资源简介

(共44张PPT)
8.3.2 金属资源的利用和保护
第八单元　
2024人教版化学九年级下册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
我现在需要帮用户完成一个关于 “铁的冶炼” 的教案，具体是 8.3.1 这个章节。首先，我得确认用户的需求是什么。他们可能是一位初中化学老师，正在准备这节课的教案，需要详细的教学步骤、知识点讲解、实验设计以及练习题等内容。
首先，我得回忆一下铁的冶炼相关的知识点。铁的冶炼主要涉及到原料、设备、反应原理、产品以及相关的化学方程式。常见的原料有铁矿石（如赤铁矿 Fe O 和磁铁矿 Fe O ）、焦炭、石灰石和空气。设备是高炉，反应原理包括焦炭的燃烧提供热量和 CO，CO 还原铁矿石，石灰石的作用是造渣。产品主要是生铁，还有炉渣和废气。
接下来，我需要考虑教学目标。应该包括知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度。比如，知识目标是掌握原料、设备、反应原理；技能目标是能书写化学方程式，分析实验现象；过程与方法可能涉及小组讨论、实验观察；情感目标则是环保意识和工业应用的认识。
然后是教学重难点。重点肯定是反应原理和化学方程式，难点可能是高炉内的复杂反应过程，学生可能对多个反应同时进行感到困惑，需要分解步骤讲解。
教学过程需要分步骤设计。导入部分可以用生活中的铁器，比如铁锅、铁轨，引发兴趣。然后介绍原料，通过图片或视频展示高炉，讲解各部分的作用。接着是反应原理，分步骤解释：焦炭燃烧生成 CO ，CO 再与焦炭生成 CO，CO 还原 Fe O ，同时石灰石分解造渣。这部分需要详细板书化学方程式，并强调反应条件如高温。
实验设计部分，可能需要一个模拟高炉的微型实验，使用 Fe O 和 CO，观察红色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊。但要注意 CO 的毒性，必须在通风橱或尾气处理装置下进行。如果条件不允许，可以用视频演示代替。
课堂练习需要设计一些选择题和填空题，巩固知识点，比如原料的作用、方程式书写、产物判断等。课后作业可以布置计算题，比如根据铁矿石的纯度计算生铁的产量，或者撰写小论文讨论钢铁工业与环保的关系。
最后，板书设计要清晰，分点列出原料、设备、反应步骤和方程式，以及注意事项。还要考虑教学反思，比如学生是否理解反应过程，实验是否成功，需要调整的地方。
可能需要注意的地方是，学生可能对 CO 的生成步骤不太清楚，或者混淆 Fe O 和 Fe O 的还原反应。需要强调两者的区别，并举例说明。此外，高炉炼铁的实际过程比较复杂，可能需要简化，避免信息过载。
还要考虑时间分配，确保每个环节的时间合理，不会拖堂。比如导入 5 分钟，新课讲解 20 分钟，实验 10 分钟，练习 10 分钟，总结 5 分钟。
另外，是否需要联系实际，比如中国的钢铁产量，钢铁在国民经济中的重要性，或者环保问题，如高炉废气的处理，这些可以作为情感目标的一部分，增加学生的兴趣和社会责任感。
最后，检查教案是否符合课程标准，是否涵盖了所有必要的知识点，有没有遗漏的部分，比如产物生铁和钢的区别，是否需要简单提及，或者留到下节课讲解。可能在这节课中简要提到生铁的用途，而钢的冶炼留到后续课程。
以下是关于 “8.3.1 铁的冶炼” 的教案设计，供参考：
《铁的冶炼》教案
课题：8.3.1 铁的冶炼
课时：1 课时
教材：人教版九年级化学下册
一、教学目标
知识与技能
了解工业炼铁的原料、设备和基本原理。
掌握一氧化碳还原氧化铁的实验步骤、现象及化学方程式。
能区分生铁和钢的成分及用途。
过程与方法
通过小组讨论和实验探究，培养观察、分析和归纳能力。
通过模拟工业炼铁流程，体会化学原理在实际生产中的应用。
情感态度与价值观
认识化学对社会发展的重要性，增强环保意识。
感受工业生产与自然环境的关系，树立可持续发展观念。
二、教学重难点
重点：工业炼铁的原料、反应原理及化学方程式。
难点：高炉炼铁的复杂反应过程及实验操作中的注意事项。
三、教学过程
1. 情境导入（5 分钟）
提问：日常生活中哪些物品由铁制成？（如铁锅、铁轨、钢筋等）
展示图片：古代炼铁遗址与现代钢铁厂对比，引出课题。
播放视频：工业炼铁的简略流程（高炉炼铁）。
2. 新课讲授（20 分钟）
（1）工业炼铁的原料与设备
原料：铁矿石（赤铁矿 Fe O 、磁铁矿 Fe O ）、焦炭、石灰石、空气。
设备：高炉（展示高炉结构图，讲解各部分作用）。
（2）炼铁的反应原理
分步讲解：
① 焦炭燃烧：提供热量和 CO （化学方程式：C + O → CO ）。
② CO 的生成：CO 与焦炭反应生成 CO（化学方程式：CO + C → 2CO）。
③ 还原铁矿石：CO 还原 Fe O （化学方程式：Fe O + 3CO → 2Fe + 3CO ）。
④ 造渣反应：石灰石分解生成 CaO，与杂质 SiO 反应生成炉渣（CaCO → CaO + CO ↑；CaO + SiO → CaSiO ）。
强调：反应条件为高温，CO 是还原剂。
（3）产物
生铁：含碳量 2%~4.3%，硬度大但脆。
炉渣：主要成分为 CaSiO ，可用于制水泥。
废气：CO、CO 、N 等（需处理后排放）。
3. 实验探究（10 分钟）
实验名称：一氧化碳还原氧化铁
实验装置：
硬质玻璃管中装入 Fe O 粉末，通入 CO，加热，尾气处理（点燃或收集）。
实验现象：
红色粉末逐渐变黑（生成 Fe）。
澄清石灰水变浑浊（生成 CO ）。
注意事项：
先通 CO 排尽空气，防止爆炸。
实验结束后先停止加热，继续通 CO 至冷却，防止铁被氧化。
4. 课堂练习（10 分钟）
选择题：
例：工业炼铁的主要原料不包括（ ）
A. 铁矿石 B. 焦炭 C. 石灰石 D. 空气
填空题：
例：高炉炼铁的还原剂是______，产物生铁的含碳量为______。
方程式书写：CO 还原 Fe O 。
5. 课堂小结（5 分钟）
回顾工业炼铁的原料、设备、反应原理及实验要点。
强调化学与工业生产的联系，鼓励学生关注环保问题。
四、课后作业
完成教材习题 8.3 相关题目。
查阅资料：中国钢铁工业的发展历程及环保措施。
选做实验：用氢气还原氧化铜（对比 CO 还原的异同）。
五、板书设计
plaintext
8.3.1 铁的冶炼
一、原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
二、设备：高炉
三、反应原理：
1. C + O → CO （放热）
2. CO + C → 2CO（高温）
3. Fe O + 3CO → 2Fe + 3CO （高温）
4. CaCO → CaO + CO ↑；CaO + SiO → CaSiO
四、产物：生铁（2%~4.3%C）、炉渣、废气
六、教学反思
通过实验和视频帮助学生理解抽象原理。
关注学生对还原剂 CO 的理解是否到位，必要时补充对比实验。
结合实际案例渗透环保教育。
希望这份教案对您有所帮助！如需调整或补充内容，请随时告知。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
考试考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属生锈的简单方法；
2.知道废弃金属会对环境造成污染，认识回收利用废旧金属等对金属资源保护的重要性。
学习目标
课堂导入
为什么暴露在空气中的铁制品会生锈？什么条件下才会生锈呢？
新知探究
知识点1 探究铁制品锈蚀的原因
铁：Fe
铁锈主要成分Fe2O3·xH2O
增加了H、O
与H2O、O2有关？
作出猜想→设计实验
取洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，分别在不同条件下进行实验。
实验Ⅰ
铁钉未完全浸入煮沸后迅速冷却的蒸馏水中，一周后铁钉生锈，水面处锈蚀严重。
实验分析：
铁钉同时与水、氧气接触，易生锈。
实验Ⅱ
铁钉完全浸入煮沸后迅速冷却的蒸馏水中，在水面上覆盖一层植物油，一周后铁钉没有生锈。
实验分析：
铁钉只与水接触而不与氧气接触，不易生锈。
实验Ⅲ
铁钉放入烘干的试管里，试管口塞入放有干燥剂氯化钙的棉花，塞紧橡皮塞，一周后铁钉没有生锈。
实验分析：
铁钉只与干燥的空气接触而不与水接触，不易生锈。
实验结论
铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，即铁生锈是铁与水、氧气共同作用的结果。
实验中采用煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是除去水中溶解的氧气；在水面上覆盖一层植物油是为了隔绝氧气，防止氧气溶解在水中。
1
2
生成的铁锈（铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O ）为红棕色，疏松多孔，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
铝的氧化物致密，能防止里层的铝与氧气继续接触；而铁的氧化物疏松多孔，不能防止里层的铁与氧气继续接触。
②利用铁生锈吸收氧气和水蒸气制成铁粉双吸剂，即食品中的防腐剂和干燥剂。
①利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴；
铁生锈原理的应用
D
A.甲和乙：水 B.乙和丙：空气
C.甲和丙：空气 D.甲和丁：水
典例1 探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确的是（ ）
新知探究
知识点2 防止铁制品的锈蚀
防止铁制品锈蚀的原理：
破坏铁制品锈蚀的条件，使铁制品隔绝空气或水。
只要破坏其中一个条件，
铁就不能生锈
1.保持铁制品表面干燥和洁净
防止铁制品生锈的具体方法
2.在铁制品表面覆盖保护层——涂油、涂油漆
3.在铁制品表面镀一层其他金属——镀耐腐蚀的金属
镀铬
镀锌
烤蓝
制成不锈钢
干
膜
改
镀
烤
保持铁制品表面洁净和干燥
在铁制品表面覆盖保护层
在铁制品表面镀一层其他金属
用化学方法使表面形成致密的氧化膜
加入其他金属，改变其组成
防锈
五字诀
防止铁生锈的方法
金属除锈的方法
1.物理方法：砂纸打磨，高压水冲。
2.化学方法：酸洗法。
铁锈能与稀盐酸或稀硫酸发生反应生成可溶性的物质，所以可用稀盐酸或稀硫酸除去铁锈。（该反应原理见第十单元）
（1）防止金属锈蚀。
（2）回收利用废旧金属。
保护金属资源的有效途径
（4）寻找金属的代用品。
（3）有计划、合理地开采矿物。
回收废旧金属有什么意义？
（1）可节约金属资源
（2）可节约能源
（3）降低金属使用成本
（4）可减少重金属对水体和土壤的污染
A
A．经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净
B．在钢铁表面喷油漆可防止生锈
C．废旧金属的回收利用，是保护金属资源的有效途径之一
D．改变金属的组成和结构，铸造成合金材料可优化其性能
破坏氧化膜
典例2 下列有关金属资源的利用与防护的说法不合理的是（ ）
1. 空气中含①N2　②O2　③稀有气体　④水蒸气等成分，其中与钢铁生锈有关的是(　　)
A. ①③ B. ②④ C. ③④ D. ①④
B
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2. 如图是探究铁的锈蚀的实验，对此实验的分析中不正确的是(　　)
A. 将蒸馏水煮沸后迅速冷却的目的是除去水中的氧气
B. c中棉花中包裹的氧化钙的作用是验证反应放出热量
C. a、b对比说明铁的锈蚀需要与氧气接触
D. a、c对比说明铁的锈蚀需要与水接触
B
【点拨】
将蒸馏水煮沸后迅速冷却，目的是排除水中溶解的氧气，A正确；c中棉花中包裹的氧化钙，能与水反应生成氢氧化钙，作用是吸收试管中的水，B错误；a试管中铁钉与水、氧气充分接触，b试管中的铁钉只与水接触， a试管中的铁钉生锈，b试管中的铁钉没有生锈，对比说明铁的锈蚀条件之一是需要与氧气接触，C正确；a试管中铁钉与水和氧气充分接触，c试管中的铁钉只与氧气接触，a试管中的铁钉生锈，c试管中的铁钉没有生锈，对比说明铁的锈蚀需要与水接触，D正确。
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3. [2024·北京海淀区模拟]化学兴趣小组同学通过两组实验对“铁生锈的条件”进行探究。
(1)由第一组实验得出的结论是______________________。
(2)第二组实验能证明铁生锈需要和氧气接触的现象是____________________________________________________________________________________________。
铁生锈需要与水接触
盛有氧气的试管中的铁丝生锈，盛有氮气的试管中的铁丝不生锈
【点拨】
(1)第一组实验中，第一支试管中的铁丝与氧气、水充分接触，第二支试管中的铁丝只与干燥的空气接触；一段时间后，第一支试管中的铁丝生锈，第二支试管中的铁丝没有生锈，可用于探究铁生锈的条件之一是要与水接触。(2)第二组实验能证明铁生锈需要和氧气接触的现象是盛有氧气的试管中的铁丝生锈，盛有氮气的试管中的铁丝不生锈。
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4. [2024 滨州]下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是(　　)
A. 经常用食盐水清洗铁制品
B. 保持铁制品表面清洁、干燥
C. 在铁制品表面涂油漆
D. 在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
A
【点拨】铁在与氧气和水同时接触时会发生锈蚀，食盐水会加快铁的锈蚀，A符合题意。
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5. [2023 青岛]防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其他三种方法原理不同的是(　　)
A. 表面涂油 B. 表面刷漆
C. 覆盖塑料 D. 制成合金
D
【点拨】
表面涂油、表面刷漆、覆盖塑料利用的都是隔绝氧气和水的原理防止金属锈蚀；制成合金，改变了金属的组成和内部结构，故选D。
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6. [2023·广西]下列做法不能有效保护金属资源的是(　　)
A. 防止金属腐蚀 B. 寻找金属的代用品
C. 回收利用废旧金属 D. 肆意开采金属矿物
D
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7. [2023·洛阳模拟]如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答：
(1)一定发生化学变化的过程是_______(填序号)。
(2)如果铁矿石采用的是赤铁矿，则①反应的化学方程式是________________________________。
①
Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2
高温
(3)铁锅做炊具主要是利用了金属的________；废旧的铁锅、铁管属于___________(填“厨余垃圾”“可回收物” “有害垃圾”或“其他垃圾”)。废旧金属“循环利用”的意义是________________________(写一条)。
导热性
可回收物
保护金属资源(合理即可)
【点拨】
(1)将铁矿石冶炼成生铁的过程中有新物质生成，属于化学变化，故一定发生化学变化的过程是①。(2)赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳在高温条件下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳。(3)铁锅做炊具主要是利用了铁的导热性；废旧的铁锅、铁管可回收利用，属于可回收物；将废旧金属回收利用能节约金属资源、防止污染环境。
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8. [2024 苏州]下列有关金属的说法正确的是(　　)
A. 常温下，所有金属单质均是固体
B. 工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C. 铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D. 废旧铁制用品应直接填埋处理
B
【点拨】
常温下汞呈液态，A错误；一氧化碳具有还原性，工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁，B正确；铁在空气中锈蚀，实际上是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，C错误；废旧铁制用品可回收再利用，直接填埋处理会浪费金属资源，D错误。
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9. [2024·合肥模拟]某同学用如图所示装置探究铁钉生锈的条件，关于该实验的分析错误的是(　　)
A. 植物油的作用之一是隔绝水
B. 可用CaCl2作干燥剂
C. 一段时间后，装置中的红墨
水液面右高左低
D. a、b装置的对比说明铁钉生锈的条件之一是与水接触
C
【点拨】
植物油的作用之一是隔绝水，A正确；氯化钙可吸收水分，b中的干燥剂可以是氯化钙，B正确；a管内的铁钉与氧气和水同时接触，会生锈，消耗试管内的氧气，试管内气压减小，b管内的铁钉只与氧气接触，不会生锈，试管内气压不变，所以，一段时间后，装置中的红墨水液面左高右低，C错误；a管内的铁钉与氧气和水同时接触，会生锈，b管内的铁钉只与氧气接触，不会生锈，a、b装置的对比说明铁钉生锈的条件之一是与水接触，D正确。
返回
课堂小结
防止铁生锈的方法
途径
铁与氧气、水同时接触
铁生锈的条件
意义
金属资源的利用和保护
保护金属资源
干、膜、镀、烤、改
谢谢观看！

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