资源简介

课题3 金属资源的利用和保护 （第1课时）
一、教学目标
【知识与技能】
知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
【过程与方法】
通过活动探究，认识一氧化碳还原氧化铁实验设计的全面性、合理性，探究过程要根据物质性质，考虑实验安全性、直观性和效果。
通过实验室和工业冶炼铁的原理、条件、装置对比，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。
通过含杂质的计算，使学生认识到实际生产要考虑杂质问题，并能利用所学知识解决实际生产中的问题。
【情感态度与价值观】
通过矿物分布情况，激发学生的爱国热情，人文感情。
通过介绍我国冶炼铁的历史，让学生了解我国古代人民的智慧，激发学生努力学习。
培养学生学以致用，勤于思考的习惯，体会化学的应用价值。
二、教学重点：铁的冶炼。
三、教学难点：铁的冶炼。
四、教学方法：观察法、分析法、讨论法、归纳法
五、教学用具：课件和多媒体设备。
六、教学过程
【创设情境】展示教材中“资料”金属元素在地壳中的含量的表格，以及教材中图8—15金，图8—16银，教材中图8—17常见的矿石，说明地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，金属在自然界的存在形式反映了金属不同的性质。大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属用于工农业生产和其他领域。
【板书】 课题3 金属资源的利用和保护 （第1课时）
金属资源
在自然界中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
矿物
① 矿石：能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
② 常见的矿石（括号中是主要成分）：赤铁矿（Fe2O3）、黄铁矿（FeS2）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）
【问题引入】 当今社会铁的提取量是最大的，以铁矿石为例，如何把其中的金属还原出来呢？说明我国早在春秋战国时期就开始生产和使用铁器，展示教材图8—18（在农村学校还可说说“大炼钢铁”）进一步激发学生思考。
【探究实验展示】
1、教师演示一氧化碳还原氧化铁
2、要求学生观察并思考：①现象；②实验前先通一会一氧化碳的原因；③尾气是如何处理的？
步骤：把部分装置连接好，然后取5mL浓硫酸倒入，再加入5mL的甲酸，3g Fe2O3塞紧橡皮塞，浓硫酸和甲酸混合会放热，反应开始。如果反应过程中温度不够再用酒精灯加热。看到石灰水中的气泡连续均匀时，把尖嘴管的气体点燃，再给反应物加热。反应2-3分钟，红色粉未变黑时，用磁铁靠近试管底部。效果比较明显。
注：条件有限可用课件展示高炉炼铁过程中的一氧化碳还原氧化铁的模拟实验。
【总结板书】 二、铁的冶炼
一氧化碳还原氧化铁实验
操作步骤：①检查装置的气密性 ②装入红色的氧化铁粉末 ③点燃酒精灯 ④通入一氧化碳 ⑤点燃酒精喷灯加热 ⑥实验结束时先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至冷却 ⑦停止通入一氧化碳 ⑧熄灭酒精灯。
现象：红色粉末变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。
化学方程式： 2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
【提问过渡】分析上述反应，一氧化碳可以把氧化铁中的铁还原出来，那么铁矿石中的铁怎么提取出来呢？是否也可利用一氧化碳来还原呢？
【类比迁移】将实验室和工业冶炼铁的装置、条件、原理进行对比，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。
主要设备 原料 反应原理
高炉 铁矿石、焦炭、石灰石和空气 在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 C + O2 CO2 CO2 + C 2CO 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
【总结板书】 2、铁的冶炼
主要设备：高炉
冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
冶炼原理：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
【提问过渡】像铁的冶炼，在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时就要考虑杂质问题，我们应该怎样解决呢？
【例题】 用1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量是多少？
【分析讨论】帮助学生理清思路，因为化学方程式所反映的都是纯净物发生化学反应时的量的关系。
① 反应的化学方程式：3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
② 根据题目中铁矿石与氧化铁的关系，求氧化铁的质量。
③ 根据化学方程式，由氧化铁的质量求出生产纯铁的质量。
④ 根据③中求出的纯铁质量与含杂质生铁的质量关系，求出含杂质生铁的质量。
【归纳总结】讨论这类计算题的解法时，有一个关键问题就是含杂质物质的质量与纯物质的质量的换算问题。如何换算？
纯净物在不纯物质中的质量分数即纯度 ＝ ×100％ Х100%
纯度 ＝ 1 － 所含杂质的质量分数
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的质量 × 纯度
【总结板书】三、含杂质的计算
纯净物在不纯物质中的质量分数即纯度 ＝ ×100％
纯度 ＝ 1 － 所含杂质的质量分数
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的质量 × 纯度
解：1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000 t × 80％ ＝ 800 t
设：800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 x 。
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
160 2×56
800t x
160 800t
＝
112 x
X ＝ 560 t
折合为含铁96％的生铁的质量为
560 t ÷ 96％ ＝ 583 t
答：1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583 t。
（说明熟练后可将不纯量列综合式直接代入关系式中进行计算。）
【交流体会】完成本节课的学习与探究你有哪些体会和收获？
【课堂练习】
七、本课小结：1、一氧化碳还原氧化铁实验；
2、含杂质的有关计算。
八、板书设计： 课题3 金属资源的利用和保护 （第1 课时）
一、金属资源
1、 除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2、矿物
① 矿石：能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
② 常见的矿石（括号中是主要成分）：赤铁矿（Fe2O3）、黄铁矿（FeS2）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）
二、铁的冶炼
1、一氧化碳还原氧化铁实验
（1） 操作步骤：①检查装置的气密性 ②装入红色的氧化铁粉末 ③点燃酒精灯 ④通入一氧化碳 ⑤点燃酒精喷灯加热 ⑥实验结束时先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至冷却 ⑦停止通入一氧化碳 ⑧熄灭酒精灯。
（2） 现象：红色粉末变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。
（3）化学方程式： 2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
2、铁的冶炼
（1）主要设备：高炉
（2）冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
（3）冶炼原理： 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
三、含杂质的计算
纯净物在不纯物质中的质量分数即纯度 ＝ ×100％
纯度 ＝ 1 － 所含杂质的质量分数
纯净物的质量 ＝ 不纯物质的质量 × 纯度
解：1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000 t × 80％ ＝ 800 t
设：800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 x 。
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2
160 2×56
800t x
160 800t
＝
112 x
X ＝ 560 t
折合为含铁96％的生铁的质量为
560 t ÷ 96％ ＝ 583 t
答：1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583 t。
九、布置作业
十、教学反思

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