资源简介

第八单元 金属和金属材料
课题3 金属资源的利用和保护
教材分析
本节课是九年级下册第8单元的课题3的第1课时，整个课题3内容之所以放在前面2个课题的后面，是对前面2个课题的总结衍生，也是理论基础到生活实际的升华。第1课时的主要内容为金属资源的概况和铁的冶炼，铁作为常见的金属是学生十分熟悉的物质，但大多数的学生并不清楚其在自然界的存在形式以及冶炼方式。学习这节课，首先通过与上节课金属活动顺序表的联系，让学生能够了解各种金属在自然界的存在形式。又通过实验室还原氧化铁及高炉炼铁的了解，使学生了解铁矿石能被还原成铁。这样一来，学生对常见的铁有了更深刻的认识，并且使学生养成科学实验的习惯。
学情分析
通过上一个学期对“碳和一氧化碳还原氧化铜以及有关化学方程式的计算”的学习，学生对碳和一氧化碳的还原性已经有一定的了解，并且熟悉了简单的化学计算。但学生对于化学方程式的记忆仍停留在死记硬背的基础上，学习一个记一个。此时需要对方程式进行归纳。而根据化学方程式对含杂质反应物或生成物的计算题可以让学生运用有关化学方程式的计算方法进行解题，达到学以致用的目的。
铁的冶炼
一、核心素养
（一）化学观念
知道金属在自然界存在的形式及常见的金属矿物；
理解铁的冶炼方法和原理，会计算含杂质物质的有关化学方程式的计算。
（二）科学思维
通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动获得良好学习习惯和学习方法。
科学探究与实践
把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学习活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。
（四）科学态度与责任
通过炼铁的教学，使学生体会到化学在生产中的作用，树立合理利用化学物质的观念，树立环保意识。认识到化学原理对实际生产的指导作用。
二、教学重难点
（一）教学重点
工业炼铁原理。
根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。
（二）教学难点
根据化学方程式对含有杂质的反应物或生产物进行有关计算。
三、教学准备
教学设备（投影仪，计算机）
四、教学过程　　　　　　　　　　　　　　　　
【课程回顾】
常见金属的活动性顺序：
（金属活动性由强逐渐减弱）
【导入新课】
展示生活中铁制品材料的图片。
提出问题：铁是人类使用量最大的金属，这么多铁是如何来的？自然界中有大量的铁单质吗？
（一）地球上的金属资源
1.金属元素在地壳中的含量
【过渡】
地球上的资源广泛存的存在于地壳和海洋中。下表为地壳中金属元素的含量。
元素名称 质量分数/%
铝 7.73
铁 4.75
钙 3.45
钠 2.74
钾 2.47
镁 2.00
锌 0.008
铜 0.007
银 0.000 01
金 0.000 000 5
总结：地壳中含量最高的金属元素是——铝
2.金属在自然界存在的形式
【提出问题】
1.金属资源在自然界中以什么形式存在的呢？
2.我国存在的金属资源在世界上占重要地位的有哪些？
【讨论交流】
阅读教材归纳总结。了解金属资源概况。
【归纳总结】 (以投影形式展现)
金属的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都是以化合物的形式存在。
3.常见的金属矿石。
(1)常见的矿石。
名称 主要成分 名称 主要成分
赤铁矿 Fe2O3 铝土矿 Al2O3
磁铁矿 Fe3O4 黄铜矿 CuFeS2
菱铁矿 FeCO3 辉铜矿 Cu2S
地球上金属资源很丰富，我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。
注：在所有金属中，含量最大的是铝，而提取量最大的是铁
（二）　铁的冶炼
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。（展示我国古代炼铁图和宝钢炼铁高炉的图片）
铁矿石 主要成分 含铁量
赤铁矿 Fe2O3 70%
磁铁矿 Fe3O4 72%
菱铁矿 FeCO3 48%
黄铁矿 FeS2 47%
提出问题：以上四种铁矿石中，哪几种铁矿石更适合炼铁？
我国为纪念1996年钢产量突破1亿吨而发行的邮票。2010年中国粗钢产量已超过6亿吨。（展示邮票的图片）
提出问题：铁的冶炼原理是什么？
1.CO还原氧化铁
【模拟实验】（观看实验视频）
实验 装置
实验药品 氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
化学原理 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
实验 步骤 ①检查装置的气密性；②加热前，点燃处理尾气的酒精灯，通入CO；③点燃酒精喷灯加热；④实验结束后，先停止加热，继续通CO直至玻璃管冷却。
实验 现象 ①红棕色的物质变为黑色；②澄清的石灰水变浑浊；③尾气燃烧并产生蓝色火焰。
实验 结论 Fe2O3被CO还原为铁，同时生成CO2：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
【思考与交流】
(1)实验开始前，为什么要先通入CO气体再加热？
排尽玻璃管内的空气，以免加热时玻璃管内CO与空气混合发生爆炸。
(2)实验结束后前，为什么要停止加热再停止通入CO？
防止新生成的铁粉被氧化；防止液体倒吸，使玻璃管炸裂。
总结：一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。
2．工业炼铁。
【提出问题】
人们如何把铁矿石炼制成铁呢？
【讨论交流】
阅读教材讨论。
【归纳总结】
原理
原料：铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、空气。
(1)石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅(SiO2)转变为炉渣(CaSiO3)。
(2)焦炭的主要作用是提供还原剂，提供能量。
设备—高炉：
产物：生铁（主要含铁）
【思考与交流】
铁矿石与氧化铁，铁与生铁之间有什么的关系？
【提出问题】
如何根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算呢？
【练一练】
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
【课堂小结】
作业目标
解释铁矿石炼铁的原理，书写化学方程式
六、板书设计
课题3　金属资源的利用和保护
第1课时　铁的冶炼
一、金属资源概况
二、铁的冶炼
1．实验室模拟铁的冶炼。
(1)原理：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
(2)实验现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
2．高炉炼铁。
三、含杂质物质的有关化学方程式的计算

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