1、 主题情境高铁建设中金属材料的高铁建设中金属材料的获取获取金属材料的原料来源金属材料的原料来源钢轨材料的获取钢轨材料的获取高铁车体和电传输高铁车体和电传输系统材料的获取系统材料的获取情境线问题线如何获取金属材料的原如何获取金属材料的原料？自然界中金属资源料？自然界中金属资源是以什么形式存在的？是以什么形式存在的？如何挑选用于冶炼金属如何挑选用于冶炼金属的矿石？的矿石？如何获取钢轨材料？工如何获取钢轨材料？工业炼铁的步骤是什么样业炼铁的步骤是什么样的？怎么根据实际需求的？怎么根据实际需求计算矿石的投入量？计算矿石的投入量？知识线金属在自然界的存在形式金属在自然界的存在形式 如何获取高铁车体如何获
2、取高铁车体和电传输系统材料？和电传输系统材料？铁的冶炼方法；能根据铁的冶炼方法；能根据化学方程式对含有杂质化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行的反应物或生成物进行有关计算有关计算了解铜和铝的冶炼了解铜和铝的冶炼方法方法课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的2.了解铁的冶炼方法，体会通过化学反应实现物质转化的意义和价值3.能根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算，关注产品需求和成本核算学习目标重点难点课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材
3、料的获取高铁建设中金属材料的获取钢轨主要材料是钢通过各位高铁设计师的研究讨论，我们已经确定了高铁建设中需要用到的金属材料。电传输线路主要是铜合金车体主要是铝合金新课引入课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取这些数据你知道吗？铁铁路主要重轨50kg/m铝一个高铁车厢使用铝合金10t铜高速列车每公里轨道10t 有何感想？s高铁建设中需要大量的金属课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取7.734.753.452.742.4720.0080.0070.000010.0000005铝铝
4、铁铁钙钙钠钠钾钾镁镁锌锌铜铜银银金金地壳中金属元素的含量地壳中金属元素的含量(质量分数质量分数/%)自然界存在丰富的金属元素。如铝、铁、钙等，这三种金属元素在地壳中总含量达到 15%以上。金属在自然界中是怎样存在的？金属材料的原料来源 任任 务务 1 课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取极少数不活泼的金属（如银、铂、金等）单 质银 Ag铂 Pt金 Au金属资源存在的形式课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取大多数都以化合物的形式存在金属化合物在自然界中以矿物的形式存在化合物
5、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)磁铁矿(主要成分是Fe3O4)金红石(主要成分是TiO2)铝土矿(主要成分是Al2O3)软锰矿(主要成分是MnO2)赤铜矿(主要成分是Cu2O)金属资源存在的形式课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取高铁的建设离不开钢铁行业的支持，假如你是钢铁厂的厂长，现要完成一批钢材的生产任务，你要考虑哪些因素？课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取钢轨材料的获取 任任 务务 2 自然界中大多数铁都以化合物的形式存在，那么我们选择哪种化合物（矿石）来获取铁呢？
6、应选择含铁量高、产物环保的矿石。菱铁矿赤铁矿磁铁矿FeCO3黄铁矿主要成分Fe2O3FeS2Fe3O448.3%70%72.4%46.7%含铁量常用赤铁矿和磁铁矿。炼铁会产生二氧化硫污染物课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取Fe2O3化合物单质Fe还原剂失去氧元素常见的还原剂：H2、C、CO小贴士：如何要使Fe2O3转变为Fe呢？课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取观看视频，思考以下问题：工业炼铁用了哪些原料?焦炭起到什么作用?揭秘工业炼铁课时课时2 2 金属矿物金属矿物
7、 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石 C+O2=CO2 C+CO2=2COFe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温高温主要反应：提供还原剂(CO)，提供能量(高温)将铁矿石中的杂质转化为炉渣工业炼铁课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取资料卡片高炉炼高炉炼铁中的核心反应是一氧化碳还原氧铁中的核心反应是一氧化碳还原氧化铁，最终获得的铁中还含有碳化铁，最终获得的铁中还含有碳(含碳量含碳量为为2%4.3%)，所以所以称为称为生铁生铁。但。但高铁建高铁建设需要的设需要的材料材料
8、是是“钢材钢材”。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，生铁是怎样炼成钢的?钢钢的含碳量为的含碳量为0.03%2%课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取资料卡片资料资料1：转炉炼钢是将氧气直接吹入红热的铁水中，转炉炼钢是将氧气直接吹入红热的铁水中，气体产物主要是一氧化碳气体产物主要是一氧化碳(转炉煤气转炉煤气)。生铁中含生铁中含碳量降低碳量降低，降到一定标准就成了钢，多次冶炼精，降到一定标准就成了钢，多次冶炼精度会更高，得到不同标准的钢。度会更高，得到不同标准的钢。资料资料2：古代人把高温下烧红的生铁反复古代人把高温下烧红的生铁反复捶打捶
9、打“百炼成钢百炼成钢”。两种炼钢方法都是两种炼钢方法都是“降碳降碳”。两种方法中碳元素发生的主要化学反应是否相同两种方法中碳元素发生的主要化学反应是否相同?生铁中的碳与空气中的氧气反应，生铁中的碳与空气中的氧气反应，生成生成二氧化碳二氧化碳生铁中的碳转化为生铁中的碳转化为一氧化碳一氧化碳不相同课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取总结：总结：获取高铁轨道材料减碳工业处理，加入其他元素矿石生铁工业炼铁钢高锰钢和钒钢课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取某炼铁厂现要炼出含铁96的
10、生铁583 t，计算需要氧化铁80的赤铁矿石多少t？如果你是炼铁厂厂长，如何根据生产实际需求估算投入的矿石量？课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取解：含铁96的生铁583 t，则含铁的质量为583 t96%560 t设：需要氧化铁80的赤铁矿石的质量为x。答：需要氧化铁80的赤铁矿石约1 000 t。160 112x80%560 t x=1 000 tFe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温 x80%160 560 t 112 =带入化学方程式的数值带入化学方程式的数值一定是一定是纯净物的质量纯净物的质量某炼铁厂现要炼出含铁96的生
11、铁583 t，计算需要氧化铁80的赤铁矿石多少t？课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取杂质问题的计算(2)纯净物的质量=含杂质的混合物的质量纯度(3)含杂质的混合物的质量=纯净物的质量纯度(1)纯度=课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取 铝的冶炼2Al2O3=4Al+3O2通电如何获取高铁车体和电传输线路材料呢？任任 务务 3 高铁车体和电传输系统材料的获取铝合金和铜合金铝合金和铜合金课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属
12、材料的获取铜的冶炼湿法炼铜Fe+CuSO4=FeSO4+Cu火法炼铜(主要方式)Cu2SO2 2CuSO2制取铝、铜后，再添加元素即可得到铜合金、铝合金。课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取课堂小结金属矿物铁的冶炼存在形式金属冶炼极少数 单质(金、银等)大部分 化合物杂质问题的计算铁矿石铝矿石铜矿石生铁钢钢轨铜铜合金铝铝合金车体电传输通电电解工业炼铁带入是纯净物的质量火法炼铜为主 C+O2=CO2 C+CO2=2CO高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温提供还原剂(CO)，碳与二氧化碳反应放热，提供能量(高温)工业炼铁课时
13、课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取1.下列铁矿石中不宜用来炼铁的是下列铁矿石中不宜用来炼铁的是()A.赤铁矿赤铁矿 B.黄铁矿黄铁矿 C.菱铁矿菱铁矿 D.磁铁矿磁铁矿B 2.下列有关金属资源的说法正确的是下列有关金属资源的说法正确的是()A.金属元素在自然界中都以单质的形式存在金属元素在自然界中都以单质的形式存在 B.自然界中的金属矿物取之不尽自然界中的金属矿物取之不尽，用之不竭用之不竭 C.自然界中金属矿石的颜色相似自然界中金属矿石的颜色相似 D.用金属矿物冶炼金属的过程中发生了化学变化用金属矿物冶炼金属的过程中发生了化学变化D
14、随堂练习课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取3.“化化”说中国炼说中国炼“金金”术。术。(1)战国韩非子战国韩非子内储说上提到，早期采金技术均是内储说上提到，早期采金技术均是“沙里淘金沙里淘金”。黄金。黄金能以单质形式存在于自然界的原因是能以单质形式存在于自然界的原因是_。(2)西汉时期有一种炼钢方法叫西汉时期有一种炼钢方法叫“炒铁炒铁”，就是将含碳量过高的生铁在高温，就是将含碳量过高的生铁在高温下加热至半流体状，然后加入铁矿石粉不断下加热至半流体状，然后加入铁矿石粉不断“翻炒翻炒”，该过程的目的是，该过程的目的是_。(3)铝土矿的
15、主要成分是铝土矿的主要成分是Al2O3，现代工业通过电解熔融氧化铝的方法制，现代工业通过电解熔融氧化铝的方法制取铝，同时反应会生成氧气，该反应的化学方程式为取铝，同时反应会生成氧气，该反应的化学方程式为_。金的化学性质很稳定金的化学性质很稳定低含碳量，使生铁转化为钢低含碳量，使生铁转化为钢降降中华优秀传统文化中华优秀传统文化2Al2O3=4Al+3O2通电通电课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取(1)高炉炼铁过程中焦炭的主要作用是高炉炼铁过程中焦炭的主要作用是_、_。(2)步骤反应的化学方程式为步骤反应的化学方程式为_。4.某钢铁厂
16、高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石(主要含主要含Fe2O3)、石灰、石灰石、空气等，主要反应过程如下：石、空气等，主要反应过程如下：提提高高炉温炉温产生产生CO3COFe2O3 2Fe3CO2课时课时2 2 金属矿物金属矿物 铁的冶炼铁的冶炼高铁建设中金属材料的获取高铁建设中金属材料的获取(3)下列关于高炉炼铁的叙述错误的是下列关于高炉炼铁的叙述错误的是_(填字母填字母)。A.为了加快反应速率，高炉炼铁前先将为了加快反应速率，高炉炼铁前先将铁矿石粉碎铁矿石粉碎B.高炉尾气对环境无影响，可直接排放高炉尾气对环境无影响，可直接排放C.炉渣出口高于产物出口的原因是生铁密度大于炉渣密度炉渣出口高于产物出口的原因是生铁密度大于炉渣密度B
