课题2　金属材料教案教学设计

《金属材料》教学设计

第一课时

教学目标

1、知识与技能：

a、了解金属在自然界中存在的形态；

b、掌握金属的冶炼原理和冶炼方法；

c、了解钢铁及铝的冶炼原理及设备；

2、过程与方法：

通过展示图片和生活中的经验，探究钢铁和铝企业冶炼金属的过程和方法，以及所涉及的化学原理。

3、情感态度与价值观

通过本节课的学习，培养学生热爱自然，热爱化学，用化学改变生活的情感。

教学重点

钢铁和铝的冶炼原理

教学难点

钢铁和铝的冶炼原理

教学过程

引入

上学期我们在必修2中已经学习了金属矿物的开发和利用，自然界中金属元素往往以金属离子的形式存在

，即以化合态的形式存在。人类使用的金属往往以游离态的形式，所有人们获得金属材料首先要通过化学方法把金属从矿石中提取出来。

板书

一、从矿石中获得金属

提问

请同学们回顾我们学过的金属冶炼的一般原理

展示

多媒体展示

Mn+

+

ne- ==

M

讲解

虽然原理都是氧化还原法来进行，但不同的金属冶炼的方法是不同的。

思考与交流

常见的金属冶炼方法又有哪些？

展示

互动

请同学们在本子上完成冶炼银、铜、镁化学反应方程式。

过渡

初中我们学习过地壳中各元素的含量，其中金属元素铝的含量第一，仅次于氧和硅，约为8.8%。但人类大量使用铝制品却很晚，这是由于铝是一种非常活泼的金属，在发明电解法炼铝之前很难大量生产普及。

板书

1、铝的冶炼

原料：氧化铝、冰晶石

设备：电解槽

讲解

电解铝的原料主要来自铝土矿，其主要成分为Al2O3，期中氧化铝的含量约为50%--70%，企业电解时要求Al2O3 纯度不能低于98.2%，因此工业上首先要对氧化铝进行富集。主要用了氧化铝的两性。

互动

请同学们完成氧化铝转化为偏铝酸钠及偏铝酸钠转化为氢氧化铝的方程式。

Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O

NaAlO2+CO2+ H2O==Al(OH)3+NaHCO3

2Al(OH)3== Al2O3+3H2O 讲解

得到高纯度的氧化铝后用惰性的电极材料在熔融的状态下进行电解。

互动

请同学们完成电解时阴阳两极的电极反应

展示

总反应方程：

950~970℃2AlO4Al3O2

23通电､Na3AlF6

过渡

我们的生活中除了铝，还有更重要合金----钢铁

展示

钢铁材料的图片。

板书

2、钢铁的冶炼

讲解

在初中化学我们已部分接触了铁的冶炼，其原理为：

Fe2O3

+

3 CO

===

2Fe

+ 3 CO2

工业生产是铁矿石和还原剂在高温下发生氧化还原，生产出生铁。原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。

板书

a、原料：

铁矿石、焦炭、石灰石和空气。

讲解

铁矿石种类非常多，如有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和黄铁矿等。

展示

铁矿石图片。

讲解

工业上铁矿石及其他原料进入高炉中进行冶炼生铁。

板书

b、设备

高炉

展示

高炉图片及炉内发生的化学变化示意图。

思考与交流

参照以上图片思考下列问题：

1、指出赤铁矿反应中何者为氧化剂，何者为还原剂。

2、铁矿石中含脉石（主要成分二氧化硅等），请写出形成炉渣（主要成分硅酸钙）的化学方程式。

3、试判断高炉炼铁中产生废气、废渣的主要成分，并提出利用它们及多余热能的设想。

解答

讲解

生铁中含碳量较高，还有其他杂质，与钢铁比较是有区别：

所以，生铁转化为钢铁还要进行炼钢过程，即降低含碳量，除去杂质，调整硅、锰等其他金属元素的含量。原理上是利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（用纯氧气）把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。再添加Si､Mn､Al等其他合金作脱氧剂,以调整钢水成分。主要反应：

展示

脱碳：2Fe+O2=2FeO

C+FeO=CO+Fe

C+ O2= 2CO 脱硫：FeS+CaO=CaS+FeO

脱硅：Si+2FeO=SiO2+2Fe 脱氧：Si+2FeO=SiO2+2Fe硅铁

造渣：

CaO+SiO2=CaSiO3

小结：略

板书设计

金属材料

一、从矿石中获得金属

1、铝的冶炼

a、原料：氧化铝、冰晶石

设备：电解槽

b、电极反应及总反应：

950~970℃2AlO4Al3O223

通电､Na3AlF62、钢铁的冶炼

a、生铁的冶炼

原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。

设备：高炉

高温

主要反应：Fe2O3+3CO ==== 2Fe+3CO2

b、钢铁的冶炼

原理：氧化还原反应

原料：生铁、氧气、生石灰

设备：转炉

教学反思

《金属材料》说课稿

一、教材分析

1．教材地位及作用

在初中学生只是简单地了解铁的制取及用途，没有系统的工业生产的原理及流程。钢铁和铝是学生比较熟悉的生活用品的制取原料，又是典型的合金；对高二学生来说这门化学与技术是用已学过的知识来分析工业生产的原理，又要从工业的角度出发看待企业选择适当的工艺流程。所以对学生来说要求较高，综合性强，难度较大；因此，钢铁和铝的冶炼原理是本节的重点也是难点。力求通过本节课的学习，让学生知道钢铁和铝的冶炼原理。

关于铝的冶炼在初中学生没有接触，让学生在认识电解原理的基础上，通过分析电解过程中阴阳两极的反应，加深电解原理在工业生产中的应用及科学技术在人类发展中的重要作用。

2、教学目标分析

（1）、知识与技能：

a、了解金属在自然界中存在的形态；

b、掌握金属的冶炼原理和冶炼方法；

c、了解钢铁及铝的冶炼原理及设备；

（2）、过程与方法：

通过展示图片和生活中的经验，探究工业生产钢铁和铝冶炼的过程和方法，以及所涉及的化学原理。

（3）、情感态度与价值观

通过本节课的学习，培养学生热爱自然，热爱化学，用化学改变生活的情感。

3、重难点分析

钢铁和铝的冶炼原理

二、教学方法分析 工业生产的生铁冶炼原理是初中和高一已经学习过得知识，教学过程中采用回顾和思考讨论的模式进行学习，

铝的冶炼和钢的冶炼原理通过已经学过得知识归纳总结得出。

工业生产中所涉及的工艺流程和重要设备，对学生来说比较陌生，在授课时采用图片和讲解的形式加深理解。