資源簡介

2.5.3物質的分類：金屬的冶煉 導學案
學科
科學
學生姓名
年級
九
任課 老師
授課時間
教
學
目
標
教學內容：2.5.3物質的轉化：金屬的冶煉
考 點：了解金屬冶煉的概念，理解用碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅的原理，理解煉鐵的化學原理及氧化還原反應。
課
堂
教
學
過
程
課前檢查
作業完成情況：優□ 良□ 中□ 差□
建議:
過程
課前交流，了解學生上次課的復習情況
知識梳理
金屬的冶煉
1.冶煉原理
金屬冶煉主要是指將金屬氧化物轉化為還原劑的過程。在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成金屬單質。
2.常用還原劑和常見還原反應
常見還原劑有：碳、一氧化碳和氫氣。
（1）木炭和氧化銅粉末在高溫下的反應

（2）一氧化碳還原氧化鐵

（3）氫氣還原氧化銅實驗
現象：黑色粉末逐漸變為紅色，試管口有水生成。
例題精講
【例1】根據礦石的主要成分分析,下列礦石中最適合煉鐵的是??；
A.磁鐵礦(主要成分Fe3O4）? ? B.黃鐵礦(主要成分FeS2）C.菱鐵礦(主要成分FeCO3）? ? D.赤銅礦(主要成分Cu2O）
【例2】某化學小組的同學利用混有少量CO2的CO氣體還原氧化鐵，并驗證反應后的氣體產物。實驗室現有如圖所示實驗裝置（可重復使用）。按氣體從左到右的方向，裝置連接順序正確的是（）。
A．甲→乙→丙→丁 B.甲→丙→乙→丁
C.乙→甲→丙→甲→丁 D．乙→甲→丙→乙→丁
【例3】將CO通入盛有12gFe2O3的試管內，加熱反應一段時間后，停止加熱，繼續通入CO至試管冷卻，此時試管內殘留固體的質量為9.6g，則反應生成鐵的質量為（?）。
A.2.4g B.5.6g C.8.4g D.9.6g
當堂檢測：
1.氫氣、一氧化碳、碳粉都分別與氧化銅反應,下列敘述錯誤的是(??)
A.氫氣、一氧化碳、碳粉都發生了氧化反應 B.都屬于置換反應
C.反應都要加熱 D.反應最終都有紅色物質生成
2.在氫氣還原氧化銅的實驗中，進行如下操作：①加熱；②停止加熱；③通入氫氣；④停止通入氫氣。下列操作順序正確的是（）。
A.③①④② B.①③②④ C.③①②④ D..①③④②
3.由下面實驗現象可知，黑色粉末可能是( )
A．CuO和C B．Fe和CuO C．MnO2和CuO D．FeO和C
4.下面是摘錄了某些同學實驗記錄本中的有關實驗現象描述的一部分內容,其中正確的是(??)
A．將帶有銅綠的銅絲在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑
B．鎂帶在空氣中點燃，發出耀眼的白光，同時生成氧化鎂
C．點燃一氧化碳氣體，看到藍紫色火焰，同時放出熱量
D．氫氣還原氧化銅的實驗，可以看到有銅生成
5.如圖是對CO還原氧化鐵的實驗裝置進行的改進,已知，下列說法錯誤的是（）
A. 試管1中可以加入甲酸（HCOOH）和濃硫酸，CO可以現制現用
B. 為了節約時間，實驗開始前先點燃酒精噴燈，過一段時間后再點燃酒精燈
C. 實驗過程中可以看到試管2中紅色粉末變成黑色，具支試管3中澄清石灰水變渾濁
D. 該實驗中涉及的基本反應類型只有分解反應
6.某同學用如圖裝置進行CO與Fe2O3的反應。下列說法錯誤的是（?）。
該實驗裝置應增加尾氣處理裝置
加熱前應先通入一段時間的CO以排盡裝置內的空氣
NaOH溶液應改為Ca(OH)2溶液以檢驗產生的CO2氣體
反應后的固體是Fe和Fe2O3的混合物，可以采用加入鹽酸并過濾的方法得到Fe
7.把水煤氣及少量氮氣、二氧化碳、水蒸氣的混合物依次通過加熱的氧化銅、苛性鈉溶液和固體燒堿,最后剩余的氣體是(??)
A.H2 B.N2 C.NO D.H2O（氣）
8.CO和C分別跟CuO反應，若生成等質量的Cu，則反應中消耗的CO和C的質量比為（假定CO全部用于還原CuO）（ ）。
A.1:1 B.7:3 C.14:3 D.1:2
9. 含雜質的Fe2O3固體樣品20g,高溫下用足量的CO完全還原(雜質不與CO反應),將生成的CO2氣體用足量的澄清石灰水充分吸收后,產生30g白色沉淀。則下列說法正確的是(?)
A. 通入的CO質量為8.4g B. 還原后的固體質量為11.2g
C.. 樣品中氧化鐵的質量分數為80% D. 樣品中氧元素質量分數一定為24%
10.用鋅、氧化銅、稀硫酸制取銅,有下列兩種途徑:
若用這兩種方法制得相同質量的銅時,下列敘述符合實際實驗結果的是(??)
消耗相同質量的氧化銅 B．消耗相同質量的鋅
C.消耗相同質量的硫酸 D．生成硫酸鋅質量相同
11.小章同學準備在實驗室用下圖所示裝置模擬工業煉鐵。請你據此回答題。
實驗中產生的現象主要有:__________________________________、____________________________________________。(寫兩點)(2)實驗中兩個酒精燈的作用各是什么?左邊：______________________；
右邊:_______________________________。(3)當Fe2O3反應完全后,應先熄滅________(填“左邊”或“右邊”)的酒精燈。(4)某同學實驗完成后,發現過量的澄清石灰水增重0.88g,則該同學通入裝置的CO氣體質量
?
(填“大于”、“小于”或“等于”)0.56g。
12.如圖是初中科學中常見的化學實驗操作流程,根據流程圖回答下列相關問題:

圖A裝置搭配完整之后,對A裝置仍需要進一步操作,該操作是______________________。(2)圖中B瓶內所盛的是______________,目的是______________________________。(3)本實驗中H2O2的量是不足的,那么會不會影響實驗的結果呢?為什么？_________________________________________________________________________________。(4)如果用G來收集殘留的氣體,那么F應當接G的_________（填“m”或“n”）端,原因是_________________________________________________________________________________。
13.為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數，小龍和他的同學用足量的一氧化碳與10g赤鐵礦石樣品充分反應（雜質不參與反應），并將生成的氣體用一定量的氫氧化鈉溶液完全吸收，該溶液總質量與反應時間的變化關系如圖。
（1）上述反應產生二氧化碳的質量為（2）計算該赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數；（3）若上述反應后剩余固體質量為m克，寫出計算該赤鐵礦石中氧化鐵質量分數的表達式
五．課堂小結：

課堂檢測
聽課及知識掌握情況反饋
測試題（累計不超過20分鐘） 道 成績
教學需： 加快□ 保持□ 放慢□ 增加內容□
課后鞏固
作業 題 鞏固復習 預習布置
老師
課后
賞識
評價
老師最欣賞的地方：
老師想知道的事情：
老師的建議：

2.5.3物質的分類：金屬的冶煉 導學案
學科
科學
學生姓名
年級
九
任課 老師
授課時間
教
學
目
標
教學內容：2.5.3物質的轉化：金屬的冶煉
考 點：了解金屬冶煉的概念，理解用碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅的原理，理解煉鐵的化學原理及氧化還原反應。
課
堂
教
學
過
程
課前檢查
作業完成情況：優□ 良□ 中□ 差□
建議:
過程
課前交流，了解學生上次課的復習情況
知識梳理
金屬的冶煉
1.冶煉原理
金屬冶煉主要是指將金屬氧化物轉化為還原劑的過程。在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成金屬單質。
2.常用還原劑和常見還原反應
常見還原劑有：碳、一氧化碳和氫氣。
（1）木炭和氧化銅粉末在高溫下的反應

（2）一氧化碳還原氧化鐵

（3）氫氣還原氧化銅實驗
現象：黑色粉末逐漸變為紅色，試管口有水生成。
例題精講
【例1】根據礦石的主要成分分析,下列礦石中最適合煉鐵的是?A??；
A.磁鐵礦(主要成分Fe3O4）? ? B.黃鐵礦(主要成分FeS2）C.菱鐵礦(主要成分FeCO3）? ? D.赤銅礦(主要成分Cu2O）
A、磁鐵礦的主要成分是Fe3O4，礦石中含鐵元素，冶煉時產生的大氣污染物相對較少，含鐵量比較高．所以正確．B、黃鐵礦的主要成分是FeS2，冶煉時會產生大量的二氧化硫，造成空氣污染和酸雨，所以錯誤．C、菱鐵礦的主要成分是FeCO3，相對含鐵量較低．所以錯誤．D、赤銅礦的主要成分是Cu2O，不含鐵元素，根據質量守恒定律，不可能煉出鐵，所以錯誤．
【例2】某化學小組的同學利用混有少量CO2的CO氣體還原氧化鐵，并驗證反應后的氣體產物。實驗室現有如圖所示實驗裝置（可重復使用）。按氣體從左到右的方向，裝置連接順序正確的是（ C ）。
A．甲→乙→丙→丁 B.甲→丙→乙→丁
C.乙→甲→丙→甲→丁 D．乙→甲→丙→乙→丁
首先應除去混合氣體中的CO2，避免造成對反應后生成氣體中CO2檢驗的影響，因此混合氣體先通入盛有氫氧化鈉溶液的乙裝置；通過裝置乙的混合氣體再通過甲裝置的澄清石灰水，檢驗二氧化碳是否被完全吸收，然后通入裝置丙進行還原氧化鐵的反應，最后再通過甲裝置檢驗二氧化碳的生成進而確定一氧化碳的存在，因反應后的氣體中還含有未完全反應的有毒氣體CO，應用氣囊收集，防止污染空氣，故答案為：C．
【例3】將CO通入盛有12gFe2O3的試管內，加熱反應一段時間后，停止加熱，繼續通入CO至試管冷卻，此時試管內殘留固體的質量為9.6g，則反應生成鐵的質量為（B??）。
A.2.4g B.5.6g C.8.4g D.9.6g
當堂檢測：
1.氫氣、一氧化碳、碳粉都分別與氧化銅反應,下列敘述錯誤的是(?B?)
A.氫氣、一氧化碳、碳粉都發生了氧化反應 B.都屬于置換反應
C.反應都要加熱 D.反應最終都有紅色物質生成
2.在氫氣還原氧化銅的實驗中，進行如下操作：①加熱；②停止加熱；③通入氫氣；④停止通入氫氣。下列操作順序正確的是（ C ）。
A.③①④② B.①③②④ C.③①②④ D..①③④②
3.由下面實驗現象可知，黑色粉末可能是( A )
A．CuO和C B．Fe和CuO C．MnO2和CuO D．FeO和C
A、氧化銅和碳高溫反應能生成銅和二氧化碳，銅是紅色粉末，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，故A正確；B、鐵和氧化銅中不含碳元素，不會生成二氧化碳，不符合題意，故B錯誤；C、二氧化錳和氧化銅中不含碳元素，不會生成二氧化碳，故C錯誤；D、氧化亞鐵和碳高溫不會產生紅色粉末，故D錯誤；故答案為：A．
4.下面是摘錄了某些同學實驗記錄本中的有關實驗現象描述的一部分內容,其中正確的是(?A?)
A．將帶有銅綠的銅絲在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑
B．鎂帶在空氣中點燃，發出耀眼的白光，同時生成氧化鎂
C．點燃一氧化碳氣體，看到藍紫色火焰，同時放出熱量
D．氫氣還原氧化銅的實驗，可以看到有銅生成
A、將帶有銅綠的銅絲在酒精燈火焰上灼燒，由于銅綠分解，所以銅絲表面變黑（該黑色物質為氧化銅）．故選項正確；B、鎂帶在空氣中點燃，發出耀眼的白光，同時生成白色固體．故選項錯誤；C、點燃一氧化碳氣體，看到藍色火焰，同時放出熱量．故選項錯誤；D、氫氣還原氧化銅時有銅生成屬于實驗結論，不屬于實驗現象．故選項錯誤；
5.如圖是對CO還原氧化鐵的實驗裝置進行的改進,已知，下列說法錯誤的是（ B ）
A. 試管1中可以加入甲酸（HCOOH）和濃硫酸，CO可以現制現用
B. 為了節約時間，實驗開始前先點燃酒精噴燈，過一段時間后再點燃酒精燈
C. 實驗過程中可以看到試管2中紅色粉末變成黑色，具支試管3中澄清石灰水變渾濁
D. 該實驗中涉及的基本反應類型只有分解反應
A、甲酸和濃硫酸在加熱的條件下生成一氧化碳和水，所以試管1中可以加入甲酸（HCOOH）和濃硫酸，CO可以現制現用，故A正確；B、實驗中應先通入CO、后加熱CuO，所以應該先點酒精燈，然后再點酒精噴燈，故B錯誤；C、一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，所以實驗過程中可以看到試管2中紅色粉末變成黑色，具支試管3中澄清石灰水變渾濁，故C正確；D、甲酸制取一氧化碳的反應屬于分解反應，一氧化碳和氧化鐵的反應、二氧化碳和氫氧化鈣的反應不屬于反應基本類型，故D正確．故選：B．
6.某同學用如圖裝置進行CO與Fe2O3的反應。下列說法錯誤的是（?D?）。
該實驗裝置應增加尾氣處理裝置
加熱前應先通入一段時間的CO以排盡裝置內的空氣
NaOH溶液應改為Ca(OH)2溶液以檢驗產生的CO2氣體
反應后的固體是Fe和Fe2O3的混合物，可以采用加入鹽酸并過濾的方法得到Fe
7.把水煤氣及少量氮氣、二氧化碳、水蒸氣的混合物依次通過加熱的氧化銅、苛性鈉溶液和固體燒堿,最后剩余的氣體是(?B?)
A.H2 B.N2 C.NO D.H2O（氣）
8.CO和C分別跟CuO反應，若生成等質量的Cu，則反應中消耗的CO和C的質量比為（假定CO全部用于還原CuO）（ C ）。
A.1:1 B.7:3 C.14:3 D.1:2
9. 含雜質的Fe2O3固體樣品20g,高溫下用足量的CO完全還原(雜質不與CO反應),將生成的CO2氣體用足量的澄清石灰水充分吸收后,產生30g白色沉淀。則下列說法正確的是(?C )
A. 通入的CO質量為8.4g B. 還原后的固體質量為11.2g
C.. 樣品中氧化鐵的質量分數為80% D. 樣品中氧元素質量分數一定為24%
10.用鋅、氧化銅、稀硫酸制取銅,有下列兩種途徑:
若用這兩種方法制得相同質量的銅時,下列敘述符合實際實驗結果的是(?A?)
消耗相同質量的氧化銅 B．消耗相同質量的鋅
C.消耗相同質量的硫酸 D．生成硫酸鋅質量相同
11.小章同學準備在實驗室用下圖所示裝置模擬工業煉鐵。請你據此回答題。
實驗中產生的現象主要有:__________________________________、____________________________________________。(寫兩點)(2)實驗中兩個酒精燈的作用各是什么?左邊：______________________；
右邊:_______________________________。(3)當Fe2O3反應完全后,應先熄滅________(填“左邊”或“右邊”)的酒精燈。(4)某同學實驗完成后,發現過量的澄清石灰水增重0.88g,則該同學通入裝置的CO氣體質量
?
(填“大于”、“小于”或“等于”)0.56g。
（1）硬質玻璃管中固體由紅棕色變成黑色，澄清的石灰水變渾濁；（2）加熱玻璃管，點燃一氧化碳氣體，防止污染空氣；（3）左邊（4）大于
（1）在加熱的條件下，在硬質玻璃管中，一氧化碳與氧化鐵反應生成了鐵和二氧化碳，所以，反應的現象是：硬質玻璃管中固體由紅棕色變成黑色；反應生成的二氧化碳與澄清的石灰水反應生成了碳酸鈣沉淀和水，所以，實驗的現象是：澄清的石灰水變渾濁；（2）實驗中左邊的酒精燈加熱玻璃管；右邊的酒精燈：點燃一氧化碳氣體，防止污染空氣；（3）當Fe2O3反應完全后，應先停止加熱還要繼續通入一氧化碳，所以，應先熄滅左邊的酒精燈；（4）因為實驗開始或結束都要通入一氧化碳，故該實驗中一氧化碳的實驗用量大于量論用量．
12.如圖是初中科學中常見的化學實驗操作流程,根據流程圖回答下列相關問題:

圖A裝置搭配完整之后,對A裝置仍需要進一步操作,該操作是______________________。(2)圖中B瓶內所盛的是______________,目的是______________________________。(3)本實驗中H2O2的量是不足的,那么會不會影響實驗的結果呢?為什么？_________________________________________________________________________________。(4)如果用G來收集殘留的氣體,那么F應當接G的_________（填“m”或“n”）端,原因是_________________________________________________________________________________。
（1）由于裝置A是用來制取氧氣，所以要檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置的氣密性；（2）根據流程圖可以看出需要干燥的氧氣，故裝置B中應放濃硫酸（濃硫酸具有吸水性，可做干燥劑）；故答案為：濃硫酸，用來干燥氧氣；（3）由流程圖可以看出其意圖是通過裝置C中的碳和A中產生的氧氣反應生成的一氧化碳，進而和E中的氧化銅反應，證明一氧化碳的還原性．H2O2的量不足，產生的O2的量就不足，C和不足量的O2反應會生成CO，如果氧氣足量生成的就是CO2了，后面實驗就無法進行了；故答案為：不會，H2O2的量不足，產生的O2的量就不足，C和不足量的O2反應會生成CO，如果氧氣足量生成的就是CO2了，后面實驗就無法進行了；（4）殘留的氣體是CO，不溶于水，由于G裝置內裝滿水，如果一氧化碳從m管進入集氣瓶，由于一氧化碳的密度遠小于水的密度，進入集氣瓶內的一氧化碳會從n管中導出；而從n管進入，由于一氧化碳不溶于水，在一氧化碳壓力的不斷增大下，集氣瓶中的水會被壓出，一氧化碳就會收集在瓶中．故答案為：n，因為殘留的氣體是CO，不溶于水，進入G中會聚集在瓶子的上端，故要接n端．
13.為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數，小龍和他的同學用足量的一氧化碳與10g赤鐵礦石樣品充分反應（雜質不參與反應），并將生成的氣體用一定量的氫氧化鈉溶液完全吸收，該溶液總質量與反應時間的變化關系如圖。
（1）上述反應產生二氧化碳的質量為（2）計算該赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數；（3）若上述反應后剩余固體質量為m克，寫出計算該赤鐵礦石中氧化鐵質量分數的表達式
（1）上述反應產生二氧化碳的質量=106.6-100=6.6g設該樣品中氧化鐵質量為x3CO＋Fe2O3 =高溫= 2Fe＋3CO2 160 3×44x 6.6gx=8g （2）該赤鐵礦石中氧化鐵的質量分數=8g÷10g×100％=80％（3）若上述反應后剩余固體質量為m克,寫出計算該赤鐵礦石中氧化鐵質量分數的表達式：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2 ,赤鐵礦石樣品中Fe2O3變為Fe,所以質量3O減少,160 112 48y (10-m)解得 y=10（10-m）/ 3所以,氧化鐵質量分數=10(10-m)/3÷10=(10-m)/3×100％
五．課堂小結：

課堂檢測
聽課及知識掌握情況反饋
測試題（累計不超過20分鐘） 道 成績
教學需： 加快□ 保持□ 放慢□ 增加內容□
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