資源簡介

金屬資源的利用和保護（教學設計）
一、教學目標
1、知識與技能
（1）知道一些常見金屬鐵、銅、鋁等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。
（2）會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。
2、過程與方法
通過查閱我國鋼鐵冶煉廠的資料、科學探究鐵的冶煉原理，進一步明確探究的作用。
3、情感態度與價值觀
通過鐵的冶煉原理和根據化學方程式有關雜質計算的學習，懂得化學原理、計算和生產實際是緊密結合的一個有機整體。
學情分析：
學生學習了金屬材料和金屬的化學性質，根據作業反饋，掌握的情況較好。對于本節的內容學習有一定的知識基礎。
二、教學重點
了解從常見鐵礦石中提煉鐵的原理，激發學生的探究欲。
三、教學難點
掌握冶煉鐵的原理和含雜質等不純量的化學方程式的計算。
四、課時安排：2課時
五、實驗準備
教師：多媒體課件（內容為常見金屬礦石及建筑物的圖片、我國鋼鐵冶煉廠的情況、一氧化碳還原氧化鐵的實驗動畫演示、根據化學方程式計算的例題講解幻燈片等）；
學生：課外收集的我國鋼鐵冶煉廠的情況資料；赤鐵礦等常見礦石的資料。
六、教學方法
查閱資料、討論交流、視頻演示、實驗探究、小組展示等。
七、教學過程
第一課時
【問題情境1】用PPT展示幾幅圖片(洛陽市區的“天堂遺址景點”和鳥巢體育館兩幅圖片)，同學們對這幾幅圖片都比較熟悉，有的同學肯定去參觀過，誰能說說建造它們用到了那些金屬？（同學們交流展示，課堂氣氛活躍）
【板書】題目：金屬資源的利用和保護
【提問】請同學們認真閱讀課本14—15頁，結合你們查閱的資料，說一說圖片上涉及的金屬，它們在地球上的分布怎樣？我國的金屬資源儲量怎樣？
【板書】一、金屬資源的存在形式和分布
學生交流展示，教師補充點評。（地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，只有極少數如金、銀這些不活潑金屬以單質的形式存在，其它金屬在自然界是以化合物的形式存在。我國的礦物種類比較齊全且儲量豐富（邊講解邊展示金屬及金屬礦石的圖片）。人類每年都要提取數億噸的金屬用于工農業和國防等領域，其中提取量最大的就是鐵）。
請同學們觀察礦石標本并熟記赤鐵礦、磁鐵礦和鋁土礦的主要成分。
【問題情境2】用PPT展示一幅圖片（古代煉鐵圖）。日常生活中鐵的用量最大，請同學們參照圖片并結合查閱的我國鋼鐵冶煉廠的資料，思考：人們是怎樣從鐵礦石中把需要的鐵“拿”出來的？(以赤鐵礦（主要成分：Fe2O3）為例，來學習研究鐵的冶煉。根據Fe2O3 的組成“拿”出鐵有兩種方法。)
【板書】二、鐵的冶煉
1、選礦
思考：赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦
（Fe3O4）、菱鐵礦（FeCO3）、
黃鐵礦（FeS2）中，都含鐵。
煉鐵時選用那種礦石好呢？
解釋：Fe2O3 中含鐵70%；
Fe3O4 中含鐵72.41%； FeCO3 中含鐵48.27% ；FeS2 中含鐵46.67% 。
結論：用赤鐵礦或磁鐵礦都行, 不選擇FeCO3 和FeS2的原因是因為鐵的含量較低，并且使
用FeS2時會產生二氧化硫，污染空氣。
2、選還原劑
思考：尋找一種物質使其主動奪取Fe2O3 中的“O”
結論： C、CO、H2等都符合條件。但考慮到經濟效益等原因，一般選用 C 或CO。
冶煉原理：Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2或 Fe3O4 + 4CO 高溫 3Fe + 4CO2
【挑戰自我】各小組同學嘗試寫出Fe2O3、Fe3O4和C高溫反應的化學方程式。
【觀看視頻】教師播放實驗室冶煉鐵的動畫視頻，同學們認真觀看，需要注意實驗步驟、現象和結論。
實驗步驟：在直行玻璃管中，放入少量紅
色的氧化鐵粉末，先通入一氧化碳，排出
裝置內的空氣后，加熱氧化鐵，當紅色粉
末變黑時，停止加熱。玻璃管內物質冷卻后，
停止通入一氧化碳，觀察。（放視頻）
實驗現象：紅色粉末變黑色粉末；
澄清石灰水變渾濁。
相關的化學方程式：Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O 2CO + O2點燃2CO2
【小組討論】實驗裝置尾端用酒精燈點燃的作用：尾氣處理，防止CO污染環境。
【過渡】以上是實驗室煉鐵的情況，那工業上如何冶煉鐵的呢？
【觀看視頻】播放工業煉鐵的動畫視頻，學生認真觀看。
注意：工業煉鐵時，焦炭和石灰石的作用。
【問題情境3】 在學完工業煉鐵的知識之后，班里愛思考的同學就會發現：鐵礦石都是混合物，含有雜質，在實際生產中，我們怎樣才能計算用料和產量呢？
請同學們思考一下，如何解決實際生產中的雜質問題？
【板書】三、有關雜質問題的計算
例題. 用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵95%的生鐵多少噸？
分析： （1）化學方程式表示的是純物質之間的數量比，故計算時須先進行換算。
（2）純物質的質量 = 不純物質的質量 × 純凈物的質量分數
解1： 1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為：1000t×80% =800t
設800 t氧化鐵可煉出生鐵的質量為x.
Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2
x = 560t
可煉含鐵95%的生鐵的質量為：560t÷95%=589t
答：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石可煉出含鐵95%的生鐵589t.
解2：設可煉含鐵95%的生鐵的質量為x
Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2
x = 589t
答：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石可煉出含鐵95%的生鐵589t.
【課堂練習】
1.下列有關鐵的敘述中，正確的是（ B ）
A 鐵在氧氣中燃燒生成黑色的氧化鐵 B鐵在自然界中主要以化合物形式存在
C 鐵是地殼中含量最多的金屬元素 D 常用水沖洗鐵器表面，可以防止生銹
2.下列鐵礦石的主要成分表達錯誤的是（ C ）
A黃鐵礦（FeS2） B菱鐵礦（FeCO3）C赤鐵礦（Fe3O4） D鋁土礦（Al2O3）
3.高爐煉鐵主要是通過反應Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2進行的其中被還原的物質是
（ D ）A CO B CO2 C Fe D Fe2O3
4.若赤鐵礦中Fe2O3 的質量分數為80%，多少噸這樣的赤鐵礦可煉出含碳等其它雜質為6%的生鐵400噸？
解：設需含Fe2O3 為80%的赤鐵礦的質量為x
Fe2O3 + 3CO 高溫 2Fe + 3CO2
x = 671t
答：需含Fe2O3 為80%的赤鐵礦的質量為671t .
【課堂總結】：請各小組總結今日所學，教師點評補充。
【教學反思】：
160 2×56
800t x
160 2×56
800t x
=
160 2×56
1000t×80% 95%·x
160 2×56
1000t×80% 95%·x
=
160 2×56
80%·x 400t(1-6%)
160 2×56
80%·x 400t (1-6%)
=

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