資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 化學 年級 九年級 學期 春季
課題 金屬資源的利用與保護
教學目標
1. 知道一些常見金屬（鐵、鋁等）礦物；了解還原法冶煉鐵的原理、裝置及實驗步驟；知道工業煉鐵的原料、原理和產品；學會含雜質的計算。 2. 通過小組討論思考出煉鐵的實驗步驟，并自主在仿真實驗室里實驗驗證，鍛煉學生思考能力以及語言表達能力，培養嚴謹的實驗精神。 3.認識到金屬冶煉技術水平體現了一個國家的科學技術水平。通過對目前中國鋼鐵產業現狀的了解，激發學生的愛國熱情，進而為國家繁榮富強努力學習。
教學內容
教學重點： 1. 鐵的冶煉原理、實驗步驟。
2. 含雜質的計算。
教學難點： 鐵的冶煉實驗步驟。
教學思維導圖
教學過程
教學 環節教師活動學生活動設計意圖情境 引入【視頻】港珠澳大橋 三年前港珠澳大橋正式開通，創造了橋梁史上很多個第一，被英國《衛報》譽為“現代世界七大奇跡”之一。建造時僅鋼鐵就使用了42萬噸，足夠建60座埃菲爾鐵塔。如何冶煉得到這些金屬資源呢，我們今天就來學習《金屬資源的利用和保護》 【板書】金屬資源的利用和保護 港珠澳大橋 利用聞名世界的港珠澳大橋引入，吸引同學們的興趣，增強民族自豪感。金屬資源存在的形式 【問題】金屬在自然界中都以什么形式存在呢？請同學們閱讀課本58頁 【問題】為什么呢？請同學們思考 【學生】除了少部分很不活潑的金屬如金銀等有單質形式存在，其他都以化合物形式存在 【學生】因為金屬越活潑，就越易和其他物質反應，在自然界中就越難以單質形式存在。 通過分類活動，讓學生充分認識常見的鋁礦石和鐵礦石。激發學生的學習興趣鐵的 冶煉 【過渡】很好，課本上為我們展示了一些常見的金屬礦石，這都是大自然對人類的饋贈。人類每年都要提取數以億噸計的金屬，其中，提取量最大的是鐵。這是四種常見鐵礦石，那哪些最適合冶煉呢？從目前的信息看，哪些礦石你們一定不選？為什么？ 【教師】看來赤鐵礦和磁鐵礦最適合冶煉鋼鐵。今天我們就以赤鐵礦為例，研究煉鐵的原理。 從元素組成上來說，氧化鐵變成鐵，失去了氧元素，是誰奪走了它？就是我們的老朋友CO，在第六單元我們學過它還原氧化銅。 氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳。它和一氧化碳還原氧化銅一樣，都不屬于基本反應類型。但反應條件不同，它的條件為高溫，而不是加熱，意味著溫度在800℃以上。 【過渡】由于條件是高溫，所以實驗裝置中我們用的是酒精噴燈，而不是酒精燈。 那后面的澄清石灰水有什么用途？ 最后這只點燃的酒精燈的作用是？ 【教師】很好，我們也叫它尾氣處理。除了這種方法，我們還常在裝置末端套一個氣球來處理尾氣。 【過渡】接著我們來探討實驗步驟。我們做過很多有關氣體的實驗，所以我猜你們一定知道實驗的前兩步是什么？ 【問題】現在我們有三件事情要做，通CO，點燃酒精噴燈，點燃酒精燈。按什么順序合適呢？請大家先思考再討論。 【教師】兩位同學一致表示先點燃酒精燈，為什么？ 【學生】因為酒精燈作用是處理尾氣，所以必須最先點燃。 【教師】很棒，但后兩步出現了分歧，怎么辦呢？我們用仿真實驗室來試一試！ 【仿真實驗室】先點燃酒精燈，再點燃酒精噴燈，最后通CO。現象：玻璃管爆炸！【問題】為什么玻璃管會爆炸？ 【教師】看來，正確操作是先通CO排盡管內空氣，再點燃酒精噴燈。 【仿真實驗室】先通CO排盡管內空氣，再點燃酒精噴燈，反應順利進行 【問題】同學們看到哪些實驗現象？ 【問題】現在紅棕色粉末已經變黑，反應完成，我們又面臨三件事情要做，停止通CO，熄滅酒精噴燈，熄滅酒精燈。按什么順序來呢？請大家再思考討論 【教師】大家都認為最后一步是熄滅酒精燈，但前兩步又出現了分歧，那我們再試一次。 【仿真實驗室】先停止通CO，再熄滅酒精噴燈，發現石灰水倒吸。 【問題】為什么石灰水會倒吸？ 【教師】那我把左側管子打開，讓空氣進去，是不是就能解決這一問題呢？ 【教師】所以應該先熄滅酒精噴燈，等硬質玻璃管冷卻后再停止通CO，最后熄滅酒精燈。現在我們再看一次完整的實驗。 【視頻】CO還原氧化鐵 【總結】現在我們來總結一下實驗步驟。其中需要注意的地方有三點。 這是實驗現象，你們能寫出涉及的化學反應方程式嗎？ 不選黃鐵礦，因為含硫元素，可能會產生二氧化硫污染環境。也不選菱鐵礦，因為含鐵量較低。 檢驗產物二氧化碳 將多余的CO燃燒掉，防止污染大氣。 對，第一步是檢查裝置氣密性。第二步加藥品。。 【學生1】先點燃酒精燈，再點燃酒精噴燈，最后通CO。 【學生2】先點燃酒精燈，再通CO，最后點燃酒精噴燈。 裝置里有空氣，CO通入后混合，高溫發生爆炸。 管內紅棕色粉末變黑； 2、澄清石灰水變渾濁；3、尖嘴管處有藍色火焰。 【學生1】先停止通CO，再熄滅酒精噴燈，最后熄滅酒精燈。 【學生2】先停止通CO，再熄滅酒精燈，最后熄滅酒精噴燈。 這是因為停止加熱后裝置內溫度降低，氣體體積收縮，石灰水倒吸。 不行，因為空氣中有氧氣，會把新生成的鐵粉再次氧化。 通過自主選擇礦石，理解工業生產中需要注意環境保護和成本控制。 仔細區分，加深對四大基本反應的認識 再次強調酒精噴燈和高溫條件 增強實驗安全意識 利用仿真實驗室，避免CO毒副作用。在保證安全的基礎上，盡可能讓學生直觀看到錯誤操作的后果，幫助理解CO還原氧化鐵的步驟。 高爐 煉鐵【過渡】工業上煉鐵也是采用這一原理。 【高爐煉鐵】這是煉鐵高爐，由圖我們可以看出原料和反應原理。我們知道焦炭也有還原性，也可以還原金屬氧化物，為何要生成CO后再還原呢？這是因為焦炭是固體還原劑，和鐵礦石接觸面積小，而CO是氣體還原劑，反應接觸面積大，反應速率更快，更徹底。故而，焦炭的作用有1、燃燒提供熱量，維持高溫條件；2、提供還原劑CO。也正因為焦炭的存在，導致獲得的產品不是純鐵，而是生鐵。 石灰石的主要作用是將鐵礦石中的二氧化硅轉變成爐渣 【過渡】由高爐煉鐵可以看出，在實際生產中，原料和產品一般都含有雜質，在計算用料和產量時，應考慮雜質問題。但化學方程式表示的是純凈物之間的數量關系，這就需要計算時先進行換算。 看例題，赤鐵礦和生鐵都是混合物，而化學方程式中氧化鐵和鐵都是純凈物，所以計算中要格外注意換算。 但有時，所給信息可能是含雜質的量，那計算時要格外注意審題。 聯系實際工業生產，讓學生體會到學以致用的魅力中國鋼鐵產業現狀【過渡】我國是個鋼鐵產業大國，早在春秋戰國時期，我國就開始生產和使用鐵器。鋼鐵工業的發展狀況是世界各國工業化水平的重要標志之一。這是我國為紀念1996年鋼產量突破一億噸而發行的郵票。20年后，2016年我國粗鋼產量占全球近一半。 然而，低端鋼材產能過剩，白菜價傾銷國外；每年消耗的鐵礦石占世界總產量的一半以上，其中70%依賴高價進口，高端鋼材嚴重短缺，個別特種鋼材完全依靠進口。 如何從鋼鐵大國變成鋼鐵強國，我們正在變革。 通過對中國鋼鐵產業現狀的分析，激發學生的愛國熱情，進而為國家繁榮富強努力學習【總結】本節課圍繞金屬資源，了解了它在自然界中存在的形式，學習了鐵的冶煉，原理、實驗裝置、步驟、現象、工業煉鐵、雜質計算等，這是課后習題，請同學們認真完成。今天的課就上到這里，同學們再見。

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