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
第1课时 铁的冶炼
教材分析
一、课标分析
1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物的形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。
2.认识金属矿物是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
二、内容和地位分析
本课题第1课时介绍了地球上金属的存在形式及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外，还介绍了工业炼铁的原理，并结合炼铁的实际情况，以例题的方式引入化学方程式计算中有关杂质问题的计算的内容。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，有利于提高学生学习的积极性。
学情分析
已有知识及方法：通过之前的学习，学生认识到金属的性质具有一定的通性与差异性；知道自然界中有丰富的金属资源；并认识了一氧化碳的还原性，为本课时的学习奠定了知识基础。
未知知识及方法：对于金属资源在自然界中的存在形式、金属冶炼原理，学生不能从学科的角度进行整体认知。本课时是学生第一次接触工业炼铁，工业制备物质与实验室的流程之间的一些差异学生可能难以理解。
教学目标
1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物的形式存在的。
2.认识工业炼铁，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
3.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。
核心素养
建立化学观念：能通过实例认识金属的性质与其存在形式的关系，形成合理利用金属资源的意识。
培养科学态度与责任：认识到金属矿物是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任；了解我国冶金史，知道工业炼铁的方法，提升民族自豪感。
重点难点
重点：铁的冶炼。
难点：根据化学方程式对含杂质问题进行有关计算。
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节一：导入新课 【展示】目前人们生活中常使用的金属材料的相关图片。 【引入】金属材料与我们的生活生产息息相关，那么，大家是否想过我们使用的金属材料是怎么来的呢？它们都可以从自然界中直接获得吗？为了更好地回答这个问题，今天我们就来共同学习金属资源的利用和保护的相关内容。 【观看】观看图片，了解金属材料的用途。 从身边事物出发，引入新知识。
环节二：金属资源概况和铁的冶炼 【过渡】在学习如何制备金属材料之前，我们先来了解一下金属资源概况。 【布置任务】阅读教材内容，回答下列问题： （1）人类所利用的金属资源在地球上主要存在于哪些地方？ （2）金属在自然界的存在方式是怎样的？常见的金属铁、铝、铜、金、银等在自然界中是以化合物还是以单质的形式存在的？ （3）我国的矿物种类多吗？它们的储量情况如何呢？ 【过渡】人类每年都要从自然界提取数量庞大的金属，其中提取量最大的是铁，那么，怎样把铁矿石变成铁呢？ 【知识回顾】我们学过哪些将赤铁矿中的氧化铁（Fe2O3）还原为铁单质的化学反应呢？ 【提供资料】我国古代炼铁图、炼铁厂图、炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图。 【总结】工业上把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。炼铁时，将铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。 【提问】高炉炼铁的产物是纯铁吗？ 【分析并回答】（1）地壳和浩瀚的海洋中。 （2）只有少数金属如金、银等以单质形式存在，其他金属通常以化合物形式存在。 （3）我国是世界上为数不多的已知金属矿物种类比较齐全的国家之一，矿物储量也很丰富。 【思考】回顾碳、一氧化碳的性质，分析将赤铁矿中的氧化铁（Fe2O3）还原为铁单质的反应。 【倾听、讨论】了解我国古代的炼铁史和工业炼铁的原理。认识高炉炼铁的过程。 【回答】不是纯铁。高炉炼铁的产物是含有2%～4.3%的碳及少量其他元素的铁合金——生铁。 培养学生阅读和观察、提炼信息及综合分析解决问题的能力。 了解我国的冶金史，知道工业炼铁的方法，提升民族自豪感。
环节二：含杂质问题的计算 【过渡】在实际生产时，所用的原料和产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。 【提问】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 【讲解】化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，赤铁矿石中含有纯的氧化铁的质量为1000 t×80%。若设生铁的质量为，则其纯铁的质量为×96%，根据化学方程式就可计算出结果。 解：设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为。 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 160 112 1000 t×80% ·96% = x = 583 t 答：1000 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。 【分组讨论】根据化学方程式对含杂质的问题进行计算，了解注意事项，掌握计算方法。 【思考、总结】计算时设未知数要注意是否为纯净物，计算过程中要注意步骤与格式。 提升学生利用化学知识解决实际问题的能力。
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 1.金属资源概况 2.铁的冶炼 原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 设备：高炉 原料：铁矿石、焦炭、石灰石 3.有关杂质问题的计算
课堂练习
课堂小结 1.金属资源的存在形式有哪些？列举几个常见的金属矿石。 2.铁的冶炼过程是怎样的？从原理、设备、原料几个方面解释。
作业布置 1.教材“练习与应用”第22～23页 1、4、5、7、8、9题。
教学反思
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第2课时 金属资源的保护
教材分析
一、课标分析
1.以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法。
2.了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
二、内容和地位分析
本课时的主要内容为铁生锈实验的探究、防止金属锈蚀的方法和金属资源的保护。重点是有关铁的锈蚀以及防护的活动与探究内容，由学生通过实验、讨论、应用等环节来完成。关于金属资源的保护，也由学生通过联系生活实际、发挥想象、进行讨论等方式来认识和学习。
学情分析
已有知识及方法：根据生活经验，学生已经知道生活中常见的金属如铁等易生锈，了解了一些防锈蚀的方法。通过学习金属锈蚀的条件，对控制变量思想有了一定的认识。
未知知识及方法：学生对于锈蚀原因以及防锈原理不能从学科的角度进行整体认知。
教学目标
1.了解铁生锈的条件及防止铁制品锈蚀的主要措施。
2.了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
3.能列举保护金属资源的有效途径。
核心素养
形成化学观念：能从物质及其变化的视角初步分析、解决一些与化学相关的简单的实际问题，发展辩证唯物主义世界观。
发展科学思维：初步学会运用观察、实验等手段获取化学事实，能初步运用比较、分析、综合、归纳等方法认识物质及其变化，形成一定的证据推理能力。
培养科学态度与责任：了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。形成节约资源、保护环境的习惯，树立生态文明的理念。
重点难点
重点：金属锈蚀的条件和保护金属资源的方法。
难点：金属锈蚀条件的探究。
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节一：导入新课 【导入】一方面，人类每年要从自然界获取大量的金属矿物资源以提炼金属；另一方面，世界上每年又有大量的金属设备和材料因腐蚀而报废。如何防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。 要研究防止金属腐蚀的方法和措施，需要先知道金属腐蚀的条件。 【倾听、思考】 激发学生学习的兴趣，培养学生关心社会问题的意识，认识到珍惜和保护金属资源的重要性。
环节二：金属的腐蚀与防护 【布置任务】请同学们将一周前做的铁钉生锈的对比实验成果进行交流。说一说： （1）需要准备哪些物品，有哪些实验步骤？ （2）你预测实验中将会出现什么现象？实际的实验现象和你预测的相同吗？ 【总结】铁生锈的实质是铁与水、氧气共同作用的结果。 铁与氧气、水等反应生成的铁锈很疏松，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。 【提问】根据实验回答下列问题： （1）在第二个实验的试管中，植物油的作用是什么？ （2）为什么在实验中要使用煮沸后迅速冷却的蒸馏水？ （3）在第三个实验中，棉花和干燥剂的作用是什么？ 【提问】请同学们结合所学知识与生活经验，讨论并回答以下问题： 根据铁钉生锈条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？ （2）自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了哪些防锈措施？ 【交流讨论】展示一周前做的铁钉生锈的对比实验成果。 （1）实验物品：试管、洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、棉花、干燥剂、植物油。实验步骤：将三枚铁钉在试管中放置一周，第一枚一半在空气中，一半浸没在水中；第二枚完全浸没在煮沸过的蒸馏水中，上层覆盖植物油：第三枚放在干燥的空气中，并放入干燥剂，在试管口处放一团棉花。 （2）实验现象：一周后第一支试管中的铁钉生锈，且在与水面交界处生锈更严重；第二支和第三支试管中的铁钉均没有生锈。 【回答】 （1）植物油用来隔绝空气。 （2）煮沸后迅速冷却的蒸馏水除去了水中溶解的氧气。 （3）棉花和干燥剂的作用是吸收空气中的水蒸气，保持试管干燥。 【讨论、回答】 （1）对防止铁制品锈蚀的建议：①保持铁制品表面的洁净和干燥；②在铁制品表面覆盖一层保护层，如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等；③改变金属内部结构，如制成合金等。 （2）支架：喷漆；链条：涂油；钢圈：电镀。 培养学生实验、观察、归纳总结和语言表达的能力及实事求是的科学态度。 通过合作学习的方式，培养学生的合作意识和与人交往的能力。 通过对实验操作和植物油、棉花等作用的分析，使学生意识到控制变量思想的运用，培养严谨的科学探究精神。 从生活实际出发，激发学生学习的热情和兴趣。
环节三：金属资源的保护 【布置任务】请同学们阅读课文，回答下列问题： （1）保护金属资源的途径有哪些？ （2）回收利用废旧金属的意义有哪些？ 【回答】（1）防止金属的腐蚀；回收利用废旧金属；合理开采金属矿物；寻找金属的代用品。 （2）既能节约金属资源，又能节约能源，而且可以减少对环境的污染。 了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值，形成节约资源、保护环境的习惯，树立生态文明的理念。
板书设计 课题3 金属资源的利用和保护 第2课时 金属资源的保护 1.铁制品锈蚀的条件：铁与水和氧气同时接触 2.防止铁制品锈蚀的方法：（1）保持铁制品表面的洁净和干燥 （2）在表面覆盖保护膜 （3）制成合金 3.保护金属资源的途径
课堂练习
课堂小结 1.铁制品锈蚀的条件有哪些？ 2.为防止铁制品锈蚀，可以采取哪些措施？ 3.生活中有哪些保护金属资源的途径？
作业布置 1.教材“练习与应用”第22～23页 2、3、6题。
教学反思

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