵在日常生活和國民生產中的地位如此重要,那么,我們有必要了解和掌握以鐵礦石為原料冶煉出鐵的反應原理及過程。
【教師引導】
今天我們以主要成分為fe2o3的赤鐵礦為例,來學習研究如何實現鐵的冶煉。對比fe2o3與fe 組成上的區別,請大膽假設,如何實現從fe2o3到fe的轉變。
fe2o3與fe的組成上均含有fe元素,不同之處在于fe少了o元素,要使fe2o3轉變為fe,可從下列方面入手:
(1)可在一定條件下,使fe2o3直接失氧,轉變為鐵;
(2)可加入某類物質,讓其與fe2o3中的o元素結合,主動奪取fe2o3中的“o”元素,使fe2o3轉變為金屬fe。
評析:
(1)對于活動性比較活潑的金屬(如na、k 、mg 、al等)很難從其礦物中提取出來,為了得到它們,可采用電解的方式直接將它們分解,引讀p120“拓寬視野” 。金屬fe的活動性不是很強,一般不采用這種方式。
(2)冶煉金屬鐵,可選擇加入其他易得氧的物質與fe2o3反應,以奪氧的方式還原fe2o3。
引導:我們以前所學過和接觸的物質中,哪些可以和“o”結合,形成新的物質?
mg、h2、c、co、p、cu等物質可實現以上變化。
mg mgo h2 h2o c co2
p p2o5 cu cuo co co2
引導:從理論上講,這些物質都可以實現所需轉變,但從經濟效益、環境保護、人體健康及安全角度出發,我們一般選擇c或co。現以co為例,探討鐵的冶煉過程。
閱讀p119 “觀察與思考”中co與fe2o3的反應——工業煉鐵的反應原理。并思考下列問題:
(1) 實驗中為什么要先通一段時間co,再加熱fe2o3?