資源簡介

課題3 金屬資源的利用和保護 （第1課時）
一、教學目標
【知識與技能】
知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。
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。
【過程與方法】
通過活動探究，認識一氧化碳還原氧化鐵實驗設計的全面性、合理性，探究過程要根據物質性質，考慮實驗安全性、直觀性和效果。
通過實驗室和工業冶煉鐵的原理、條件、裝置對比，使學生認識化學原理對實際生產的指導作用。
通過含雜質的計算，使學生認識到實際生產要考慮雜質問題，并能利用所學知識解決實際生產中的問題。
【情感態度與價值觀】
通過礦物分布情況，激發學生的愛國熱情，人文感情。
通過介紹我國冶煉鐵的歷史，讓學生了解我國古代人民的智慧，激發學生努力學習。
培養學生學以致用，勤于思考的習慣，體會化學的應用價值。
二、教學重點：鐵的冶煉。
三、教學難點：鐵的冶煉。
四、教學方法：觀察法、分析法、討論法、歸納法
五、教學用具：課件和多媒體設備。
六、教學過程
【創設情境】展示教材中“資料”金屬元素在地殼中的含量的表格，以及教材中圖8—15金，圖8—16銀，教材中圖8—17常見的礦石，說明地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和浩瀚的海洋中，金屬在自然界的存在形式反映了金屬不同的性質。大自然向人類提供了豐富的金屬礦物資源，人類每年要提取數以億噸計的金屬用于工農業生產和其他領域。
【板書】 課題3 金屬資源的利用和保護 （第1課時）
金屬資源
在自然界中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在。
礦物
① 礦石：能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。
② 常見的礦石（括號中是主要成分）：赤鐵礦（Fe2O3）、黃鐵礦（FeS2）、磁鐵礦（Fe3O4）、菱鐵礦（FeCO3）、鋁土礦（Al2O3）、黃銅礦（CuFeS2）、輝銅礦（Cu2S）
【問題引入】 當今社會鐵的提取量是最大的，以鐵礦石為例，如何把其中的金屬還原出來呢？說明我國早在春秋戰國時期就開始生產和使用鐵器，展示教材圖8—18（在農村學校還可說說“大煉鋼鐵”）進一步激發學生思考。
【探究實驗展示】
1、教師演示一氧化碳還原氧化鐵
2、要求學生觀察并思考：①現象；②實驗前先通一會一氧化碳的原因；③尾氣是如何處理的？
步驟：把部分裝置連接好，然后取5mL濃硫酸倒入，再加入5mL的甲酸，3g Fe2O3塞緊橡皮塞，濃硫酸和甲酸混合會放熱，反應開始。如果反應過程中溫度不夠再用酒精燈加熱。看到石灰水中的氣泡連續均勻時，把尖嘴管的氣體點燃，再給反應物加熱。反應2-3分鐘，紅色粉未變黑時，用磁鐵靠近試管底部。效果比較明顯。
注：條件有限可用課件展示高爐煉鐵過程中的一氧化碳還原氧化鐵的模擬實驗。
【總結板書】 二、鐵的冶煉
一氧化碳還原氧化鐵實驗
操作步驟：①檢查裝置的氣密性 ②裝入紅色的氧化鐵粉末 ③點燃酒精燈 ④通入一氧化碳 ⑤點燃酒精噴燈加熱 ⑥實驗結束時先熄滅酒精噴燈，繼續通入一氧化碳至冷卻 ⑦停止通入一氧化碳 ⑧熄滅酒精燈。
現象：紅色粉末變成黑色粉末，澄清石灰水變渾濁。
化學方程式： 2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
【提問過渡】分析上述反應，一氧化碳可以把氧化鐵中的鐵還原出來，那么鐵礦石中的鐵怎么提取出來呢？是否也可利用一氧化碳來還原呢？
【類比遷移】將實驗室和工業冶煉鐵的裝置、條件、原理進行對比，使學生認識化學原理對實際生產的指導作用。
主要設備 原料 反應原理
高爐 鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣 在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。 C + O2 CO2 CO2 + C 2CO 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
【總結板書】 2、鐵的冶煉
主要設備：高爐
冶煉原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣
冶煉原理：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
【提問過渡】像鐵的冶煉，在實際生產時，所用的原料或產物一般都含有雜質，在計算用料和產量時就要考慮雜質問題，我們應該怎樣解決呢？
【例題】 用1000 t 含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵的質量是多少？
【分析討論】幫助學生理清思路，因為化學方程式所反映的都是純凈物發生化學反應時的量的關系。
① 反應的化學方程式：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
② 根據題目中鐵礦石與氧化鐵的關系，求氧化鐵的質量。
③ 根據化學方程式，由氧化鐵的質量求出生產純鐵的質量。
④ 根據③中求出的純鐵質量與含雜質生鐵的質量關系，求出含雜質生鐵的質量。
【歸納總結】討論這類計算題的解法時，有一個關鍵問題就是含雜質物質的質量與純物質的質量的換算問題。如何換算？
純凈物在不純物質中的質量分數即純度 ＝ ×100％ Х100%
純度 ＝ 1 － 所含雜質的質量分數
純凈物的質量 ＝ 不純物質的質量 × 純度
【總結板書】三、含雜質的計算
純凈物在不純物質中的質量分數即純度 ＝ ×100％
純度 ＝ 1 － 所含雜質的質量分數
純凈物的質量 ＝ 不純物質的質量 × 純度
解：1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為 1000 t × 80％ ＝ 800 t
設：800 t 氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為 x 。
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
160 2×56
800t x
160 800t
＝
112 x
X ＝ 560 t
折合為含鐵96％的生鐵的質量為
560 t ÷ 96％ ＝ 583 t
答：1000 t 含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96％的生鐵583 t。
（說明熟練后可將不純量列綜合式直接代入關系式中進行計算。）
【交流體會】完成本節課的學習與探究你有哪些體會和收獲？
【課堂練習】
七、本課小結：1、一氧化碳還原氧化鐵實驗；
2、含雜質的有關計算。
八、板書設計： 課題3 金屬資源的利用和保護 （第1 課時）
一、金屬資源
1、 除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2、礦物
① 礦石：能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。
② 常見的礦石（括號中是主要成分）：赤鐵礦（Fe2O3）、黃鐵礦（FeS2）、磁鐵礦（Fe3O4）、菱鐵礦（FeCO3）、鋁土礦（Al2O3）、黃銅礦（CuFeS2）、輝銅礦（Cu2S）
二、鐵的冶煉
1、一氧化碳還原氧化鐵實驗
（1） 操作步驟：①檢查裝置的氣密性 ②裝入紅色的氧化鐵粉末 ③點燃酒精燈 ④通入一氧化碳 ⑤點燃酒精噴燈加熱 ⑥實驗結束時先熄滅酒精噴燈，繼續通入一氧化碳至冷卻 ⑦停止通入一氧化碳 ⑧熄滅酒精燈。
（2） 現象：紅色粉末變成黑色粉末，澄清石灰水變渾濁。
（3）化學方程式： 2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
2、鐵的冶煉
（1）主要設備：高爐
（2）冶煉原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣
（3）冶煉原理： 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
三、含雜質的計算
純凈物在不純物質中的質量分數即純度 ＝ ×100％
純度 ＝ 1 － 所含雜質的質量分數
純凈物的質量 ＝ 不純物質的質量 × 純度
解：1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為 1000 t × 80％ ＝ 800 t
設：800 t 氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為 x 。
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
160 2×56
800t x
160 800t
＝
112 x
X ＝ 560 t
折合為含鐵96％的生鐵的質量為
560 t ÷ 96％ ＝ 583 t
答：1000 t 含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96％的生鐵583 t。
九、布置作業
十、教學反思

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