课题3　金属资源的利用和保护优秀教案

课题3

金属资源的利用和保护

通过前面的学习，我们知道金属是一类重要的材料，人类的生活、生产都离不开金属。但地球上的金属资源是有限的，所以我们要对其合理利用和有效的保护。本节课我们就一起来学习《金属资源的利用和保护》的第一课时。

（多媒体展示图片）

【问】这些物品都所使用了哪种材料？

【追问】金属材料中的金属单质是从哪里提取出来的呢？（矿石）

【追问】矿石里面含有什么元素？（金属元素）

【讲解】工业上把含有金属元素且具有开采价值的矿物叫做金属矿石（又称金属资源）。金属资源广泛存在于地壳和海洋中。（多媒体展示图片：地壳和海水中元素含量）这些元素以什么样的形式存在呢？常见的金属矿石有哪些呢？同学们自学教材14-15页。

【问】人类使用得较多的金属有铁、铝、铜，那么自然界中含铁、铝、铜的矿石有哪些呢？他们的主要成分是什么？

名称

赤铁磁铁矿

菱铁矿

铝土矿

黄铜矿

辉铜矿

矿

FeCO3 CuFeS2 Cu2S Al2O3 主要成分

Fe2O3 Fe3O4

(二硫化亚铁(硫化亚铜)

铜)

【讲解】矿石中除了含有主要成分，还含有其他的杂质，所以矿石属于混合物。

【过渡】每年全世界都要使用大量的金属材料，在我们的日常生活、生产中使用量最大的金属是铁，那么铁是怎样炼成的呢？下面我们以赤铁矿为例学习铁的冶炼。

【问】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，我们是不是把赤铁矿开采出来直接作为金属材料的？金属材料是以什么形式存在的？我们需要加入什么样的物质才能把氧化铁中的铁提炼出来呢？

【问】Fe2O3反应生成Fe单质，失去O，发生还原反应，说明加入的物质具有什么性质？哪些物质具有还原性呢？（氢气、碳、一氧化碳）你们觉得用哪种物质最好？

【讲解】氢气无污染，但制取成本高。碳与氧化铁反应，反应物都是固体，接触面积小，未接触的部分不能反应，所以反应不容易进行。CO是气体，与固体反应相对来说接触面积较大，反应更容易进行。所以我们使用CO来还原氧化铁。

【过渡】在实验室里，我们就是用CO还原氧化铁炼铁。（展示装置图）

【播放实验视频】CO还原氧化铁

观察氧化铁的颜色（红色粉末）

【问】实验开始时是先通入CO还是先加热？目的是什么？

【生】排除装置中的空气，防止加热时发生爆炸。

【问】通入CO时，观察石灰水是否变浑浊？这说明什么问题？

【讲解】加热，观察石灰水变浑浊，玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色。

【问】反应结束后，先停止通一氧化碳还是先停止加热？

【问】黑色粉末能被磁铁吸引，说明生成了什么物质？石灰水变浑浊说明生成了什么物质？写出反应的化学方程式。

【问】反应结束后，为什么要先停止加热然后继续通一氧化碳直到玻璃管冷却

呢？

装置中澄清石灰水起什么作用？写出检验二氧化碳的化学方程式。

装置末端放一个燃着的酒精灯起什么作用？

【过渡】CO还原氧化铁也是我们工业炼铁的主要原理，接下来我们一起来看工业炼铁的视频，同学们边看边思考工业炼铁的设备是什么，原料有哪些？原料分别起什么作用？发生了哪些反应？

【板书】

设备：高炉

原料：铁矿石、焦炭、石灰石、（空气）

主要反应：

【问】最核心的是哪一个反应？

【讲解】

也就是说工业炼铁的原理是高温下，利用反应生成的CO把铁从铁矿石中还原出来。

【问】起还原作用的是什么物质？那原料中的焦炭起什么作用呢？

【讲解】提供热量和还原剂CO。石灰石的作用是把矿石中的二氧化硅转化为炉渣。

小结：本节课我们主要了解了常见的金属矿石，学习了铁的冶炼，了解了其中的设备、原理、原理生产流程及对环境的影响等，让我们进一步体会到化学是如何为生产和生活服务的，化学使世界变更加绚丽多彩。