资源简介

8.3 金属资源的利用和保护(第1课时)
【学习目标】
1．知道金属在自然界存在的形式及常见的金属矿物。
2．认识铁的冶炼原理及方法。
3．初步学会含杂质物质的有关化学反应计算。
【教学重难点】
重点：铁的冶炼原理及方法；含杂质物质的有关化学反应计算。
难点：学会含杂质物质的有关化学反应计算。
【教学方法】
启发诱导法、观察交流法、合作探究法、实验探究法。
【教学过程】
新课导入：
提疑：为什么铜的开发使用比铁和铝早数千年？金属被大规模开发、利用主要和金属的哪些性质和特点有关？钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中？
新课学习：
一、铁的冶炼
(一)矿石
【呈现有关资料，指导学生阅读课本并讨论交流，教师提问以下问题】
1．矿石的主要存在形式
地球上的金属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．常见的金属矿石及主要成分
赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿（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）
（二）一氧化碳还原氧化铁
【呈现实验视频，并指导学生阅读课本，总结一氧化碳还原氧化铁的相关问题】
1．仪器
铁架台、硬质玻璃管、橡皮塞、酒精灯、试管、酒精喷灯、导气管
2．药品
氧化铁粉末、一氧化碳、澄清的石灰水
3．装置
。
4．步骤
①检查装置气密性；②装入样品并固定；③向玻璃管内通入CO气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入CO。
5．酒精灯的作用
你能否想到一个更好的处理方法？先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？
先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？
点燃尾气，防治污染空气。尾气管出口通至酒精喷灯火焰处。先通入一氧化碳排净空气，防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。先熄灭酒精灯防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化。
（三）炼铁高炉
【PPT呈现有关资料，指导学生阅读课本，师生共同总结高炉炼铁的相关知识】
1．原料
铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
2．原理
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中还原出来。
3．炉内主要反应
（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（2）C + O2 CO2
（3）（提供还原剂）
（4）；。（造渣，除去二氧化硅）
（四）含杂质的化学反应计算
【呈现例题，教师讲解】
例：用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？
【解】1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%=800 t
设：800 t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为x。
折合为含铁96%的生铁质量为 560 t÷96%=583 t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁583吨。
注意：带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量，即必须把含杂质的物质换算成纯净物。
1．纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数。
2．不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数。
课堂练习：
1．工业炼铁的主要原料是（ ）
①铁矿石 ②石灰石 ③焦炭 ④一氧化碳
A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②③
【答案】D
2．某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（ ）
A．盛装药品前应先检查装置气密性
B．加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊
C．已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为a→b→c→d
D．这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳
【答案】C
【解析】解：A．盛装药品前应先检查装置气密性，以防止装置漏气，故选项说法正确；
B．实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸。加热后有二氧化碳生成，会观察到B中出现浑浊，故选项说法正确；
C．一氧化碳难溶于水，长导管是出水管，导管口的连接顺序为a→c→b→d，故选项说法错误；
D．生铁中含有碳等杂质，这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳，故选项说法正确。
3．某化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：
（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）装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是　 　。
【答案】（1）红色固体变为黑色；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）赶尽玻璃管内的空气，防止加热时爆炸；
（3）除去多余的CO，防止污染空气。
【解答】解：（1）红色的氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳，所以玻璃管中出现的现象是红色固体变为黑色，其化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）因为一氧化碳具有可燃性，能和氧气混合在点燃的条件下会发生爆炸，所以实验开始时应先通一氧化碳再加热，目的是赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸；
（3）由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，可用点燃的方法将一氧化碳燃烧掉，防止污染空气；
课堂小结：
本节课我们通过多项学习活动了解了一些常见的金属矿石；掌握了一氧化碳还原氧化铁的原理、现象及注意事项。认识了工业炼铁的原理及方法，也初步学习了含杂质物质的有关化学反应计算。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
金属资源的利用
一、金属资源
二、铁的冶炼
1．一氧化碳还原氧化铁：仪器、药品、装置、步骤
2．高炉炼铁：原料、原理、主要反应
三、关于含杂质的化学方程式的计算
【课后反思】
在教学中，注意培养学生阅读教材、查阅资料的能力，展示学生课前调查和收集样品的信息，能较好地达到资源共享的目的，有利于培养“合作”意识。而一氧化碳还原氧化铁的实验采用视频演示，既明白清晰，又节约时间，同时可避免仪器、
材料短缺而不能做实验，环节紧凑。在整个教学过程中体现了学生“从生活走向化学，从化学走向社会”的理念。更可贵的是学生在课堂上充分发挥了主体作用，自主实验、自主探究、自主评价，无疑使自信心更强，学习兴趣更浓。

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