资源简介

课题3 金属资源的利用和保护
第2课时 金属资源保护
教学设计
课题 金属资源的利用和保护 课型 新授课
教材 第八单元课题3（人教版）
一、教学目标
知识目标 1.以铁生锈为例，探究金属锈蚀的条件，了解防止金属锈蚀的常用方法。 2.了解废弃金属对环境的影响，认识金属资源保护的重要性，掌握保护金属资源的途径。
素养目标 1.化学观念：通过学习铁的冶炼和锈蚀原理，深化对化学反应和物质变化的理解。 2.科学思维：通过观察铁生锈的现象分析铁生锈的条件，形成从现象到本质的科学思维。 3.科学探究与实践：通过探究铁钉生锈的条件，培养科学探究能力和创新思维，体会控制变量法在实验中的应用。 4.科学态度与责任：认识金属资源保护的重要性，形成保护和节约资源的可持续发展意识，增强社会责任感。
二、教学重难点
教学重点 1.铁生锈的条件及防止金属锈蚀的方法。 2.保护金属资源的途径。
教学难点 1.设计探究铁生锈条件的实验。 2.理解铁生锈的原理及金属资源保护的意义。
三、教学分析
本节教学内容源于人教版2024年版九年级化学下册第八单元《金属和金属材料》课题3《金属资源的利用和保护》的第2课时《金属资源保护》。本单元是初中化学的重要组成部分，而本课时内容在整个化学体系中具有重要地位，它是在学生学习了金属的性质、金属资源的利用等知识的基础上，进一步探讨金属资源的保护问题，体现了化学知识与生产生活实际的紧密联系。 教材围绕金属资源保护这一核心，编排了金属的腐蚀与防护、保护金属资源两部分内容。通过“铁钉生锈的条件”探究实验，引导学生深入理解金属锈蚀的原因，进而探讨防止金属锈蚀的方法。同时，教材介绍了回收利用废旧金属、合理开采金属矿物、寻找金属代用品等保护金属资源的途径，使学生认识到保护金属资源的重要性和紧迫性，培养学生的资源意识和环保意识。
四、学情分析
教学对象是九年级的学生，经过一年的化学学习，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，对化学实验有着浓厚的兴趣。在思维方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，开始具备一定的逻辑推理能力和自主探究能力，但在分析问题的深度和广度上还有所欠缺。 在知识储备上，学生已经了解了金属的一些基本性质，但对于金属腐蚀的原理和金属资源保护的重要性缺乏深入的认识。在生活中，学生虽然接触到了大量的金属制品，但对于金属腐蚀带来的危害和资源浪费现象可能没有引起足够的重视。 在学习过程中，学生可能会对“铁钉生锈的条件”探究实验充满好奇，但在实验设计、现象观察和结论分析等方面可能会遇到一些困难。因此，在教学过程中，教师应充分利用学生的好奇心和求知欲，引导学生积极参与实验探究，通过实验现象的分析和讨论，帮助学生理解金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的方法。同时，教师应结合生活实际，引导学生关注金属资源的保护问题，培养学生的社会责任感和可持续发展意识。
五、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
课堂导入 【展示图片】同学们，老师先给大家展示一些图片。（展示各种金属制品的精美图片，如铁锅、水龙头、铁钉、金属雕塑、金属电子产品等，让学生感受金属在生活中的广泛应用）大家可以看到，金属制品在我们的生活中无处不在，它们给我们的生活带来了极大的便利和美好的体验。然而金属制品在使用过程中会出现一个很严重的问题，生锈（展示生锈的铁锅、生锈的水龙头、生锈的铁钉等），大量的金属会因为腐蚀而报废。 【提出问题】（展示一些生锈严重的金属制品，如生锈的铁锁、铁门、锁链等）据统计，每年因金属腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的 20% - 40%，这是一个多么惊人的数字啊！金属腐蚀不仅造成了资源的巨大浪费，还可能引发一些安全问题。那么，金属为什么会生锈呢？我们又该如何防止金属腐蚀，保护宝贵的金属资源呢？这就是我们今天要一起探讨的问题。 通过展示精美金属制品和生锈金属制品的对比图片，形成强烈的视觉冲击，迅速吸引学生的注意力，激发他们对金属腐蚀现象的好奇和探究欲望，提高学生的课堂参与度。
任务一 金属的腐蚀与防护 活动一：探究铁钉生锈的条件 【引入】同学们，我们在生活中会发现大量的金属制品应用广泛，但同时也有大量的金属因腐蚀而报废。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。铁钉很容易生锈，铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O，那么铁钉生锈需要哪些条件呢？ 【问题】请大家根据铁锈的成分，猜想一下铁钉生锈可能与哪些物质有关？ 【学生思考】学生们进行思考和讨论，提出猜想：因为铁锈的成分比铁多了H、O元素，再结合空气成分，铁生锈可能与H2O、O2有关。 【实验探究】展示实验装置，介绍各个试管的情况。 A B C 【问题】A、B试管中的水为什么要用煮沸后迅速冷却的蒸馏水？B试管中植物油的作用是什么？C试管中为什么要用干燥剂？ 【学生思考】教师引导学生回答。A、B试管中的水为经煮沸迅速冷却的蒸馏水，目的是除去水中的氧气，排除氧气的干扰；B试管上面的植物油的作用是隔绝氧气，排除氧气的干扰；C试管中的氯化钙为干燥剂，目的是吸收试管中的水蒸气，排除水的干扰。 【问题】为什么设置A、B、C三个试管的实验？此实验应用了哪种实验思想？ 【学生思考回答】本实验是为了探究铁生锈可能与H2O、O2有关，存在两个变量，所以设置3组对比实验，应用了控制变量思想。 试管A：铁钉与空气、水同时接触； 试管B：铁钉只与水接触，用植物油隔绝空气； 试管C：铁钉只与空气接触，棉花和干燥剂吸收水蒸气。 【学生任务1】观看实验视频，仔细观察并记录实验现象。 【学生观察记录】一段时间后，观察到试管A中铁钉生锈，试管B和试管C中铁钉无明显变化。 【问题】根据实验现象，对比不同试管的情况，分析铁生锈需要的条件是什么？ 【学生思考回答】 对比A、B可知，铁生锈需要与O2接触，因为B中没有氧气，铁钉不生锈，而A中有氧气，铁钉生锈。 对比B、C可知，铁生锈需要与H2O接触，因为C中没有水，铁钉不生锈，而A中有水，铁钉生锈。 得出结论：在H2O、O2同时存在的环境中铁能生锈。 【讲解】评价、强调：铁生锈需要条件。例如，要有能够与铁发生反应的物质，反应物要能相互接触，生成物不会对反应起阻碍作用，等等。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。 活动二：铁生锈原理的应用及防止铁制品锈蚀的方法 【引入】铁生锈虽然会造成金属的损耗，但在某些方面也有一定的应用。 【讲解】介绍铁生锈原理的应用： 利用铁粉缓慢氧化放热制成防寒暖贴。 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。 【问题】（1）通过对铁钉生锈条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？ 【学生思考回答】破坏铁制品锈蚀的条件，如隔绝氧气、隔绝水、同时隔绝氧气和水。 【问题】（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？ 【学生思考回答】 支架涂油漆，形成保护层以隔绝水和氧气。 车圈镀铬，形成保护层以隔绝水和氧气，也可采用铝合金、不锈钢等其他耐腐蚀的合金材料。 链条涂油，形成保护层以隔绝水和氧气。 【总结】评价、强调：防止铁生锈可以保持铁制品洁净、干燥；涂保护膜；制成合金等。 活动三：典例精讲 【展示题目】如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ） A.①②对比说明铁生锈需要空气， ①③对比说明铁生锈需要水 B .③中附着在棉花上的干燥剂的 作用是使试管里没有水分 C .①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲 D .四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 【学生回答】C 【讲解】①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是乙，因为乙处同时与水和氧气接触最充分，所以C选项错误。A选项①②对比，②中没有空气，铁钉不生锈，说明铁生锈需要空气；①③对比，③中没有水，铁钉不生锈，说明铁生锈需要水，A正确；B选项③中干燥剂的作用就是吸收水分，使试管里没有水分，B正确；④中同时提供了水和氧气，且温度较高，所以生锈最快，D正确。 结合元素守恒思想，引导学生做出猜想，培养学生的问题发现能力和解决能力。 结合控制变量思想，引导学生分析实验设计的思路，培养学生的科学探究能力和实验设计能力。 通过观察现象和对现象的分析得出铁生锈的条件，提升学生的分析和总结能力。 通过对实验探究中控制变量的分析，并结合生活生产实例-自行车防锈，使学生认识金属防锈的原理和方法，并能学以致用。
任务二 铁的冶炼 活动一：保护金属资源的方法及意义 【引入】金属资源是有限的，我们需要保护金属资源。那么有哪些方法可以保护金属资源呢？ 【学生活动】阅读教材P20-21并结合生活经验，总结保护金属资源的有效途径。 【讲解】介绍保护金属资源的方法： 防止金属锈蚀。 回收利用废旧金属（废旧金属回收利用的意义是节约金属资源和能源，减少环境污染）。 有计划、合理地开采金属矿物。 寻找金属的代用品，如塑料制零件。 活动二：稀土资源的利用与保护 【引入】在金属资源中，有一类储量较少但非常重要的金属元素，那就是稀土元素。 【讲解】介绍稀土元素：稀土元素是储量较少的一类金属元素的统称，有“工业的维生素”的美誉，是重要的战略资源，广泛应用于新能源、新材料、航空航天、电子信息等尖端科技领域。同时介绍徐光宪在稀土资源的利用与保护方面的贡献。 活动三：典例精讲 【展示题目】下列关于资源、能源的叙述不正确的是（ ） A．金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以节约能源 B．废旧电池随意丢弃会带来对环境的污染，但不会危害人体健康 C．应回收各种废旧金属，进行金属资源的循环利用 D．防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径 【学生回答】B 【讲解】废旧电池中含有汞、镉等重金属，随意丢弃会污染土壤和水源，危害人体健康，B选项错误；A选项金属的回收利用可以节约金属资源和能源，A正确；C选项回收各种废旧金属进行循环利用，有利于保护金属资源，C正确；D选项防止金属腐蚀可以减少金属的损耗，是保护金属资源的有效途径，D正确。 通过金属资源和稀土资源保护方法和意义的学习，使学生认识金属资源保护的重要性，形成保护和节约资源的可持续发展意识，增强社会责任感。
六、课堂小结
七、板书设计 课题3 金属资源的利用和保护 课时2 一、金属的腐蚀与防护 1.铁生锈的条件：铁与氧气、水同时接触 2.防止铁生锈的方法: 破坏生锈的条件 二、保护金属资源 1.防止金属锈蚀 2.回收利用废旧金属 3.有计划、合理地开采金属矿物 4.寻找金属的代用品
八、随堂练习
1.（2025·青岛）下列做法有利于防止金属生锈的是（ ） A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆 C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品 【答案】B 【解析】A选项，自行车淋雨后未及时擦干，铁与水和氧气充分接触，容易生锈，该做法不利于防止金属生锈；B选项，给室外铁制篮球架刷油漆，能使铁与氧气和水隔绝，有利于防止金属生锈；C选项，将钢铁制品存放在潮湿的环境中，铁与水和氧气充分接触，容易生锈，该做法不利于防止金属生锈；D选项，食盐水会加快铁的锈蚀，经常用食盐水清洗铁制品，会使铁制品更易生锈，该做法不利于防止金属生锈。所以答案选B。 2.下列有关金属资源的利用和保护不正确的是（ ） A．将铁制品放在潮湿的空气里 B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈 C．废旧金属回收利用可以节约金属资源 D．有计划、合理地开采矿物 【答案】A 【解析】A选项，将铁制品放在潮湿的空气里，铁会与空气中的氧气和水发生反应而生锈，不利于金属资源的保护，该选项说法不正确；B选项，在钢铁表面涂油、刷漆，能使钢铁与氧气和水隔绝，从而防止生锈，该选项说法正确；C选项，废旧金属回收利用，可以重新加工制成新的金属制品，能节约金属资源和能源，减少环境污染，该选项说法正确；D选项，有计划、合理地开采矿物，可避免资源的过度开采和浪费，有利于保护金属资源，该选项说法正确。所以答案选A。 3.某实验小组为探究铁生锈的条件，设计了如下实验。以下分析正确的是（ ） A．一周后观察到的现象是b中铁钉生锈 B．b试管中放CaCl 的目的是干燥空气 C．一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左低右高 D．该实验可以得到铁生锈需要水和氧气的结论 【答案】B 【解析】A选项，b试管中放有干燥剂CaCl ，干燥的空气中铁钉缺少水，不会生锈，该选项说法错误；B选项，b试管中放CaCl ，CaCl 具有吸水性，其作用是干燥空气，使试管里没有水分，该选项说法正确；C选项，a试管中铁钉与水和氧气同时接触，会生锈消耗氧气，使装置内压强减小，一周后玻璃管中的现象是红墨水液面左高右低，该选项说法错误；D选项，该实验需要对比a、b、c三支试管的实验现象，才能得出铁生锈需要水和氧气的结论，仅从现有信息不能确定是否能得出该结论，该选项说法错误。所以答案选B。
九、教学反思
在本节课的教学中，通过实验探究铁生锈的条件，学生能直观地观察到实验现象，进而总结出铁生锈的条件和防止生锈的方法，较好地达成了教学目标。在引导学生思考自行车构件防锈措施时，学生参与度较高，能将所学知识与生活实际联系起来。但在教学过程中，也存在一些不足之处。例如，实验视频的展示可能使部分学生缺乏亲自动手操作的体验，对实验原理的理解不够深刻。在今后的教学中，可以增加学生分组实验，让学生更深入地参与到探究过程中。此外，对于保护金属资源部分，可引导学生进一步讨论更多生活中具体的实施方法，增强学生保护资源的意识和责任感。

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