資源簡介

《鐵的冶煉、利用與性質》（復習課）教學設計
一、教學目標
本節課著重體現化學學習內容的實用性，培養學生把所學的化學知識和生活實際結合起來，讓學生充分體會到化學來源于生活而又時時刻刻服務于生活。具體的三維目標如下：
1、知識與技能：
（1）知道金屬材料特別是鋼鐵在生產、生活和社會發展中的重要作用，知道什么是合金，認識到調整合金組成比例可以改善金屬特性。
（2）了解鐵礦石是工業煉鐵的必備原料，進一步復習鞏固從鐵礦石中將鐵還原出來的方法，認識工業煉鐵的主要原料和設備。
（3）知道鋼鐵銹蝕的條件，掌握防止金屬銹蝕的方法。了解生活中有一些例子也是對鐵生銹的成功利用，強調回收廢舊金屬的重要性。
（4）利用鐵的性質探究暖寶寶中有鐵粉，掌握以鐵為代表的常見金屬的性質，學會對金屬性質的實驗探究。
2、過程與方法：
（1）通過對比、歸納和信息加工，知道實驗室模擬煉鐵是工業煉鐵的一個縮影。
（2）通過暖寶寶中的鐵粉對金屬化學性質的探究，學會運用比較、分類、總結概括的方法進一步理解置換反應。
（3）通過小組內實驗探究，幫助學生形成良好的學習習慣和思維方法。
3、情感態度與價值觀：
（1）培養學生的合作意識以及嚴謹求實、勤于思考用于探索的科學精神。
（2）通過暖寶寶的發熱原理的學習，讓學生知道鐵的銹蝕在某些條件下也是有貢獻的，培養學生辯證唯物主義觀點，激發求知欲。
（3）在小組的合作實驗中獲得愉悅，從而激發和增強對化學現象的好奇心和探究欲，提高學習化學的興趣。
（4）通過高爐煉鐵的學習，學生明白化學是可以創造社會價值的，但是在獲得經濟效益的同時還必須有社會責任感。從尾氣的處理中能培養學生的環保意識和社會責任感。
4、教學重點、難點
重點：鐵的冶煉原理和鐵的化學性質。
難點：利用鐵的性質探究暖寶寶中有鐵粉。
二、教法分析
1、對比分析法：在復習高爐煉鐵和實驗室模擬煉鐵時采用對比分析的方法。通過設備、原料、反應原理及產物的對比，能加深學生對反應原理的理解。
2、引導探究法：本節課的主要教學方法是引導探究法。中學化學課程標準提出科學課程應當通過科學探究的學習方式，讓學生體驗科學探究活動的過程和方法，還應當通過學生自主探究等活動來實現教育目標。九年級學生實驗動手能力強，思維活躍，具有強烈的探究意識和動手欲望。因此，我通過情景圖片引課，小組合作學習，展示實驗結果，最后到知識的運用，這樣不僅滿足了學生的需求，還能使學生從被動而學中解脫出來，主動參與探究過程。
3、多媒體輔助教學法：利用多媒體技術和營造良好的課堂氛圍，又能將實驗探究的方案分類呈現，給學生更多的動手時間。
三、學法分析
1、實驗探究法：通過實驗探究得出暖寶寶中有鐵粉，從而探究以鐵為代表的金屬的化學性質。從探究中發現問題，進而提高學生解決問題的能力。
2、合作學習法：讓學生在討論中取長補短，培養學生的合作競爭意識。
四、教學過程
【教師引入】通過圖片引入，讓學生知道金屬材料的使用涉及衣食住行等各個領域，問學生使用最多的金屬材料是哪一種？
【學生】鋼鐵
【教師提問】鋼鐵的主要成分是什么？自然界有沒有現成的鐵？鐵是怎么得到的？
【學生】鐵，煉鐵
【教師】對，鐵在自然界主要以化合物的形式存在于各種礦石中。煉鐵要先找到含有鐵元素的礦石。
投影幾種鐵礦石的圖片：磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦等。
【討論】分析赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦這三種常見的鐵礦石，從環境保護和經濟效益來看，你認為哪種鐵礦石最不適合于煉鐵
【分組計算】氧化鐵、四氧化三鐵、二硫化亞鐵中鐵元素的質量分數并回答。
【小組展示】討論結果是：二硫化亞鐵中鐵元素的質量分數最低，而且在煉鐵過程中會產生有毒的氣體二氧化硫，二氧化硫是大氣污染物并能形成酸雨。通常選擇赤鐵礦和磁鐵礦來煉鐵。
【教師板書】氧化鐵和四三氧化鐵的化學式
【過渡】說到煉鐵不得不佩服古人的智慧，人們在生活實踐中發現，借助某種物質與鐵礦石作用可以使鐵礦石中鐵的氧化物轉變為鐵。鐵的冶煉和應用以埃及和我國為最早。這是古代起初的豎爐煉鐵（投影豎爐模型），后來用高爐來大規模煉鐵（投影高爐煉鐵的模型），高爐煉鐵我國要比歐洲大約早1000多年。
【教師提問】煉鐵的化學原理是什么？有了鐵礦石還要有另一種物質，這種物質通常是一氧化碳。無論是工業煉鐵還是模擬煉鐵，核心反應都是一氧化碳和鐵的氧化物的反應。以一氧化碳與氧化鐵為例來分析。從得氧和失氧的角度引導這這個反應的配平。
【教師講解】把氧化鐵看成一個整體，根據鐵原子守恒，氧化鐵失去氧元素，鐵原子的化學計量數要配2，每個一氧化碳分子變成二氧化碳分子要奪得一個氧原子，所以一氧化碳和二氧化碳的化學計量數都配3。除了焦炭、氫氣也可以與金屬氧化物發生這樣的反應。我們把金屬氧化物跟一氧化碳、焦炭和氫氣等物質發生反應，失去氧轉化為金屬的過程，稱為金屬氧化物的還原。在反應中一氧化碳，焦炭、氫氣作還原劑，通過這種原理來冶煉金屬的方法叫熱還原法。像常見的金屬鐵銅就是用熱還原法冶煉的。
【學生】對比思考工業煉鐵和實驗室模擬煉鐵的不同，并回答學案上的相關問題。
【學生1】板演CO和Fe3O4的化學方程式。
【學生2】模擬煉鐵中一氧化碳是制備好通入的，而工業煉鐵中一氧化碳是在高爐內部生成的，這也體現了焦炭的一條作用是制備還原劑CO。
【學生3】模擬煉鐵最終得到的產物是純鐵，工業煉鐵得到的產物是生鐵即鐵的一種合金。【教師評價】表揚同學們的分析都很正確很到位。
【過渡】鐵礦石冶煉得到的生鐵在使用上受到一定的限制，如何從生鐵得到性能更優越的鐵合金呢？
【學生回答】以生鐵為原料進一步煉鋼。生鐵和鋼都是鐵的合金，在生活中應用最廣。
【教師提問】合金與純金屬相比有哪些優良的性能
【觀看視頻】有關合金用途的視頻。
【學生答】合金的硬度一般比各組分金屬大；多數合金的熔點低于組成它的組分金屬。
【教師】其實合金的性能可以通過所添加的元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調節的。通過配比和條件的選擇，可以得到性能各異的合金。
【資料】從“杜拉鋁”到“硬鋁”
德國化學家在研究鎂鋁合金時，發現合金的硬度和強度會在淬火后的5~7天連續增加，這就是威姆偶然發現的鋁合金淬火后的自然時效現象。當時他并不知道金屬內部發生了什么變化，但通過試驗得出了合金的最佳成分，并取得了專利權。他把這種高強度的鋁合金稱為“杜拉鋁”，是以最早從事這種合金生產的“杜萊思鎮”命名的，后來把這種合金稱為“硬鋁”，因為它的硬度和強度比一般的鋁合金高得多。
【過渡提問】生鐵千錘百煉得到鋼，繼續精煉除雜可不可以得到純鐵呢？或者用氫氣、一氧化碳還原純凈的四氧化三鐵粉末是不是也可以得到純鐵呢？在化工生產及實驗室中使用的鐵粉就是用氫氣在高溫條件下與四氧化三鐵反應而生成的。
【學生板演】氫氣在高溫條件下與四氧化三鐵反應的化學方程式。
【轉折】最近氣溫突然下降，好多人會用“暖寶寶”來取暖，老師發現“暖寶寶”的主要成分中有鐵粉。請大家利用我們學過的知識設計實驗幫我證明“暖寶寶”中有鐵粉。
【合作與探究】交流方案，展示結果看哪一組設計的方案多。根據提供的用品和試劑進行實驗。
【儀器和藥品】井穴板、稱量紙、磁鐵、表面皿放暖寶寶中的物質、藥匙強調用小頭取用、稀鹽酸、稀硫酸、硫酸銅溶液、膠頭滴管等。
【學生實驗】進行實驗，把觀察到的現象記錄在學案上，并派代表匯報結果。
【引導】“暖寶寶”中有沒有鐵粉？你用哪些實驗證明的？回答現象和用到的性質或原理。學生實驗前拿學生的暖寶寶一起拆，引導學生觀察包裝并體會溫度。
【學生1】部分黑色固體可以被磁鐵吸引，說明有鐵粉，利用鐵可以被磁鐵吸引這一條物理性質。
【教師】這也是物質分離的一種方法，實際操作中吸引的鐵粉可能會包裹其他一些粉末，可能導致分離不徹底。
【思考】還有沒有化學方法可以證明鐵粉的存在？
【交流與討論匯報】
【學生2】取少量粉末于試管中，滴加稀鹽酸，有氣泡生成，利用鐵能與稀鹽酸反應生成氫氣這一條化學性質。
【學生3】取少量粉末于試管中，滴加硫酸銅溶液，有紅色固體生成，溶液由藍色變為淺綠色。利用鐵的活動性比銅強，鐵可以把硫酸銅溶液中的銅元素置換出來。
【教師強調】這種方法就是濕法煉銅，是我國銅的冶金史和化學史上一項重大的發明。早在公元前一兩百年，就已用鐵從銅的鹽溶液中置換出銅，濕法煉銅開辟了濕法冶金的先驅，濕法煉銅到宋朝時發展至頂峰。直到今天濕法煉銅仍然被世界各國采用，主要因為濕法煉銅適宜開采低品位貧銅礦。
【分組實驗】
【教師引導探究】暖寶寶為什么會發熱呢？暖寶寶發熱與什么物質有關呢？
【學生】鐵粉。
【追問1】為什么有了鐵粉就發熱呢？
【學生】鐵粉與氧氣和水同時接觸了，滿足鐵生銹的條件，鐵生銹過程發生一系列復雜的化學變化，轉變為鐵的化合物，是鐵的緩慢氧化，放出熱量。鐵銹的主要成分復雜，主要是氧化鐵。
【追問2】暖寶寶沒有拆開塑料包裝之前為什么不發熱？（教師展示一個沒有拆封的暖寶寶）
【學生】無紡布袋外邊有一層嚴密的不透氣的膠膜，同時塑料包裝袋內被抽成真空，這兩個措施讓鐵粉不與氧氣接觸，所以鐵粉不生銹。
【教師引導探究】鐵生銹是緩慢氧化過程，為什么“暖寶寶”能快速發熱？
【學生】暖寶寶中有食鹽，氯化鈉的存在可以加速鐵的生銹，所以能快速發熱。
【小結】這樣的答案大家滿意嗎？非常正確。可以說暖寶寶就是“冬天里的一把火”，雖然沒有“熊熊火焰”，卻能帶來貼身的小溫暖。暖寶寶這項小發明就是對鐵生銹原理的一個非常成功的利用。
【過渡】鐵生銹是鐵的緩慢氧化，我們有沒有學過鐵的劇烈氧化呢？哪一個反應？你能幫我們描述一下反應現象嗎？
【學生】鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體。
【教師】黑色固體是什么？【學生答】四氧化三鐵。
【教師】鐵絲在空氣中能燃燒嗎？
【學生】不能，只能發紅熱。
【猜測】鐵粉在空氣中能燃燒嗎？【學生答】能
【教師】能不能我們來試一下。
【教師演示實驗】打開實物展臺帶鐵圈的鐵架臺，蒸發皿（倒少量酒精），點燃蒸發皿里的酒精，用藥匙向火焰上抖動灑落少量鐵粉。注意觀察現象。看到大量火星，特別像節日放煙花的現象。說明鐵粉在空氣中可以燃燒，產物也是四氧化三鐵。
【教師】鐵粉在空氣中為什么又能燃燒了呢？
【學生】與氧氣的接觸面積變大了。
【教師歸納】接觸面積也是影響燃燒現象的一個因素，把鐵絲變成鐵粉在空氣中與氧氣的接觸面積變大了，就可以在空氣中燃燒。無論是緩慢氧化還是劇烈氧化都是金屬跟氧結合生成金屬氧化物的過程稱為金屬的氧化。
【教師小結】鐵的化學性質
【過渡】鐵被銹蝕了，還有利用價值嗎？怎么處置生活中的廢舊鋼鐵？
【學生】回收再利用。
【教師小結】自然界的鐵礦石畢竟有限，廢鋼鐵回收利用的意義就非常重要了，可以代替鐵礦石來煉鐵重新利用。
【教師總結】梳理本節課的知識網絡。
【板書設計】
章末作業 鐵的冶煉、利用與性質的復習與應用
赤鐵礦
（Fe2O3）
(
CO、H
2
（還原）
) (
O
2
（氧化）
)
(
CuSO
4
（置換）
) (
CO、H
2
（還原）
) (
Cu
)
(
Fe
) (
O
2
（氧化）
)磁鐵礦（Fe3O4）
(
HCl、H
2
SO
4
（置換）
) (
Mg、Zn（置換）
)
(
FeCl
2
)
【教學反思】
本節課是從“鐵的冶煉”到以“鐵”為代表的金屬材料的使用，再到利用鐵的性質檢驗暖寶寶中是否有鐵粉，從而復習了鐵有關的化學性質。通過“溫故知新找重點、小組合作驗鐵粉、聯系實際評價鐵、齊力合心回收鐵”四個活動版塊，激發學生全員參與、體驗成功、不斷創新，從而深化有關金屬的知識和技能，提升學生的實驗設計和科學探究能力。這節課最大的亮點是把“暖寶寶”帶進課堂，讓學生充分體驗到鐵的生銹在某些方面也是有用的，從而培養學生的辯證唯物主義觀點。
(
1
)

展開更多......

收起↑