资源简介

课题3 金属资源的利用与保护
【学习目标】
1.通过阅读课本以及多媒体展示，知道一些常见的金属矿石，记住常见矿石的主要成分，并且精准选择提炼金属的原料。
2.通过小组合作，探究一氧化碳还原氧化铁的实验，能说出其反应原理、实验步骤，准确描述实验现象，正确书写反应化学方程式；在此基础上，准确说出工业炼铁的原料及反应过程，能进行依据化学方程式对反应物或生成物中含有杂质的问题进行有关的计算。
3.收集有关钢铁锈蚀造成经济损失的相关资料，小组内表达交流；通过合作，设计实验探究锈蚀的条件，讨论防止锈蚀的方法，说出保护金属资源和回收利用废弃金属的重要意义，提升解决实际问题的能力。
【学习过程】
一、金属资源的利用
学习任务一：金属资源存在的方式及其矿石
【自学】 阅读课本P15—16，回答下列问题：
1.地壳中居前五位的元素含量由大到小的排列顺序为 ，
地壳中含量最多的元素与含量最多的金属元素所形成的化合物的化学式为 。
2.地球上的金属资源广泛的存在于 和 中，除少数很不活泼的金属如 、 等以 形式存在外，其余都以 形式存在。
3.工业上把能 叫作矿石。
常见的铁、铜、铝的矿石主要有哪些？主要成分是什么？
赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 黄铜矿 菱铁矿 辉铜矿
主要成分 （化学式）
【思考】P16常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分Fe3O4）、赤铁矿（主要成分Fe2O3）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、黄铁矿（主要成分FeS2），你认为最适宜炼铁的两种矿石是，理由是。（提示：可考虑铁元素的含量高低及在冶炼过程中对环境的影响大小）
学习任务二：铁的冶炼
【观察】观察P17实验8-20“一氧化碳还原氧化铁”
硬质玻璃管 试管 酒精灯处
现象 氧化铁由__色变为____色 澄清石灰水变_________ 导管口处有_____色的火焰
化学方程式
【交流讨论】
1.实验开始时，先，再，这样做的目的是。
2.实验结束时，要先，再，原因是。
3.最后导气管中的气体为何要接一个燃着的酒精灯？______________________。
4.在一氧化碳与氧化铁的反应中，一氧化碳具有性，做 _剂。
5.工业炼铁的主要设备是，原料是、、、等。
6.距今2000多年前，我国劳动人民已经掌握了炼铁技术，他们将碳不完全燃烧，生成一氧化碳，在高温下用一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为铁。请写出上述两个反应的化学方程式⑴ 、⑵ 。
78.工业炼铁中是否得到纯净的铁？
【巧学妙记】上述实验可简记为：CO早出晚归，酒精灯迟到早退。
含杂质物质的化学方程式的计算
【自学】课本P18例题，请完成以下题目：
⑴100吨含杂质3%的磁铁矿石中有多少四氧化三铁？
⑵200吨含三氧化二铁97%的赤铁矿石的质量是多少？
⑶含铁95%的生铁1000吨中纯铁的质量是多少？
⑷某炼铁厂利用含三氧化三铁80%的赤铁矿石100吨可得到含铁96%的生铁多少吨？
【归纳小结】
1.化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，因此，如果物质中含有杂质，要把杂质的质量除去，代入纯净物质的质量进行计算。
2.不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
①纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度
②不纯物质的质量=
③纯度 =
应用评价：检测某生铁产品的质量，取该生铁样品10.0g放入烧杯，加入一定量的稀硫酸，使之充分反应（杂质不与酸反应）后称量，发现反应后的烧杯中质量比反应前减少了0.34g。试计算：
⑴生铁样品中杂质的质量是多少克？
⑵生产100t这样的生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？
学习任务三：金属资源的保护
探究1：铁生锈的条件
（1）提前引导学生一周前作准备，根据P19页的活动与探究自己完成探究实验，完成下表
实验步骤 现象 结论
①试管中放一铁钉，注入蒸馏水，一半在水中，一半在空气中
②试管中放一铁钉，注入蒸馏水至完全浸没
③试管烘干，放一铁钉，用橡皮塞塞紧试管口
（2）要点提示：
试管2中的蒸馏水应煮沸冷却后再放入铁钉，然后再倒入植物油进行液封。
试管3应烘干后再放入铁钉，再用橡皮塞塞上。
【实验结论】
铁生锈的条件：一要__________________，二要__________________。
【讨论】我们知道了铁生锈的条件，那么如何来防锈呢？分析自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取什么防锈措施？
【归纳小结】金属的防腐可以有效保护金属资源，即：破坏铁生锈的条件：
1、___________________________2、__________________________
探究2：保护金属资源的有效途径有哪些？
（1）________________________（2）________________________
（3）________________________（4）_______________________
【课末小结】：通过本节课的学习，你有哪些收获？
【当堂检测】
（对应目标1）1.下列金属在自然界主要以单质形式存在的是（ ）
A．铁 B．铝 C．镁 D．银
（对应目标2）2.冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是（ ）
A．一氧化碳 B．石灰石 C二氧化锰 D．碳化铁
（对应目标3）3、铁生锈的过程是一个（ ）
A、剧烈的氧化反应 B、物理变化 C、缓慢氧化 D、快速的化学反应
（对应目标3）4、在下列情况下，埋在地下的铸铁输气管道腐蚀速度最慢的是（ ）
A．在潮湿、疏松、透气的土壤中 B．在呈酸性的潮湿土壤中
C．在干燥、致密、不透气的土壤中 D．在含沙粒较多、潮湿的土壤中
（对应目标2）5. 某化学兴趣小组利用如图装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，请按要求填空:
(1)硬质玻璃管中观察到的现象是，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式 。
(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是。
(3)装置中导管末端增加一只点燃的酒精灯的目的是 。
(4)实验过程中观察到试管中的澄清石灰水，发生反应的化学方程式为 。
(5)若把该实验中的氧化铁换成氧化铜，酒精喷灯换为酒精灯，硬质玻璃管中可观察到的实验现象为 ，反应的化学方程式为 ，一氧化碳在反应中发生了氧化反应，表现出 性。
（对应目标3）6.全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一。某学生想弄清楚铁生锈是否必须同时有空气和水，他将干净的铁钉放入A、B、C三支试管中，进行研究。
（1）在上图的每支试管中画出并标明所需的物质和用品；
（2）一周后，编号为__________的试管中铁钉最易生锈；
（3）比较吐鲁番盆地和海南岛两地，铁生锈相对较慢的地区是____________________，理由是 ；
（4）如何防止家庭中常见的铁制品生锈，简单易行的方法有（列举二种方法） ， 。A B C
（对应目标2，提升题）7.用如图装置测定某铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比，记录如下：
①装铁的氧化物的硬质玻璃管的质量为20 g。
②硬质玻璃管与铁的氧化物的质量共为23.6 g。
③广口瓶与澄清石灰水的质量共重686 g。
④通入CO并加热至铁的氧化物全部转变为铁后，再称盛石灰水的广口瓶，其质量为688.2 g。
根据以上实验记录，计算此铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比。课时备课卡
课题名称 8.3金属资源的利用与保护
日期 课时 1 课型 新授 备课教师
课标摘录及课标分解 课标摘录：金属与金属矿物 知道一些常见的金属矿物，并知道可用铁矿石炼铁； 了解防止金属腐蚀的简单方法； 认识废弃金属对环境的污染，知道回收金属的重要性。 课标分解： 1.学生学什么：金属矿石的利用；防止金属腐蚀的方法以及对废弃金属的回收。 2.学到什么程度：可以用实验的方法将氧化铁中的铁还原出来；能采用科学的方法防止金属的锈蚀并能正确将金属垃圾分类回收。 3.学生怎么学：通过设计实验并通过实验现象的分析知道炼铁的原理，并能准确书写出化学方程式；结合客观事实，解决日常生活、生产中金属的防腐蚀以及分类回收的实际问题。
学 习 目 标 通过阅读课本以及多媒体展示，知道一些常见的金属矿石，记住常见矿石的主要成分，并且精准选择提炼金属的原料。 通过小组合作，探究一氧化碳还原氧化铁的实验，能说出其反应原理、实验步骤，准确描述实验现象，正确书写反应化学方程式；在此基础上，准确说出工业炼铁的原料及反应过程，能进行依据化学方程式对反应物或生成物中含有杂质的问题进行有关的计算。 3.收集有关钢铁锈蚀造成经济损失的相关资料，小组内表达交流；通过合作，设计实验探究锈蚀的条件，讨论防止锈蚀的方法，说出保护金属资源和回收利用废弃金属的重要意义，提升解决实际问题的能力。
评 价 任 务 评价任务体系
（对应目标1）观看图片，知道金属矿石的主要成分，能简述其提炼金属的优缺点。 (
评价任务
) (
解释应用、总结
) (
常见金属矿石主要成分
) (
实验室模拟铁的冶炼
写出反应原理及相关化学方程式；
设计对比实验，得锈蚀条件
) (
设计实验
) (
识记交流
) (
说出
防锈
原理
提出合理除锈方法
)
2.（对应目标2）说出一氧化碳还原氧化铁的反应原理、实验步骤，准确描述实验现象熟练写出炼铁的化学方程式，并通过化学方程式对反应物或生成物中含有杂质的问题进行有关的计算。
3.（对应目标3）利用控制变量的思想分析、设计对比实验，说出钢铁锈蚀的原因，并可以在工农业和实际生活中采取合适的防锈方法。
板书设计
原料：铁矿石 焦炭和石灰石 高温 金属资源的利用 原理：Fe2O3+3CO======2Fe+3CO2 应用：含杂质物质的化学方程式计算 金属资源的利用与保护 铁生锈的条件 金属资源的保护 防止铁生锈的方法 保护金属资源的途径
教后评价反思
教学过程
教学环节 评价任务 教学活动
导入 多媒体展示：常见金属矿石及主要成分 钢铁的使用 钢铁报废。 问：在这个过程中，钢铁如何得到？钢铁报废是怎么回事？面对如此大的经济损失，我们该如何处理？
知识点一： 金属资源的利用 评价任务一： 1、知道常见金属矿石的主要成分。 2、能科学的评价提炼金属原料选择的优缺点。 评价标准： 1、准确写出常见金属矿石的主要成分并能正确填写表格。 评价预设： 1、微粒符号书写不正确或者是分析不到位。 2、绿色化学理念理解不到位。 评价任务二： 1、熟练进行实验操作。 2、利用化学方程式作简单计算。 评价标准： 1、实验设计合理，操作性强，现象明显，能正确描述原理。 2、通过分组实验能正确进行实验操作。 3、步骤清晰、数据准确地依据化学方程式计算相关杂质问题。 评价预设： 1、实验设计不全面，步骤不完善， 实验现象不明显。 2、操作不规范。 3、利用化学方程式计算步骤不规范，数据代入混乱，列比例式不遵循化学意义。 学习任务一：金属资源的存在方式与矿石 【自学】 阅读课本P15—16，回答下列问题： 1.地壳中居前五位的元素含量由大到小的排列顺序为 ， 地壳中含量最多的元素与含量最多的金属元素所形成的化合物的化学式为 。 2.地球上的金属资源广泛的存在于 和 中，除少数很不活泼的金属如 、 等以 形式存在外，其余都以 形式存在。 3.工业上把能 叫作矿石。常见的铁、铜、铝的矿石主要有哪些？主要成分是什么？ 赤铁矿磁铁矿铝土矿黄铜矿菱铁矿辉铜矿主要成分 （化学式）
【思考】P16常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分Fe3O4）、赤铁矿（主要成分Fe2O3）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、黄铁矿（主要成分FeS2），你认为最适宜炼铁的两种矿石是，理由是。（提示：可考虑铁元素的含量高低及在冶炼过程中对环境的影响大小） 学习任务二：铁的冶炼 【观察】观察P17实验8-20“一氧化碳还原氧化铁” 硬质玻璃管试管酒精灯处现象氧化铁由__色变为____色澄清石灰水变_________导管口处有_____色的火焰化学方程式
【交流讨论】 1.实验开始时，先，再，这样做的目的是。 2.实验结束时，要先，再，原因是。 3.最后导气管中的气体为何要接一个燃着的酒精灯？ ______________________。 4.在一氧化碳与氧化铁的反应中，一氧化碳具有 ___ 性，做 _剂。 5.工业炼铁的主要设备是，原料是、、、等。 6.距今2000多年前，我国劳动人民已经掌握了炼铁技术，他们将碳不完全燃烧，生成一氧化碳，在高温下用一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为铁。请写出上述两个反应的化学方程式⑴ 、⑵ 。 7.工业炼铁中是否得到纯净的铁？ 【巧学妙记】上述实验可简记为：CO早出晚归，酒精灯迟到早退。 含杂质物质的化学方程式的计算 【自学】课本P18例题，请完成以下题目： ⑴100吨含杂质3%的磁铁矿石中有多少四氧化三铁？ ⑵200吨含三氧化二铁97%的赤铁矿石的质量是多少？ ⑶含铁95%的生铁1000吨中纯铁的质量是多少？ ⑷某炼铁厂利用含三氧化三铁80%的赤铁矿石100吨可得到含铁96%的生铁多少吨？ 【归纳小结】 1.化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，因此，如果物质中含有杂质，要把杂质的质量除去，代入纯净物质的质量进行计算。 2.不纯物质、纯物质和纯度之间的关系： ①纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 ②不纯物质的质量= ③纯度 = 【应用评价】检测某生铁产品的质量，取该生铁样品10.0g放入烧杯，加入一定量的稀硫酸，使之充分反应（杂质不与酸反应）后称量，发现反应后的烧杯中质量比反应前减少了0.34g。试计算： ⑴生铁样品中杂质的质量是多少克？ ⑵生产100t这样的生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？
知识点二： 金属资源的保护 评价任务三： 分析钢铁腐蚀的条件是什么？ 总结防止钢铁锈蚀的方法。 总结保护金属材料的途径。 评价标准： 利用控制变量的方法，设计实验准确得出铁锈蚀的条件。 结合生活经验，说出防止钢铁生锈的常见方法。 说出保护金属资源的有效途径。 评价预设： 1、对照试验设计存在缺陷。 2、表述金属防锈的方法的措辞学科意识不强。 学习任务三：金属资源的保护 探究1：探究铁生锈的条件 【课前作业】：提前引导学生一周前作准备，根据P19页的活动与探究自己完成探究实验，完成下表。 实验步骤现象结论①试管中放一铁钉，注入蒸馏水，一半在水中，一半在空气中②试管中放一铁钉，注入蒸馏水至完全浸没③试管烘干，放一铁钉，用橡皮塞塞紧试管口
要点提示： 试管2中的蒸馏水应煮沸冷却后再放入铁钉，然后再倒入植物油进行液封。 试管3应烘干后再放入铁钉，再用橡皮塞塞上。 铁生锈的条件： 一要__________________，二要__________________。 讨论：我们知道了铁生锈的条件，那么如何来防锈呢？分析自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取什么防锈措施？ 【归纳小结】金属的防腐可以有效保护金属资源，即：破坏铁生锈的条件： ___________________________2、__________________________
探究2：保护金属资源的有效途径有哪些？
（1）_________________
（2）_________________
（3）_______ _________ （4）________________
课堂小结 【归纳小结】 常见矿石的种类及主要成分 高炉炼铁的反应原理 铁锈蚀的原因 金属资源的保护
当堂检测 评价任务： 学生限时训练4分钟，老师公布答案学生红笔改错，组内交流完成订正。老师点拨。 （对应目标1）1.下列金属在自然界主要以单质形式存在的是（ ） A．铁 B．铝 C．镁 D．银 （对应目标2）2.冶铁的原料中，除铁矿石、焦炭、空气，还应添加的是（ ） A．一氧化碳 B．石灰石 C二氧化锰 D．碳化铁 （对应目标3）3、铁生锈的过程是一个（ ）
A、剧烈的氧化反应 B、物理变化 C、缓慢氧化 D、快速的化学反应 （对应目标3）4、在下列情况下，埋在地下的铸铁输气管道腐蚀速度最慢的是（ ） A．在潮湿、疏松、透气的土壤中 B．在呈酸性的潮湿土壤中 C．在干燥、致密、不透气的土壤中 D．在含沙粒较多、潮湿的土壤中 （对应目标2）5. 某化学兴趣小组利用如图装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，请按要求填空: (1)硬质玻璃管中观察到的现象是，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式 。 (2)实验中首先通入一氧化碳的目的是。 (3)装置中导管末端增加一只点燃的酒精灯的目的是 。 (4)实验过程中观察到试管中的澄清石灰水，发生反应的化学方程式为 。 (5)若把该实验中的氧化铁换成氧化铜，酒精喷灯换为酒精灯，硬质玻璃管中可观察到的实验现象为 ，反应的化学方程式为 ，一氧化碳在反应中发生了氧化反应，表现出 性。 （对应目标3）6.全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的十分之一。某学生想弄清楚铁生锈是否必须同时有空气和水，他将干净的铁钉放入A、B、C三支试管中，进行研究。 　　 A B C （1）在上图的每支试管中画出并标明所需的物质和用品； （2）一周后，编号为__________的试管中铁钉最易生锈； （3）比较吐鲁番盆地和海南岛两地，铁生锈相对较慢的地区是____________________，理由是 ； （4）如何防止家庭中常见的铁制品生锈，简单易行的方法有（列举二种方法） ， 。 （对应目标2，提升题）7.用如图装置测定某铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比，记录如下： ①装铁的氧化物的硬质玻璃管的质量为20 g。 ②硬质玻璃管与铁的氧化物的质量共为23.6 g。 ③广口瓶与澄清石灰水的质量共重686 g。 ④通入CO并加热至铁的氧化物全部转变为铁后，再称盛石灰水的广口瓶，其质量为688.2 g。 根据以上实验记录，计算此铁的氧化物中铁元素和氧元素的质量比。课题3 金属资源的保护 题案
说明：约10——15分钟的题量，分为必做题和选做题，（其中必做题属于中低档题，比较基础，用于巩固夯实本课时所学内容；选做题是提供给基础好的学生进行培优拔高，提高能力.）
1.以下列矿石（括号内为各种矿石主要成分的化学式）为原料，通过高温冶炼制取金属，相对而言所产生的废气中，含污染空气并易造成酸雨危害的成分较少的是（ ）
A. B. C. D.
2.金属是重要的资源。下列有关金属制备的说法错误的是( )
A."“湿法炼铜"的化学原理可以表示为Fe+CuSO4＝FeSO4 +Cu
B.电解氯化镁可以制备金
D.金矿中的金是以单质形态存在,用物理方法可以制得
3.以下有关金属的说法中，正确的选项是( )
A.生铁、不锈钢都是纯铁
B.铜在潮湿的空气中也不会生锈
C.钢铁制品外表涂油是为了更加美观
D.铝合金硬度大、密度小，用于飞机制造
(选做)4.某磁铁矿石200t，经分析其中含铁元素869t。那么该磁铁矿石中四氧化三铁的质量分数为( )
A.50% B.60% C.65% D.70%
5.如下图，电线杆的铁丝拉线上M、N、 P三处，最容易生锈的地方是()
A.M处 B.处 C.P处D.不能判断
6.炼铁选用的铁矿石不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少。今有铁矿石:黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿(2Fe2O3·H2O)、磁铁矿(Fe3O4)，你认为不适宜炼铁的矿石应是()
A.黄铁矿 B.菱铁矿C.赤铁矿 D.磁铁矿
7.铬(Cr)是银白色有光泽的金属，含铬、镍的钢称为不锈钢，具有极强的抗腐蚀性。
（1）纯铁与不锈钢相比较，硬度较大的是________:铁生锈的实质是铁与________共同作用的结果。
（2）已知铬能与稀盐酸反应生成+2价铬的化合物，请写出该反应的化学方程式_______________________
（3）请写出一条保护金属资源的有效措施:___________________________________________________.
8.现有①汽车外壳、②机器上的齿轮、③门把手、④锯条等几种常见的铁制品。以下各种防锈方法，各适用于哪种器件
（1）在外表刷漆或喷漆(填序号，下同)；
（2）在外表涂上机油；
（3）在外表镀上一层其他金属；
（4）使其外表氧化生成致密的氧化膜。
9.下列关于金属资源的说法，你不赞成的是（ ）
A．地球上除少数不活泼金属如金．银等有单质形式存在外，其他都以化合物形式存在
B．地球上的金属资源是取之不尽的
C．防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D．合理开采矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径
10.联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：请回答下列问题：
(1)写出设备A 的名称：；
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式：
；
(3)应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是：
；
(4)铁粉与生石灰都是常用的干燥剂，现欲用化学方法检验某食品袋中的干燥剂究竟是其中的哪一种？请你简述方法和现象：
。
11.构建知识网络是一种重要的学习方法。右图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。请回答下列问题：
（1）A物质的化学式为 。
（2）B物质的一种用途是 。
（3）反应②还需要的一种反应物是（填化学式）。
（4）写出反应③的方程式，并注明基本反应类型：
（ ）。

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