資源簡介

8.3 金屬資源的利用和保護(hù)(第1課時)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．知道金屬在自然界存在的形式及常見的金屬礦物。
2．認(rèn)識鐵的冶煉原理及方法。
3．初步學(xué)會含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)計算。
【教學(xué)重難點】
重點：鐵的冶煉原理及方法；含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)計算。
難點：學(xué)會含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)計算。
【教學(xué)方法】
啟發(fā)誘導(dǎo)法、觀察交流法、合作探究法、實驗探究法。
【教學(xué)過程】
新課導(dǎo)入：
提疑：為什么銅的開發(fā)使用比鐵和鋁早數(shù)千年？金屬被大規(guī)模開發(fā)、利用主要和金屬的哪些性質(zhì)和特點有關(guān)？鈉、鎂等金屬為什么在自然界中不能以單質(zhì)形式存在，而是以化合物形式存在于各種礦物之中？
新課學(xué)習(xí)：
一、鐵的冶煉
(一)礦石
【呈現(xiàn)有關(guān)資料，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本并討論交流，教師提問以下問題】
1．礦石的主要存在形式
地球上的金屬除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2．常見的金屬礦石及主要成分
赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、菱鐵礦（FeCO3）、鋁土礦（主要成分是Al2O3）、黃銅礦（主要成分是CuFeS2）、輝銅礦（主要成分是Cu2S）
（二）一氧化碳還原氧化鐵
【呈現(xiàn)實驗視頻，并指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，總結(jié)一氧化碳還原氧化鐵的相關(guān)問題】
1．儀器
鐵架臺、硬質(zhì)玻璃管、橡皮塞、酒精燈、試管、酒精噴燈、導(dǎo)氣管
2．藥品
氧化鐵粉末、一氧化碳、澄清的石灰水
3．裝置
。
4．步驟
①檢查裝置氣密性；②裝入樣品并固定；③向玻璃管內(nèi)通入CO氣體；④給氧化鐵加熱；⑤停止加熱；⑥停止通入CO。
5．酒精燈的作用
你能否想到一個更好的處理方法？先通CO還是先點燃酒精燈？為什么？
先熄滅酒精燈還是先停止通CO？為什么？
點燃尾氣，防治污染空氣。尾氣管出口通至酒精噴燈火焰處。先通入一氧化碳排凈空氣，防止加熱一氧化碳和空氣的混合氣而發(fā)生爆炸。先熄滅酒精燈防止被還原出的鐵在較高的溫度下重新被氧化。
（三）煉鐵高爐
【PPT呈現(xiàn)有關(guān)資料，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，師生共同總結(jié)高爐煉鐵的相關(guān)知識】
1．原料
鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。
2．原理
在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來。
3．爐內(nèi)主要反應(yīng)
（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（2）C + O2 CO2
（3）（提供還原劑）
（4）；。（造渣，除去二氧化硅）
（四）含雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)計算
【呈現(xiàn)例題，教師講解】
例：用1000 t含氧化鐵80%的赤鐵礦礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵多少噸？
【解】1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1000t×80%=800 t
設(shè)：800 t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為x。
折合為含鐵96%的生鐵質(zhì)量為 560 t÷96%=583 t
答：理論上可煉出含鐵96%的生鐵583噸。
注意：帶入化學(xué)方程式計算的數(shù)據(jù)應(yīng)是純凈物的質(zhì)量，即必須把含雜質(zhì)的物質(zhì)換算成純凈物。
1．純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
2．不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量÷物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
課堂練習(xí)：
1．工業(yè)煉鐵的主要原料是（ ）
①鐵礦石 ②石灰石 ③焦炭 ④一氧化碳
A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③
【答案】D
2．某化學(xué)興趣小組用以下裝置探究煉鐵原理，關(guān)于該裝置和反應(yīng)過程描述錯誤的是（ ）
A．盛裝藥品前應(yīng)先檢查裝置氣密性
B．加熱前要先通CO，加熱后B中出現(xiàn)渾濁
C．已知方框中連接的是C和D，導(dǎo)管口的連接順序為a→b→c→d
D．這種方法“煉”出的鐵與工業(yè)上煉出的生鐵在組成上最大的區(qū)別是不含碳
【答案】C
【解析】解：A．盛裝藥品前應(yīng)先檢查裝置氣密性，以防止裝置漏氣，故選項說法正確；
B．實驗開始先通入一氧化碳，排出裝置內(nèi)的空氣后，再點燃酒精噴燈加熱玻璃管中的氧化鐵，先通入一氧化碳后加熱的原因是排盡玻璃管中的空氣，防止發(fā)生爆炸。加熱后有二氧化碳生成，會觀察到B中出現(xiàn)渾濁，故選項說法正確；
C．一氧化碳難溶于水，長導(dǎo)管是出水管，導(dǎo)管口的連接順序為a→c→b→d，故選項說法錯誤；
D．生鐵中含有碳等雜質(zhì)，這種方法“煉”出的鐵與工業(yè)上煉出的生鐵在組成上最大的區(qū)別是不含碳，故選項說法正確。
3．某化學(xué)興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，探究工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理，試按要求填空：
（1）硬質(zhì)玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是　 　，寫出一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
（2）實驗中首先通入一氧化碳的目的是　 　。
（3）裝置中導(dǎo)管末端加一點燃的酒精燈的目的是　 　。
【答案】（1）紅色固體變?yōu)楹谏?CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）趕盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱時爆炸；
（3）除去多余的CO，防止污染空氣。
【解答】解：（1）紅色的氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)能生成鐵和二氧化碳，所以玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是紅色固體變?yōu)楹谏浠瘜W(xué)方程式為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）因為一氧化碳具有可燃性，能和氧氣混合在點燃的條件下會發(fā)生爆炸，所以實驗開始時應(yīng)先通一氧化碳再加熱，目的是趕盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱爆炸；
（3）由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空氣中，會造成污染，可用點燃的方法將一氧化碳燃燒掉，防止污染空氣；
課堂小結(jié)：
本節(jié)課我們通過多項學(xué)習(xí)活動了解了一些常見的金屬礦石；掌握了一氧化碳還原氧化鐵的原理、現(xiàn)象及注意事項。認(rèn)識了工業(yè)煉鐵的原理及方法，也初步學(xué)習(xí)了含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)計算。
作業(yè)布置：
完成配套課后練習(xí)。
【板書設(shè)計】
金屬資源的利用
一、金屬資源
二、鐵的冶煉
1．一氧化碳還原氧化鐵：儀器、藥品、裝置、步驟
2．高爐煉鐵：原料、原理、主要反應(yīng)
三、關(guān)于含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計算
【課后反思】
在教學(xué)中，注意培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材、查閱資料的能力，展示學(xué)生課前調(diào)查和收集樣品的信息，能較好地達(dá)到資源共享的目的，有利于培養(yǎng)“合作”意識。而一氧化碳還原氧化鐵的實驗采用視頻演示，既明白清晰，又節(jié)約時間，同時可避免儀器、
材料短缺而不能做實驗，環(huán)節(jié)緊湊。在整個教學(xué)過程中體現(xiàn)了學(xué)生“從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會”的理念。更可貴的是學(xué)生在課堂上充分發(fā)揮了主體作用，自主實驗、自主探究、自主評價，無疑使自信心更強(qiáng)，學(xué)習(xí)興趣更濃。

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