课题3　金属资源的利用和保护教案板书设计

课题3金属资源的利用和保护

课时 时间 教学目标

1、知识与技能

(1)知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，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某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。

2、过程与方法

(1)通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息。

(2)运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。

(3)能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。

3、情感态度与价值观

(1)增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。

(2)关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。

教学重点

1、铁的冶炼。

2、有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

教学难点

1、有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

教学方法

联系实际→进行思考→实验探究→分析讨论→得出结论→联系实际→发挥想象→提高兴趣。

教学过程

引入新课：随着人类航空航天事业的不断发展，人类在太空中发射的卫星和建立起来的空间站也在快速的增加。其中一些失效或因失控而不能进入预定轨道的卫星被称为太空垃圾。说它们是垃圾，实际上它们是非常宝贵的金属，像黄金、钛、钨等。如果能将它们修复或回收，将这些太空垃圾变废为宝，既能节约成本，还能带来可观的经济效益。为此，每年都有一批科学家乘坐航天飞机到空间站进行维修或将其带回地面重新利用。例如，1980年发射的“太阳峰年观测卫星”运行还不到1年，就因为不能对太阳定向而成为废物。后来，空间科学家在“挑战者”号空间站内修好了它的对日定向系统，并加装了一台观测器，挽回了24亿美元的经济损失。

我们虽然不能进入太空，但在地面上同样可以爱护周围的金属资源。还等什么，让我们现在就开始了解一下如何保护和利用宝贵的金属资源吧! 板书：课题3金属资源的利用和保护

一、金属资源概况

讲解：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。工业上就是从矿石中来提炼金属的。

请学生观看课本图8—16、8—17、8—18等有关金属资源的图片。

提问：不同种类的金属在地壳中的含量并不相同。它们在地壳中呈怎样的分布趋势呢？

请大家看课本P15“金属元素在地壳中的含量”的资料。

提问：人类目前普遍使用的金属有哪些？这是否和它们在地壳中的含量有一定的关系呢？

小结：使用最多的是铜、铝、铁。因为铝、铁在地壳中的含量是所有金属中最多的。

提问：铜的百分含量远小于铁和铝，为什么也普遍使用于我们的日常生活和工农业生产呢？

学生讨论

小结：这主要与铜的性质和铜的提炼成本有关。

设问：那么，自然界含铁、铝、铜的矿石主要有哪些呢？它们的主要成分是什么？

小结：含铁的矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)；含铝的矿石主要是铝土矿(主要成分是Al2O3)；含铜的矿石主要是黄铜矿(主要成分是CuFeS2)和辉铜矿(主要成分是Cu2S)。

提问：我国的金属矿物分布怎么样？

交流：矿物种类齐全，矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位。

补充：虽说我国矿物种类比较齐全、矿物储量比较丰富，但由于多种因素的影响，我国主要矿产品进口量呈逐年上升趋势。随着我国经济高速发展，对矿产资源需求增长很快，主要矿产资源短缺的态势日益明显，如果地质勘探无重大突破，21世纪初，我国矿产资源将出现全面紧缺的局面。

讲解：现在，人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。炼铁的过程称之为铁的冶炼。下面，我们就来学习有关铁的冶炼的知识。

板书：二、铁的冶炼

介绍：早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。

引导学生观看图8—18(我国古代炼铁图) 讲解：钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。1949年，我国的钢产量只有15.8万吨，居世界第26位；1996年，我国的钢产量首次突破1亿吨，居世界前茅。

提问：铁矿石是怎样炼成铁的呢？现以赤铁矿的主要成分Fe2O3为例，来学习研究如何实现铁的冶炼。

总结：C或CO都可把Fe2O3中的“O”夺走。

提问：请大家写出以CO和Fe2O3为反应物冶铁的化学方程式。

板书：冶炼原理：

Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe 引导：请大家利用自己的智慧，设计一个模拟铁的冶炼过程的化学实验，并最好能验证其生成产物。

学生讨论：教师可引导学生从金属冶炼的一般条件、生成物的证明、尾气的处理等角度进行考虑。如根据经验学生可判断出金属冶炼的一般条件是高温；

根据以前所学知识学生可想象到用澄清石灰水验证CO2；用磁铁验证铁的生成；CO有毒，尾气应处理等。

演示实验8—2一氧化碳还原氧化铁的实验

注意：(1)实验前应先通CO把装置内空气排干净，然后再加热；反应完成后，须待试管内物质冷却后再停止通CO。

(2)反应完毕后，把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，并试验它能不能被磁铁吸起，以判断反应中是否生成了铁。

分析：Fe2O3+3CO 2CO + O23CO2+2Fe CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3↓+ H2O 2CO2

小结：1、炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石

2、冶炼原理：Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe 说明：石灰石的主要作用：把矿石中的二氧化硅转变为炉渣。

总结：上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，工业上铁的冶炼原理虽与上述实验相同，但其规模、条件、装置与此差异很大。

介绍：把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

讲解：在冶铁的实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质，故在计算用料和产量时就不可能不考虑杂质问题。

板书：三、有关杂质问题的计算

例题：用1000t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？

分析：本题是有关化学方程式的计算，但化学方程式表示的是纯净物质之间的数量比，而不表示不纯物质之间的数量关系。故计算时须先进行换算。如果题目给出或要求算出不纯物质的质量，必须先换算成纯净物质的质量，或先计算出纯净物质质量再换算成不纯物质的质量。

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。

Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2

160 112 800t x 160/800t== 112/ x X==560t 折合为含铁96％的生铁的质量为

560t÷96％=583t。

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

解：设理论上可炼出含铁96％的生铁的质量为x。

Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2

160 112 1000t×80％ x·96％

解答：x=583t 答：1000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583t。

课堂练习：习题4 总结并板书：根据化学方程式进行计算时，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。

小结：本节课我们主要学习了金属资源概况、铁的冶炼及有关杂质问题的计算等知识。

作业：习题3、5 板书设计

课题3金属资源的利用和保护

一、金属资源概况

二、铁的冶炼

1、炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石

2、冶炼原理：Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe 三、有关杂质问题的计算

根据化学方程式进行计算时，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。