资源简介

8.3 金属资源的利用和保护（第一课时）
一、学习目标
1．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。
2．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。
3．使学生体会学习化学的价值，增强和保持对生活中化学现象的好奇心和探究欲。
二、教学重难点
重点：了解从常见铁矿石中炼铁的原理
难点：冶炼铁的原理和含杂质的反应物或生成物不的有关计算
三、教学方法
演练法、实验法
四、教学过程
（一）新课导入：
金属材料的使用，标示着人类的进步和发展。我国商代就炼制了青铜器，春秋战国时期就会炼铁、炼钢。
想想如何把金属矿石中的金属冶炼出来。这节课我们来了解铁的冶炼方法。
（二）新知探究
知识点1 金属资源的存在形式及矿石
问题谈论：地球上的金属资源以什么样的形式存在？
地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余金属都以化合物的形式存在。
科学小资料：常见的矿石
赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。
视频总结：金属在自然界中的存在
知识点2 一氧化碳还原氧化铁
展示实验装置：
教师演示实验：一氧化碳还原氧化铁
①检查装置气密性；
②装入药品并固定；
③点燃酒精灯；
④向玻璃管中通入CO2；
⑤点燃酒精喷灯A；
⑥反应完成后熄灭酒精喷灯A；
⑦试管冷却后停止通入CO；
⑧熄灭酒精灯B。
学生活动：根据教师演示实验现象，填写下表
现象 反应方程式
酒精喷灯A处 红色粉末逐渐变黑 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
试管中 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
酒精灯B处 尾气燃烧并产生蓝色火焰 2CO+O2 2CO2
教师总结：实验注意事项
1．先通CO的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸；
2．实验完毕后继续通入CO至玻璃管冷却的目的：防止生成的铁粉在较高的温度下被重新氧化；防止石灰水倒流使玻璃管炸裂；
3．尾气处理：CO有毒，所以尾气中的CO要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。
知识点3 工业炼铁
教师讲解：
1．工业炼铁原料：焦炭、石灰石、铁矿石〔黄铁矿（FeS2）、赤铁矿（Fe2O3）、菱铁矿（FeCO3）、磁铁矿（Fe3O4）〕
2．原理：
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把金属铁从铁矿石中还原出来。
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
设备展示：
3．工业炼铁设备：高炉
讨论：高炉炼铁中焦炭的作用
1．提供热量：C+ O2CO2
2．提供还原剂：C+ CO22CO
视频总结：工业炼铁（高炉炼铁）
知识点4 含杂质化学反应的计算
教师总结：
1．混合物中某物质的质量分数（纯度）=×100% = 1－杂质的质量分数
2．该物质的质量=不纯物质的总质量×该物质的质量分数（纯度）
3．不纯物质的总质量=
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% 的生铁多少吨
学生活动：思考交流进行计算，教师请人上台板演。
师生共同总结：
【解】1000 t 赤铁矿石含氧化铁的质量为：1000 t × 80% = 800 t
设 800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 x。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
160 2×56
800 t x
160/800 t = (2×56)/x
x = 560 t
折合为含铁 96% 的生铁质量为：560 t ÷96% = 583 t
答：1 000 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。
（三）课堂练习
1．下列铁矿石的主要成分表达错误的是（ ）
A．赤铁矿（FeO） B．铝土矿（Al2O3）
C．菱铁矿（FeCO3） D．黄铁矿（FeS2）
解析：赤铁矿的主要成分是Fe2O3，铝土矿主要成分是Al2O3，菱铁矿主要成分是FeCO3，黄铁矿主要成分是FeS2。故选A。
2．高炉炼铁主要是通过反应3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2进行的，其中被还原的物质的（ ）
A．CO B．Fe2O3 C．Fe D．CO2
解析：氧化铁失去了氧，发生了还原反应，被还原的物质是氧化铁。故本题选B。
3．冶炼20.0 t含杂质的质量分数为3.00%的生铁，需要含氧化铁质量分数为75%的赤铁矿石的质量是多少？
解析：设需要含氧化铁75%的赤铁矿是的质量是x。
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
160 112
x·75% 20 t×（1-3.00%）
解得：x=37.0 t
答：需要含氧化铁质量分数为75%得赤铁矿石的质量是37.0 t。
（四）课堂小结
本节课通过类比的方法，由实验室用一氧化碳还原氧化铁的原理认识和理解了工业炼铁原理。通过学习，也初步掌握了含杂质物质的有关化学方程式的计算。
（五）作业布置
完成配套作业
五、板书设计
金属资源的利用和保护
一、金属资源的存在形式及矿石
赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）
二、一氧化碳还原氧化铁
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
三、工业炼铁
主要设备、原料、反应原理、化学方程式、产品
四、含杂质化学反应的计算
根据化学方程式进行计算时，要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。
六、教学反思
本节课的知识内容学生较为熟悉，课上我用丰富的素材引导学生感知学习的对象，从生活经验出发，引出课题，激发学生的学习兴趣，让学生以科学家的身份来研究金属矿物的种类、钢铁的冶炼。整个教学过程体现了“从生活走向化学，从化学走向社会”的理念。更可贵的是学生在教学中充分发挥了主体作用，自主实验，自主评价，无疑使他们的自信心更强、学习兴趣更浓。
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