資源簡介

課題3　金屬資源的利用和保護（第1課時）
1．知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦石，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。
2．會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進行有關(guān)計算。
1．鐵的冶煉。
2．化學(xué)反應(yīng)中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算。
化學(xué)反應(yīng)中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算。
新課導(dǎo)入
【教師活動】展示金、銀的圖片，讓學(xué)生自行閱讀金屬在地殼中含量的表格，并講解地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
展示常見的金屬礦石的圖片，并講解我國是世界上已知礦物種類比較齊全的少數(shù)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。人類對地球上金屬礦物資源的利用主要是冶煉金屬，而其中冶煉量最大的是鐵。
【學(xué)生活動】認(rèn)真觀察圖片并聽講。
【設(shè)計意圖】通過介紹我國的金屬資源情況、金屬的存在形式及人類對地球上金屬礦物資源的利用，引出鐵的冶煉。
新知探究
一、鐵的冶煉
（一）實驗室用一氧化碳還原氧化鐵實驗
【教師活動】早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器，從1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。你知道鐵是如何冶煉的嗎？
【學(xué)生活動】思考并回答。
【教師活動】實驗室一般采用一氧化碳還原氧化鐵的方法，裝置如圖。
寫出一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【學(xué)生活動】完成“學(xué)習(xí)任務(wù)一”中1的內(nèi)容。
【教師活動】邊講解實驗步驟邊進行演示實驗。實驗的步驟：檢查裝置氣密性、裝藥品、固定儀器、通入一氧化碳?xì)怏w、點燃酒精燈、點燃酒精噴燈、反應(yīng)結(jié)束熄滅酒精噴燈、冷卻后停止通一氧化碳、熄滅酒精燈。
在實驗中，你能觀察到什么實驗現(xiàn)象？
【學(xué)生活動】實驗現(xiàn)象：玻璃管內(nèi)的粉末由紅棕色逐漸變黑；試管內(nèi)澄清石灰水變渾濁；尾氣氣體燃燒，有淡藍色火焰。
【教師活動】寫出上述現(xiàn)象對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。
【學(xué)生活動】完成“學(xué)習(xí)任務(wù)一”中2的內(nèi)容。
【教師活動】在實驗前，要注意檢查裝置氣密性，在一氧化碳通入之前注意檢驗其純度，注意一氧化碳?xì)怏w在實驗過程中通停的順序，以及注意要對實驗產(chǎn)生的尾氣進行處理。
思考：（1）一氧化碳?xì)怏w通入順序及通入目的是什么？
（2）先點燃酒精燈還是酒精噴燈？為什么？
（3）什么時候停止通入一氧化碳，目的是什么
（4）如何處理尾氣一氧化碳？
【學(xué)生活動】小組討論并派代表回答。
【教師活動】總結(jié)學(xué)生回答并補充：
（1）在實驗開始前要先通入一氧化碳，排盡玻璃管內(nèi)的空氣，以免加熱時玻璃管內(nèi)一氧化碳與空氣混合發(fā)生爆炸。
（2）在點燃酒精噴燈前要先點燃酒精燈，燃燒掉尾氣中的一氧化碳，防止污染空氣。
（3）反應(yīng)結(jié)束后先熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入一氧化碳直至冷卻至室溫后停止通氣，目的一是防止新生成的鐵粉在高溫下再被氧化，二是防止試管內(nèi)的液體倒吸入熱的玻璃管，造成玻璃管炸裂。
（4）處理尾氣一氧化碳常用的方法有：
①燃燒法。在導(dǎo)管的末端放一個燃著的酒精燈，將一氧化碳燃燒掉。
②氣球收集法。在導(dǎo)管的末端系一個小氣球收集一氧化碳。
③排水收集法。用排水法收集尾氣，裝置如下：
【學(xué)生活動】完成“學(xué)習(xí)任務(wù)二”的內(nèi)容。
【教師活動】將實驗裝置進行改進，觀察此實驗裝置，與上個實驗裝置相比，此裝置的優(yōu)點是什么？
【學(xué)生活動】節(jié)省能源（或充分利用未反應(yīng)的一氧化碳燃燒放出的熱量）。
（二）工業(yè)煉鐵
【教師活動】在上述一氧化碳還原氧化鐵實驗中，一氧化碳是還原劑。那么在工業(yè)生產(chǎn)中，一氧化碳是不是也能夠還原出鐵來呢？
鐵礦石冶煉成鐵是一個復(fù)雜的過程。把鐵礦石、焦炭和石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來，高爐內(nèi)的主要化學(xué)反應(yīng)如圖所示。
根據(jù)圖示，寫出其反應(yīng)原理及其原料。
【學(xué)生活動】完成“學(xué)習(xí)任務(wù)三”的內(nèi)容。
（三）含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算
【教師活動】在實際生產(chǎn)時，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，在計算用料和產(chǎn)量時，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。有關(guān)雜質(zhì)問題的計算在實際生產(chǎn)中具有重要意義。那么如何對含有雜質(zhì)的物質(zhì)進行計算呢？
[例題]用1 000 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(zhì)量是多少？
【學(xué)生活動】思考并嘗試完成這道題。
【教師活動】（1）求純物質(zhì)的質(zhì)量
1 000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1 000 t × 80% ＝800 t
（2）設(shè)未知數(shù)
設(shè)：800 t氧化鐵理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為 x。
（3）寫出化學(xué)方程式
（4）找出已知量與未知量之間的關(guān)系
160 2×56
800 t x
（5）列比例式，求解
x＝＝560 t
（6）把純量轉(zhuǎn)換為不純量
折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560 t÷96%＝583 t。
（7）答語
答：1 000 t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出的鐵質(zhì)量為583 t。
【設(shè)計意圖】根據(jù)[例題]，歸納出解題思路，把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量并利用化學(xué)方程式進行計算。這樣，把化學(xué)原理、計算和生產(chǎn)實際緊密地結(jié)合在一起，使學(xué)習(xí)活動成為有機的整體，有利于學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)。
【教師活動】在計算的過程中我們需要注意：
（1）化學(xué)方程式所表達的都是純凈物之間發(fā)生的反應(yīng)，所體現(xiàn)的各物質(zhì)的質(zhì)量比都是純物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系。
（2）含有雜質(zhì)的物質(zhì)在進行計算時，必須將其質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再代入方程式進行計算。
【學(xué)生活動】完成“學(xué)習(xí)任務(wù)四”的內(nèi)容。
【教師活動】換算公式：
（1）純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（純度）＝×100%
（2）純物質(zhì)的質(zhì)量＝樣品的質(zhì)量×純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（3）樣品的質(zhì)量＝
【學(xué)生活動】完成“學(xué)習(xí)任務(wù)五”的內(nèi)容。
【教師活動】本題還可以利用元素守恒法進行解答。
解：1 000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為1 000 t×80%＝800 t。
800 t氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量為＝560 t。
折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560 t÷96%＝583 t。
【學(xué)生活動】認(rèn)真聽講。
【設(shè)計意圖】利用“守恒”的觀點，不需要化學(xué)方程式，此方法更為簡便。
課堂小結(jié)
本課時主要學(xué)習(xí)了鐵的冶煉和含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算，將化學(xué)原理、計算和生產(chǎn)實際結(jié)合一起，體會化學(xué)的應(yīng)用價值。學(xué)完本課時需要掌握鐵礦石冶煉鐵的反應(yīng)原理、化學(xué)反應(yīng)方程式及注意事項，實際生產(chǎn)在計算用料和產(chǎn)量時，應(yīng)注意雜質(zhì)問題。
板書設(shè)計
課題3　金屬資源的利用和保護（第1課時）
一、鐵的冶煉
（一）實驗室用一氧化碳還原氧化鐵實驗
1．實驗原理
2．實驗步驟
3．實驗現(xiàn)象
4．注意事項
（二）工業(yè)煉鐵
（三）含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)化學(xué)方程式的計算
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