课题3　金属资源的利用和保护优质公开课教案

课题3

金属资源的利用和保护

教学目标

【知识与技能】

(1) 知道常见的金属矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

(2) 会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。

(3) 知道钢铁锈蚀的条件。

(4) 了解防止金属锈蚀的简单方法。

【过程与方法】

(1) 通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。

(2) 通过对某些含有杂质的物质的计算，使学生把化学原理、计算和生产实际结合在一起，培养学生灵活运用知识的能力。

【情感态度与价值观】

通过化学知识与生产、生活相联系，引导学生关注身边的化学，增强社会责任感。

教学重点

(1)

铁的冶炼和化学方程式中有关杂质问题的计算。

(2)

有关金属的腐蚀和防护“活动与探究”

教学难点

(1)

化学方程式中有关杂质问题的计算。

(2)

对铁的锈蚀防护的

“活动与探究”的结论的辨析归纳从而得出铁生锈的条件，以及防锈的方法。

课时分配

2课时

教学过程

第一课时

铁的冶炼

新课引入

温故知新

:

金属的化学性质有哪些？

合作学习

:

金属能与氧气反应、能与酸反应、能与金属化合物的溶液反应。

【自主学习】

阅读教材第14～15页的有关内容，完成下列填空：

1．地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。

2．金属元素在地壳中含量最多的是铝，其次是铁。

3．常见的矿石有：赤铁矿，主要成分的化学式为Fe2O3；磁铁矿，主要成分的化学式为Fe3O4；菱铁矿，主要成分的化学式为FeCO3；铝土矿，主要成分的化学式为Al2O3。

【合作探究】

铁矿石有多种，在炼铁时常用磁铁矿或赤铁矿，而很少用黄铁矿或菱铁矿，为什么？

答：黄铁矿含铁量低，并且含有对环境有害的元素硫，在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿不宜炼铁；菱铁矿中铁元素的质量分数小于磁铁矿和赤铁矿中铁元素的质量分数，所以工业炼铁最好选择磁铁矿或赤铁矿。

一

、铁的冶炼

【自主学习】

阅读教材第15～16页的有关内容，完成下列填空：

1．炼铁的原理：利用一氧化碳与氧化铁的反应。

2．实验室炼铁的步骤：

【合作学习】

（1）

要先点燃酒精灯的目的是除尾气防止污染空气；

（2）

然后再通入CO的目的是除掉装置中的空气；

（3）

过一会再点燃酒精喷灯(温度可达到1000 ℃)，反应条件是高温；

（4）

加热一会儿看到玻璃管中的现象是红色物质变成黑色，该反应的化学方程式为：

高温

3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2，

（5）

看到澄清的石灰水变浑浊，化学反应方程式为：

CO2＋Ca(OH)2=====CaCO3↓＋H2O。

【教师点拨】

在实验室模拟炼铁的实验中，需要注意的事项：

(1)实验开始先通纯净的CO，再加热氧化铁。防止CO与空气混合加热发生爆炸。

(2)实验结束时要先停止加热，继续通CO直到玻璃管冷却。其目的是防止高温下的铁与氧气接触重新被氧化，同时还可以防止石灰水倒吸。

(3)CO有剧毒，应将尾气点燃或收集处理，防止污染空气。

3．工业炼铁的原料：

铁矿石、焦炭、石灰石、空气。

【教师点拨】

石灰石的作用将二氧化硅变为炉渣；焦炭的作用：作为燃料、产生高温、与氧气反应生成一氧化碳；焦炭在高炉中发生的两个化学反应的方程式：C＋O2=====高温CO2、C＋CO2=====高温2CO；高炉炼铁的原理的化学反应方程式：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2。

【合作探究】

在高炉炼铁的反应中，还原剂是焦炭还是一氧化碳？

答：高炉炼铁是利用焦炭燃烧产生的一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来的过程，故还原剂是一氧化碳。

【教师点拨】

在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。而计算是设计到化学反应，利用化学方程式计算是纯净物之间的计算，不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：

m(纯) = m(不纯

)×纯度

m(不纯) = m(纯) ÷

纯度

进行含杂质物质的计算时，要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是纯物质的质量分数，计算时一般都假定杂质不发生反应；换算后的纯物质的质量在代入化学方程式时要找准对应的位置。

【跟进训练】

例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？

解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t ×80%＝800t。

设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。

折合含铁96%的生铁的质量为560t÷

96%＝583t

(纯化杂)

或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。

答：

1000t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。

【合作探究】

前面我们学过利用化学方程式进行计算，但化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，而不表示不纯物质之间的质量关系。故计算时若涉及含杂质物质的质量，我们应该怎么办？

答：化学方程式表示的是纯物质之间的质量比，故计算时须先进行换算：纯物质的质量＝不纯物质的质量×纯净物的质量分数。

【课题小结】

板书设计

课题3

金属资源的利用和保护

第一课时

铁的冶炼

一、金属资源概况

二、铁的冶炼

三、有关杂质问题的计算

【练习】

1．下列有关工业炼铁的叙述中，不正确的是(

D

) A．炼铁用的设备是高炉

B．炼铁的原料是焦炭、石灰石、铁矿石

C．炼铁得到的生铁仍为混合物

D．炼铁是用空气中的氧气将铁矿石中的杂质氧化除去

2．下图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。

实验步骤如下：

Ⅰ.连接好装置，并检查装置的气密性；

Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；

Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。

回答下列问题：

(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为Fe(填化学式)，B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。

(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是防止生成的铁被空气中的氧气氧化。

(3)盛满澄清石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：

①收集多余的CO；

②检验并吸收反应生成的CO2。

上述说法中正确的

C

(填字母序号)。

A．①

B．②

C . ①和②

2．钢铁的使用是人类文明和进步的重要标志。某钢铁公司用500吨含氧化铁(Fe2O3)64%的赤铁矿石进行炼铁，高炉炼铁的原理为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。计算：

(1)铁矿石中氧化铁的质量为320吨。

(2)这些矿石理论上能炼得铁多少吨？(写出简明的计算过程) 解：设这些矿石理论上能炼得铁的质量为x。

高温

Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2

160

112 320 t

x 160320 t112＝x

x＝224 t 答：这些矿石理论上能炼得铁的质量为224吨。

第二课时铁生锈的条件和金属资源的保护

新课引入：

【自主学习】

阅读教材第17～18页的有关内容，完成下列填空：

根据生活经验知道铁制品在干燥的空气中不易生锈，但在潮湿的空气中容易生锈。下面我们就来探究铁制品锈蚀的条件：

分别向A、B、C三支试管中各放入一根洁净无锈的铁钉，然后再向A试管中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水至铁钉一半处并敞口放在空气中；向B试管中加入蒸馏水直至浸没铁钉并在水的上方滴加植物油；在C试管的上方放入用棉花包裹的干燥剂并用胶塞塞紧。(实验前一周可以做)

1．做实验时，采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水的目的是除去水中溶解的空气。

2．在B实验中，加入植物油的目的是隔绝空气，防止空气再溶解在水中。

3．在C实验中，干燥剂的作用是吸收空气中的水蒸气。

4．由这三个实验我们可以得出铁锈蚀的条件是与空气中的氧气、水蒸气接触。

5．铁锈为红色，主要成分为Fe2O3·xH2O，铁锈疏松多孔，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。

【自主学习】

一、铁生锈的条件

铁锈蚀的条件是与空气中的氧气、水蒸气接触。

【合作探究】

铁制品的锈蚀是需要具备一定条件的。如果破坏铁制品锈蚀的条件，使它们不再具备锈蚀的基础，就能防止铁制品锈蚀。那如何防止铁制品锈蚀呢？

答：防止铁制品生锈的方法：

1.

保持铁制品的表面干燥和洁净；

2.

在其表面涂一层保护膜(刷油漆、涂油、电镀或烤蓝)；

3.

改变铁的组织结构(制成合金等)。

【教师点拨】

铁生锈的条件：铁与空气中的氧气和水同时接触才会锈蚀。氧气和水的含量越高，锈蚀越快，另外酸和氯化钠能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀。

二

、资源的保护

【自主学习】

阅读教材第18～20页的有关内容

矿物的储量有限，而且不能再生。保护金属资源的途径有：

1.

防止金属的腐蚀；

2.

金属的回收利用；

3.

有计划、合理地开采矿物；

4.

寻找金属的代用品。

【合作探究】

回收利用废旧金属的意义是什么？

答：回收利用废旧金属不仅可以节约金属资源和能源，还可以减少对环境的污染。

板书设计

一、铁生锈的条件

1 . 铁生锈的条件是与空气中的氧气、水蒸气接触。

2 . 防止铁制品生锈的方法：

（1）保持铁制品的表面干燥和洁净；

（2）在其表面涂一层保护膜(刷油漆、涂油、电镀或烤蓝)；

（3）改变铁的组织结构(制成合金等)。

二

、资源的保护

1 ．防止金属的腐蚀；

2 . 金属的回收利用；

3 ．有计划、合理地开采矿物；

4 . 寻找金属的代用品。

【课堂训练】

1、下列有关铁生锈的叙述中错误的是(

) A．铁生锈时一定伴随着物理变化

B．铁生锈时，铁发生了缓慢氧化

C．铁生锈的实质是铁与氧气反应

D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放

2、用金属的性质解释有关事实，不正确的是

（

）

A．因为铁比铜活泼，更易生锈，所以古代铜器比铁器更容易保存至今

B．因为铝制品能形成致密的保护膜，所以不能磨损铝的表面

C．因为铁易生锈，所以常在铁器表面覆盖油漆

D．因为铁比锌活泼，所以常将锌镀在铁表面，以保护铁不受腐蚀

3、

将下列五个选项分别填在横线上,每项只能用一次

A、缓慢氧化

B、疏松多孔

C、、受空气和水的共同作用

D、使铁与空气隔绝

E、没有水分存在，铁不易生锈

①钢铁锈蚀的条件

，

②钢铁锈蚀的过程

，

③铁锈的状态

，

④使铁器保持干燥的原因是

，

⑤铁器表面喷漆的目的是

。

4、下列说法不正确的是（

）

A．回收一个铝饮料罐比制造一个新饮料

罐要贵

B．回收铝饮料罐可以节约金属资源

C．回收铝饮料罐可以节约能源

D．回收铝饮料罐可以减少对环境的污染