课题3　金属资源的利用和保护板书设计及设计说明

课题3

金属资源的利用和保护（第一课时）

[教学目标] 一、知识与技能

1．

知道常见的金属如铁、铝、铜等矿物；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。

二、过程与方法

1、通过对常见金属矿物的照片以及资料“金属资源在地壳中的含量”引入，介绍地球上及我国金属资源情况。

2、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。

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

三、情感态度与价值观

1、通过对我国古代炼铁的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。

2、把化学原理、计算和生产实际紧密结合，使学生活动成为有机整体，提高学生学习的积极性。

[教学重难点]

重点：铁的冶炼

难点：化学方程式中有关杂质问题的计算。

[教学准备]。

教师准备：收集相关材料、资料、准备演示实验8-3、课件制作

实验用品：具支试管20×15（3支）、铁架台（2）、酒精灯（2个）、防风罩一个、磁铁

浓硫酸、甲酸、澄清的石灰水等。

学生准备：课前分小组查找金属资源的有关资料：金属矿石图片、我国金属资源的分布、金属元素在地壳中的含量、金属元素在海水中的含量。

[教学过程] 一、铁的冶炼

师生活动

设计意图

[教师]地球上存在着丰富的金属资源，请同学们谈谈你们对金

属资源的认识

[教师]展示图片

[学生]展示资料

学生甲：展示收集到的金属矿石的图片。

学生乙：展示收集到的我国金属资源的分布情况。

学生丙：展示收集到的金属元素在地壳中的含量。

学生丁：展示收集到的金属元素在海水中的含量。

[教师]展示部分常见矿石的实物

如：赤铁矿（主要成分Fe2O3）、黄铁矿（主要成份FeS2）、菱让学生通过多种途径收铁矿（主要成份FeCO3）、铝土矿（主要成份Al2O3）、黄铜矿（主集资料，培养学生的资料要成份CuFeS2）、辉铜矿（主要成份Cu2S）

收集、整理和互相交流的[教师]展示图片

能力。

[小结]地球上金属资源很丰富，我国矿物储量种类齐全。在所

利用多方面的材料，激发学生的爱国热情。培养学生的民族自豪感。

[学生阅读介绍]

1．我国古代炼铁图——了解我国炼铁的悠久历史

3．

新中国成立后钢铁工业的发展——上海宝山钢铁公司炼铁

高炉；为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票。

[教师] 人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢

[演示实验]

P17页—[实验8—3]一氧化碳还原氧化铁的实验。

[教师]展示图片

步骤：把部分装置连接好，然后取5mL浓硫酸倒入，再加入

5mL的甲酸，3g

Fe2O3塞紧橡皮塞，浓硫酸和甲酸混合会放

热，反应开始。如果反应过程中温度不够再用酒精灯加热。看

到石灰水中的气泡连续均匀时，把尖嘴管的点燃，再给反就物开拓学生思维

加热。反应2~3分钟，红色粉未变黑时，用磁铁靠近试管底部。效果比较明显。

一氧化碳还原氧化铁的步骤：气—灯—灯—气。

有的金属中，含量最丰富的是铝，而提取量最大的是铁。

[教师]课件展示--铁的用途

[教师]你们知道我国是从什么时候开始生产和使用铁器的？

[学生]春秋战国时期。

分析实验现象，完成反应方程式。

介绍炼铁的原理

[教师]课件展示—我国钢铁产量变化

[小结] 1．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石。

2．炼铁原理：

3CO+Fe2O3

由设问把学生心中所思明朗化，给了学生一个明确的求知方向。

高温2Fe+3CO2 [学生] 观察实验，描述现象，思考原理，完成化学方程式

二、涉及到杂质问题的计算

[教师] 在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。

例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？

解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为

1000t×(1-20%)=800t 例2、计算多少吨铁的质量分数为96%的生铁中含铁560t？

解：生铁的质量为

560t÷96%=583t 例3、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？

[教师]形成板书

解法一、解法二

[小结]有关化学方程式的计算都是纯物质的计算，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量

[学生练习] 要炼出含杂质2%的铁3200t，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？

[板书设计] 课题3

金属资源的利用和保护（第一课时）

一．铁的冶炼

1．

原料：铁矿石、焦炭、石灰石

2．

设备：高炉

3．

原理：3CO+Fe2O3通过例题的方式，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学生活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。

在解题过程中培养学生严瑾的思路，严瑾的解题格式。培养学生严瑾的学习习惯

高温2Fe+3CO2

现象：红色变黑色，石灰水变浑浊。

二．涉及到杂质问题的计算

例题：

解一：1000t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

3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

160

2×56 800t

x

160800t=

256x

x=256800t=560t 160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，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。

解二：设理论上可以炼出铁的质量为x

3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

160

2×56

1000t×80%

96%x 1601000t800t=

25696%x2561000t800t

x==560t 16096%

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

[练习] 1、①生铁②赤铁矿③氧气④空气⑤石灰石⑥生石灰⑦无烟煤⑧焦炭。炼铁高炉中投放的基本原料是以上物质中的哪几种（

）

A、①③⑤⑦

B、②④⑥⑧

C、②④⑤⑧

D、①③⑥⑦

2、炼铁用的铁矿不仅要选用含铁量高的，还要选“有害元素”少的。常见的铁矿有：磁铁矿（主要成份Fe3O4）赤铁矿（主要成份Fe2O3）褐铁矿（主要成份2Fe2O3.3H2O）菱铁矿（主要成份FeCO3）黄铁矿（主要成份FeS2）你认为最适宜炼铁的矿石是

，理由是

。

3、某炼铁厂每天生产纯度95%的生铁70t，问该厂每天最少需用含杂质20%的赤铁矿（含Fe2O3）多少吨？

课题3金属资源的利用和保护（第二课时）

[教学目标] ●

知识与技能

1.

知道钢铁锈蚀的条件。

2.

了解防止金属锈蚀的简单方法。

●

过程与方法

课前组织有关金属的腐蚀和防护“活动与探究”内容，让学生记录实验情况以及探究结果，并从中应道学生如何由实验来分析铁生锈的条件、防锈的方法。

关于金属资源保护的教学，可以利用电教手段，使学生强烈感受矿物资源是有限的，以及保护金属资源的重要性。并结合“调查与研究”，使学生了解废旧金属回收的意义，并积极主动去做。

●

情感态度与价值观

1.

通过废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识、回收、利用废旧金属等，认识到金属资源保护的重要性。

2.

通过对矿物可供开采的年限的介绍，让学生产生金属资源的危机意识，以便于让学生懂得要保护金属资源。

[重点难点] 重点：有关金属的腐蚀和防护“活动与探究” 难点：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。

[教学准备] ●

教师准备：课件PowerPoint课件； ●

学生准备：课前预习本课题内容；提前一星期设计准备“铁钉锈蚀”实验，观察并记录铁钉锈蚀情况。收集的有关金属回收利用的一些资料。

[教学过程] 二、金属资源保护

（一）金属的腐蚀和防护

师生活动

[教师]人类每年要向自然界索取数以亿吨计金属。然而，每年因腐蚀而报废的相当于年产量的20--40！，据估计每年全世界因生锈而损失的铁就约占世界年产量的四分之一！！所以防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域的重大问题。

[学生]提前一星期设计准备铁的锈蚀条件的

“活动与探究”，完成实验报告。在课堂上回顾实验步骤，汇报实验结果：

[教师]与学生探讨设计的目的并对学生的设计给予评价。

汇总实验如下——取5枚洁净无锈的铁钉，分别放入5支试管中进行下面实验：

1.

在试管1中加入稀硫酸溶液，浸没铁钉设计意图

通过具体数字，让学生清楚地认识到金属资源保护的重要性。

分析结束后进行小结，有利于学生把握实验的关键，培养学生实验中认真、细致、严谨的实验态度。

后，倒去溶液。

2.

在试管2中加入少量氯化钠溶液，使铁钉一半浸没在溶液里。

3.

在试管3中把铁钉放在一团湿棉球上。

4.

在试管4中注满迅速冷却的蒸馏水，塞紧橡皮塞。

5.

在试管5中加入少量干燥剂（碱石灰），再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。

（注意）试管5需要事先用酒精灯进行加热。

[教师]提问：通过探究小结使铁制品发生锈蚀的主要因素有哪些？

[学生]小结：1.导致铁制品锈蚀的因素是：水和氧气同时存在；2.加速铁制品锈蚀的因素是：酸或者氯化钠。

[教师]了解铁制品锈蚀的条件才能知道如何防止铁制品锈蚀的方法，因为如果破坏铁制品锈蚀的条件就能防止铁制品的锈蚀。

[学生]讨论得出防止铁制品锈蚀的建议：保持干燥，隔绝氧气。

[教师]引导日常生活中的例子让学生讨论。

[学生]讨论分析：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取什么防锈措施？

[教师]简单介绍一些防止金属腐蚀的方法

1.“穿外衣”——加一层保护膜。

如：刷漆、涂油、电镀、烤蓝

2.“增强体质”——改变其自身的内部 结构（合金）。

如：不锈钢、不锈铁

3.改变腐蚀环境

（二）金属资源保护

[教师]金属的防腐可以有效保护金属资源。

[学生]讨论：既然金属资源丰富，为什么还要保护金属资源呢？

[教师]课件展示一些矿物可供开采的年限。和我国金属资源概况。

[学生]阅读课本总结：有效保护金属资源的途径：

１. 防止金属的腐蚀；

２. 金属的回收利用；

３. 有计划合理的开采矿物；

４. 寻找金属的代替品。

[教师]让学生汇报自己收集的有关金属回收

防锈方法的确定，可以结合第七单元学过的灭火的原理和方法，引导学生形成基本的运用知识的思路：了解反应的条件——促进或破坏反应的条件——达到某一目的。

让学生学会用辨证的观点看待金属资源：丰富与有限。提高学生的资源意识。同时利用金属资源的回收来提高学生的环保意识，使学生积极地投入到金属回收的活动中去。

利用的一些资料，如废金属回收、电子垃圾的回收、废电池回收等等。

[学生]汇报交流，积极探讨金属的回收利用。

[板书设计] 二、金属资源的保护

（一）金属的腐蚀和防护

1.实验报告：

2.铁制品锈蚀的条件：水和氧气

3.防止铁制品锈蚀的方法：保持干燥，隔绝氧气

（二）金属资源保护

有效保护金属资源的途径：

1.防止金属的腐蚀；

2.金属的回收利用；

3.有计划合理的开采矿物；

4.寻找金属的代替品；

[课堂评价练习] 一、选择题

1.据估计每年因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的1/4，下列防锈措施中不正确的是（

）

．．．①涂油②刷漆③砂纸④镀金属⑤经常用雨水冲洗⑥烤蓝

A.③⑤

B.②④⑥

C.①②④

D.①④

2.下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是（

）

A.地球上除少数不活泼金属如金、银等有单质形式存在外，其余都是以化合物形式存在

B.地球上的金属资源是取之不尽的

C.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境

D.合理开采矿物寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径

3.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢的是（

）

A.在干燥、致密、不透气的土壤中

B.在潮湿、疏松、透气的土壤中

C.在潮湿、致密、不透气的土壤中

D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中

二、简答题

4．将一根干燥的铁丝弯成如图所示的形状,并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中,放置数天后,观察铁丝A,B,C三处表面发生的变化是否相同?若有不同则三处各有什么现象?

三、实验探究题

5．小林同学发现铜制眼睛框表面出现的绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3。

［提出问题］铜是在什么条件下锈蚀的？小林对此进行了探究。

［猜想］根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、

、

共．．．．

同作用的结果。

．［设计与实验］借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如右图所示：

⑴实验较长时间后，发现

试管中的光亮铜片最先生锈（填字母编号）。

⑵从优化实验的角度考虑，A实验是多余的，它只考虑了水这个单一条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为

。

．．．．⑶D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为

；从D试管的．．．．实验中，获得的结论是

。

［评价与改进］我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可图示）

。

［反思与小结］通过铜片锈蚀条件的探究实验，我获得的启示是：

。

[资料链接] http://www.pep.com.cn

附：探究主题：铁钉的锈蚀条件

活动目标

1．

2．

3． 活动准备

（建议提前一周、分小组准备，课堂交流）

1.生活中常见的铁制品有哪些，能写一些吗？这些铁制品易生锈吗？

_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2.这些铁制品采取防锈措施了吗？防锈的效果怎么样？

_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. 从你观察和了解的情况看，铁生锈需要什么样的条件？试着设计一个实验方案验证你的设想。（文字或图示）

活动用品

试管（配橡皮塞）、铁架台、洁净的未生锈的铁钉（五根）、棉花、酒精灯、干燥剂（氧化钙或无水氯化钙）、稀硫酸或醋酸溶液、氯化钠溶液、蒸馏水；

活动过程

准备时间：

活动时间：

小组成员名单：

（一）铁钉生锈条件的探究

取5枚洁净无锈的铁钉，分别放入5支试管中，进行下面的实验(可以分小组提前在课外进行，完成后在课堂上向大家报告实验结果)。将实验观察到的现象记录在表中。

(1)、在试管①中加入稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液；

(2)在试管②中加入少量的氯化钠溶液，使铁钉的一半浸没在溶液中；

(3)在试管③中把铁钉放在一团湿棉球上；

(4)在试管④中注满迅速冷却的沸水，塞紧橡皮塞；

(5)在试管⑤中加入少量干燥剂(生石灰或无水氯化钙)，再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。

试管

①

②

③

④

⑤

立即观察

1天后

3天后

1周后

交流与小结

比较五只试管内的实验现象，第

试管内最先出现锈蚀现象。铁丝在

-----------环境下最容易生锈。

你的结论：铁生锈是铁与

和

共同作用的结果。但是在

或

的存在下锈蚀的更快。

讨论交流

1．怎样才能防止钢铁锈蚀？请说出你的看法和你所知道的各种防锈方法，跟同学们交流、讨论，然后尝试对这些方法进行分类。

2．在切过咸菜的菜刀同一面上选相近的三处进行下列实验：一处用湿棉球润湿；另一处用干布擦干；第三处用干布擦干后，涂上一层食油．放置一昼夜，观察菜刀三处表面发生的变化．

3．铁锈的存在有保护作用吗？金属表面粗糙程度对锈蚀速度有影响吗？动手试试看。与同学们交流你的结果。

4．观察你周围的金属公共设施（如车蓬、扶手、花栏、艺术雕塑等）的防锈措施，研究研究它们的成本、效果，提出你的建议。

评价反思

自我评价

关于铁的锈蚀条件的实验设计，我注重在 这些方面做了研究，通过这次活动交流，我的认识是：

我还有的疑问是：

小组评价

教师评价