資源簡介

第八單元 金屬和金屬材料
課題3 金屬資源的利用和保護
教材分析
本節課是九年級下冊第8單元的課題3的第1課時，整個課題3內容之所以放在前面2個課題的后面，是對前面2個課題的總結衍生，也是理論基礎到生活實際的升華。第1課時的主要內容為金屬資源的概況和鐵的冶煉，鐵作為常見的金屬是學生十分熟悉的物質，但大多數的學生并不清楚其在自然界的存在形式以及冶煉方式。學習這節課，首先通過與上節課金屬活動順序表的聯系，讓學生能夠了解各種金屬在自然界的存在形式。又通過實驗室還原氧化鐵及高爐煉鐵的了解，使學生了解鐵礦石能被還原成鐵。這樣一來，學生對常見的鐵有了更深刻的認識，并且使學生養成科學實驗的習慣。
學情分析
通過上一個學期對“碳和一氧化碳還原氧化銅以及有關化學方程式的計算”的學習，學生對碳和一氧化碳的還原性已經有一定的了解，并且熟悉了簡單的化學計算。但學生對于化學方程式的記憶仍停留在死記硬背的基礎上，學習一個記一個。此時需要對方程式進行歸納。而根據化學方程式對含雜質反應物或生成物的計算題可以讓學生運用有關化學方程式的計算方法進行解題，達到學以致用的目的。
鐵的冶煉
一、核心素養
（一）化學觀念
知道金屬在自然界存在的形式及常見的金屬礦物；
理解鐵的冶煉方法和原理，會計算含雜質物質的有關化學方程式的計算。
（二）科學思維
通過收集材料、查閱資料、討論交流等具體探究活動獲得良好學習習慣和學習方法。
科學探究與實踐
把化學原理、計算和生產實際緊密地結合在一起，使學習活動成為有機的整體，有利于學生主動參與學習。
（四）科學態度與責任
通過煉鐵的教學，使學生體會到化學在生產中的作用，樹立合理利用化學物質的觀念，樹立環保意識。認識到化學原理對實際生產的指導作用。
二、教學重難點
（一）教學重點
工業煉鐵原理。
根據化學方程式對含有雜質的反應物或生成物進行有關計算。
（二）教學難點
根據化學方程式對含有雜質的反應物或生產物進行有關計算。
三、教學準備
教學設備（投影儀，計算機）
四、教學過程　　　　　　　　　　　　　　　　
【課程回顧】
常見金屬的活動性順序：
（金屬活動性由強逐漸減弱）
【導入新課】
展示生活中鐵制品材料的圖片。
提出問題：鐵是人類使用量最大的金屬，這么多鐵是如何來的？自然界中有大量的鐵單質嗎？
（一）地球上的金屬資源
1.金屬元素在地殼中的含量
【過渡】
地球上的資源廣泛存的存在于地殼和海洋中。下表為地殼中金屬元素的含量。
元素名稱 質量分數/%
鋁 7.73
鐵 4.75
鈣 3.45
鈉 2.74
鉀 2.47
鎂 2.00
鋅 0.008
銅 0.007
銀 0.000 01
金 0.000 000 5
總結：地殼中含量最高的金屬元素是——鋁
2.金屬在自然界存在的形式
【提出問題】
1.金屬資源在自然界中以什么形式存在的呢？
2.我國存在的金屬資源在世界上占重要地位的有哪些？
【討論交流】
閱讀教材歸納總結。了解金屬資源概況。
【歸納總結】 (以投影形式展現)
金屬的存在形式：地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都是以化合物的形式存在。
3.常見的金屬礦石。
(1)常見的礦石。
名稱 主要成分 名稱 主要成分
赤鐵礦 Fe2O3 鋁土礦 Al2O3
磁鐵礦 Fe3O4 黃銅礦 CuFeS2
菱鐵礦 FeCO3 輝銅礦 Cu2S
地球上金屬資源很豐富，我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數國家之一，礦物儲量也很豐富，其中鎢、鉬、鈦、錫、銻等儲量居世界前列，銅、鋁、錳等儲量在世界上也占有重要地位。
注：在所有金屬中，含量最大的是鋁，而提取量最大的是鐵
（二）　鐵的冶煉
早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器，從1世紀起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。（展示我國古代煉鐵圖和寶鋼煉鐵高爐的圖片）
鐵礦石 主要成分 含鐵量
赤鐵礦 Fe2O3 70%
磁鐵礦 Fe3O4 72%
菱鐵礦 FeCO3 48%
黃鐵礦 FeS2 47%
提出問題：以上四種鐵礦石中，哪幾種鐵礦石更適合煉鐵？
我國為紀念1996年鋼產量突破1億噸而發行的郵票。2010年中國粗鋼產量已超過6億噸。（展示郵票的圖片）
提出問題：鐵的冶煉原理是什么？
1.CO還原氧化鐵
【模擬實驗】（觀看實驗視頻）
實驗 裝置
實驗藥品 氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳氣體
化學原理 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
實驗 步驟 ①檢查裝置的氣密性；②加熱前，點燃處理尾氣的酒精燈，通入CO；③點燃酒精噴燈加熱；④實驗結束后，先停止加熱，繼續通CO直至玻璃管冷卻。
實驗 現象 ①紅棕色的物質變為黑色；②澄清的石灰水變渾濁；③尾氣燃燒并產生藍色火焰。
實驗 結論 Fe2O3被CO還原為鐵，同時生成CO2：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
【思考與交流】
(1)實驗開始前，為什么要先通入CO氣體再加熱？
排盡玻璃管內的空氣，以免加熱時玻璃管內CO與空氣混合發生爆炸。
(2)實驗結束后前，為什么要停止加熱再停止通入CO？
防止新生成的鐵粉被氧化；防止液體倒吸，使玻璃管炸裂。
總結：一氧化碳早出晚歸，酒精噴燈遲到早退。
2．工業煉鐵。
【提出問題】
人們如何把鐵礦石煉制成鐵呢？
【討論交流】
閱讀教材討論。
【歸納總結】
原理
原料：鐵礦石(赤鐵礦或磁鐵礦)、焦炭、石灰石、空氣。
(1)石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅(SiO2)轉變為爐渣(CaSiO3)。
(2)焦炭的主要作用是提供還原劑，提供能量。
設備—高爐：
產物：生鐵（主要含鐵）
【思考與交流】
鐵礦石與氧化鐵，鐵與生鐵之間有什么的關系？
【提出問題】
如何根據化學方程式對含有雜質的反應物或生成物進行有關計算呢？
【練一練】
用1000 t 含氧化鐵80％的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96％的生鐵多少噸
【課堂小結】
作業目標
解釋鐵礦石煉鐵的原理，書寫化學方程式
六、板書設計
課題3　金屬資源的利用和保護
第1課時　鐵的冶煉
一、金屬資源概況
二、鐵的冶煉
1．實驗室模擬鐵的冶煉。
(1)原理：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
(2)實驗現象：紅色粉末逐漸變為黑色，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產生藍色火焰。
2．高爐煉鐵。
三、含雜質物質的有關化學方程式的計算

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