資源簡介

第5章 金屬的冶煉與利用
第2節 金屬礦物 鐵的冶煉 教案
教學目標
一、知識與技能
1. 了解常見的金屬礦物及其主要成分，從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。
2．知道工業煉鐵的原理、設備及原料。
3．掌握一氧化碳還原氧化鐵實驗的裝置及注意事項。
二、過程與方法
1.通過對實驗現象的觀察、分析，學會歸納整理；
2.用化學知識解釋日常生活中的一些變化，激發學習化學的興趣
教學重點
1.一氧化碳還原氧化鐵的實驗操作步驟、現象、反應原理。
2.工業煉鐵的原理、設備及原料。
教學難點
一氧化碳還原氧化鐵的實驗操作步驟、現象、反應原理。
新課引入
上節課沃我們學習了有關金屬性質的知識，大家可以回答地殼中的各種金屬元素是以單質還是化合物的形式存在？今天我們就一起學習一下金屬的礦物及鐵的冶煉的知識。
教學過程
（一）常見的金屬礦物
[圖片展示]自然界中以單質形式存在的金、銀。
[交流討論]為什么金、銀、鉑等少數金屬以單質的形式存在？而大多數金屬以化合物的形式存在呢？
[多媒體展示]常見的鐵礦石、銅礦石和鋁礦石。
[講解]什么是金屬的冶煉。
[交流討論]1. 每種金屬礦物都適合用來冶煉金屬嗎？2.從環保和金屬元素含量的角度分析，你覺得下列鐵礦石最不適合用來冶煉的是？赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、黃鐵礦（FeS2）
鐵的冶煉
煉鐵原理的探究：一氧化碳還原氧化鐵實驗。
[交流討論]怎樣才能把鐵礦石變成鐵(強調奪取鐵的氧化物中的氧元素)
通過分析講解，得出煉鐵的原理:3CO+Fe2O3 ==== 3CO2 + 2Fe
[活動探究1]一氧化碳還原氧化鐵的實驗的裝置：
從反應物的狀態和反應的條件等考慮:
反應容器:硬質玻璃管、加熱工具:酒精噴燈。
檢驗生成物中的二氧化碳，需要增加裝有澄清石灰水的廣口瓶。
[交流討論]從裝置后面導管處排除來的氣體成分？還需要增加什么裝置？如何處理尾氣？
[歸納小結]在學生充分交流討論的基礎上，歸納小結尾氣處理方法：（1）氣球收集法；（2）酒精燈點燃法；（3）排水收集法；（4）通入酒精噴燈火焰上燃燒處理（節能減排）
[活動探究2]一氧化碳還原氧化鐵的實驗步驟。
[交流討論](1)裝入藥品前，應先檢查裝置的_________。
(2)通一氧化碳，需要_________，以確保安全。
(3)先通一氧化碳還是先加熱氧化鐵？(模擬實驗，觀看后果)
(4)反應結束，先停止加熱還是先停止通一氧化碳？
[歸納小結]一氧化碳還原氧化鐵的關鍵步驟：通-點-熄-通(一氧化碳：早出晚歸；酒精噴燈：遲到早退)，完整步驟：查-裝-通-點-熄-通。
[演示實驗]觀看一氧化碳還原氧化鐵模擬實驗和實驗視頻。
[學生活動]記錄實驗現象：玻璃管中紅棕色固體變成黑色；澄清石灰水變渾濁；尾氣燃燒產生藍色火焰。寫出反應化學方程式。
[討論]上述反應是置換反應嗎？為什么？
[活動探究3]如何證明生成的黑色粉末是鐵？經過學生的討論后，總結：用磁鐵吸引，并將其加入稀鹽酸中觀察現象。
工業煉鐵
[觀看視頻]《工業煉鐵》，觀看中找到工業煉鐵的原料、設備、反應原理。
[歸納總結]工業煉鐵的原料、設備、反應原理。
[介紹]煉鐵高爐的結構，各個進出口的作用。
[拓展閱讀]金屬冶煉方法。學生閱讀第125頁“拓展視野”
課堂小結
一、常見的金屬礦物
1.金屬的存在
2.金屬礦物：鐵的礦物、銅的礦物、鋁的礦物
二、鐵的冶煉
1.原理
2.實驗步驟:現象、結論
3.實驗裝置
4.注意事項
板書設計
第2節 金屬礦物 鐵的冶煉
一、常見的金屬礦物
1.金屬的存在
2.金屬礦物
二、鐵的冶煉
1.原理
2.實驗步驟
3.實驗裝置
4.注意事項
教學反思
《新課標》指出：在實際教學過程中，教師要始終貫徹以學生為本的思想，把促進全體學生的可持續發展以及學生有個性地發展作為出發點，把學生終身學習必備的基礎知識、基本技能和方法的學習，以及創新精神和實踐能力的培養作為重點。教學過程中要重視學生已有的生活經驗，密切聯系生活實際以及材料、能源、環境、生命科學等現代社會問題，體現化學與人類、社會發展的密切關系以及化學發展的最新成果。培養學生獲取新知識的能力和運用知識解決實際問題的能力，并對學生進行人文主義教育。本節課較好地實現了教學目標。學生以學習為主體和探究主人的身份積極參與整個教學過程，教師不是把知識帶到學生面前，而是帶著學生去探究知識。通過探究式學習，不僅獲得了相關的化學知識，而且智力、能力也得到了發展，同時也進一步掌握了科學探究的一般方法。具體反思如下：
一、輕松愉悅的教學氛圍，激發學生探究的欲望
本節課中讓每個學生以輕松愉快的心情去認識多姿多彩、與人類息息相關的化學，積極探究化學變化的奧秘，形成持續的化學學習興趣，增強學好化學的自信心。從猜謎到學生的表演，從煉鐵原理的得出到小組的合作學習、思考實驗的裝置、步驟，都讓學生在學習活動中滿懷信心，充滿熱情、帶著愉悅歡快的情感基調去主動積極的探究，生動活潑的獲取知識，培養技能，發展情感。學生情緒高昂，全身心的投入學習探究中。并且當他們的儀器裝置得以展示，他們的想法得以認可時，學生更體會了成功的樂趣，深化了他們對化學知識價值的認識，從而更樂于參與探究，感受化學世界的奧秘。
二、還課堂與學生，發揮學生的主體作用
以學生為主體的教育，是使學生在參與探究知識、獲得知識的同時，聰明才智得到充分的發揮，潛能得以開發。在本節課中教師在備課和課堂教學時都要處處站在學生的角度來鉆研教材，設計教案，組織教學，創造一切條件，讓每個學生都有充分表現自己的機會，并引導學生積極主動地動手、動腦、動口，讓全體學生都能自始至終主動積極地參與到學習的全過程中。在探究過程中，教師一起參與學生的科學探究過程，了解學生探究時的困惑，思維的遞進，適時點撥，使同學之間的議論、交流達到深化理解新知識、掌握規律，學懂弄通的目的。
三、小組合作交流模式，碰撞出思維的火花
在本節課中，選擇合適的實驗儀器組裝實驗裝置，和針對實驗裝置思考實驗步驟這兩個環節都需要通過小組成員合作。學生要積極主動地利用信息獲取、分析、處理信息，并在活動中學會與人交流、合作共同完成學習任務。在小組合作探究活動中，學生能以積極的態度參與到課堂教學中，但有一些小組的學生操作生疏，在具體實驗操作中所用的時間太多，對問題的思考與分析的時間相對較少，而有些小組的學生操作較快，對問題的思考與分析時間較多，老師探究實驗過程中，要多觀察、多指導，可以給予方法上的點撥，也可以是思路上的引領，甚至可以是手把手的合作，老師以平等的身份參與學生的實驗、討論和交流之中。促進學生創造性獲取知識的同時，強化對學生科學探究能力的培養，使學生進一步認識科學探究的一般步驟。
整堂課學生積極參與、大膽發言，表現了濃厚的興趣。特別是讓學生表演一氧化碳與氧化鐵反應的過程和設計冶煉鐵的實驗裝置，討論實驗的注意事項使多數人感受到成功的喜悅，也感受到動手動腦，積極參與課堂的樂趣。
例題展示
類型一 常見的金屬礦物
例1下列礦石中，其主要成分不屬于氧化物的是（ B ）
A．黃鐵礦 B．赤鐵礦 C．菱鐵礦 D．石灰石
解析：A、黃鐵礦的主要成分是FeS2，不含氧元素，不屬于氧化物，故選項錯誤．B、赤鐵礦的主要成分是氧化鐵（Fe2O3），是由兩種元素組成的且有一種是氧元素的化合物，屬于氧化物，故選項正確．C、菱鐵礦的主要成分是FeCO3，是由鐵、碳、氧三種元素組成的化合物，不屬于氧化物，故選項錯誤．D、石灰石的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），是由鈣、碳、氧三種元素組成的化合物，不屬于氧化物，故選項錯誤．故選B．
類型二 鐵的冶煉
例2 把鐵礦石、焦炭和石灰石一起加入到高爐中進行冶煉，得到的產物是（ B ）
A.鋼 B.生鐵 C.純鐵 D.錳鋼
課后作業
一、當堂反饋
1.菱鐵礦的主要成分是FeCO3，下列有關說法正確的是（ D ）
A.菱鐵礦是鐵的合金
B.菱鐵礦中鐵元素的質量分數為48.3%
C.FeCO3中鐵的化合價為+3
D.FeCO3是含有氧元素的化合物
解析:A、菱鐵礦的主要成分是FeCO3，不是鐵的合金，故說法錯誤．B、FeCO3中鐵元素的質量分數為但菱鐵礦的主要成分FeCO3，含有雜質，則菱鐵礦中鐵元素的質量分數不等于48.3%，故說法錯誤．C、碳酸根顯-2價，設FeCO3中鐵元素的化合價是x，根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：x+（-2）=0，則x=+2價，故說法錯誤．D、FeCO3是由鐵、碳、氧三種元素組成的純凈物，屬于化合物，故選項說法正確．故選：D
2.下列說法中，正確的是（ B ）
A.地殼中含量最多的金屬元素是鐵
B.赤鐵礦、磁鐵礦是重要的金屬資源
C.鋁比鐵活潑，所以鐵比鋁耐腐蝕
D.純銅的熔點小于銅鋅合金
解析：A、地殼中含量最多的金屬元素不是鐵，是鋁，故此選項錯誤.B．赤鐵礦和磁鐵礦的主要成分分別是氧化鐵和四氧化三鐵，是重要的金屬資源，故正確；C、由于鋁與氧氣反應能形成致密的氧化物的薄膜，對內部的鋁起到保護作用，所以鋁比鐵更耐腐蝕．故C說法錯誤；D、純銅的熔點大于銅鋅合金，錯誤；
3.下列關于工業煉鐵的敘述中錯誤的是（ D ）
A.主要原理為：利用焦炭的還原性置換出鐵礦石中的鐵
B.主要原料為鐵礦石、焦炭和石灰石等
C.主要設備為高爐
D.主要產物為生鐵
解析：A、工業煉鐵的主要原理為利用一氧化碳的還原性還原出鐵礦石中的鐵，故選項說法錯誤．B、工業煉鐵的主要原料為鐵礦石、焦炭和石灰石等，故選項說法正確．C、工業煉鐵的主要原料為高爐，故選項說法正確．D、工業煉鐵的主要產物為生鐵，故選項說法正確．
二、課后練習
1.煉鐵高爐中發生了下列反應：①高溫下一氧化碳將鐵礦石還原為鐵 ②高溫煅燒石灰石 ③灼熱的焦炭和二氧化碳反應 ④焦炭充分燃燒 其中屬于化合反應的是（ C ）
A.①和④ B.②和③ C.③和④ D.只有④
解析：化合反應是兩種或兩種以上的物質反應生成一種物質，其特征是：“多變一”A、一氧化碳和鐵礦石反應生成鐵和二氧化碳不符合“多變一”的特征，不屬于化合反應．B、石灰石生成二氧化碳和氧化鈣的反應不符合“多變一”的特征，符合一變多的分解反應特征．C、焦炭和二氧化碳反應生成一氧化碳的反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應．D、焦炭充分燃燒生成二氧化碳的反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應．故選C．
2.下列說法正確的是( C )
A.目前世界年產里最高的金屬是鋁
B.把生鐵煉成鋼就是把生鐵中的雜質全部除去，使其變為純鐵
C.世界上每年因腐蝕而報廢的金屬材料和設備相當于年產量的20%-40%
D.金屬鐵、鋁、銅均具有銀白色的金屬光澤
3.能解釋古代鐵制品保存至今很少的理由是( D )
A.鐵元素在地殼中含里較少
B.冶煉鐵的原料少，冶煉又很困難
C.鐵易置換出其他金屬
D.鐵易生銹，鐵銹對鐵制品無保護
解析：A、到目前為止，世界上探明的地殼中金屬儲量，鐵的含量較多，排在金屬元素的第二位，僅次于鋁．故A不適合；B、到目前為止，世界上探明的地殼中金屬儲量，鐵的含量較多，排在第三位，僅次于鋁，故冶煉鐵的原料也比較多，目前人類掌握的技術，冶煉鐵并不困難．故B不適合；C、鐵在置換反應中只能置換出活動性比它弱的金屬，故C不適合；D、鐵和氧氣和水接觸，容易生銹，鐵銹對鐵制品無保護，容易使鐵制品損壞，如兵器、生活用品等，因此古代鐵制品保存至今很少．故D適合．

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