课题3　金属资源的利用和保护名师教学设计2

课题3 金属资源的利用和保护

授课时间； 授课人；

【教学目标】

（一）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。

3、了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。

4、知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。

（二）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。

（三）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。

3、逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。

4、树立为社会的进步而学习化学的志向。

【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。

3、铁锈蚀的条件及其防护。

4、合理利用金属资源的意识。

【教学难点】

1、对铁锈蚀条件及其防护措施的初步探究。

2、有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

【教学方法】

1

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。

【课时安排】

23课时

第一课时：金属资源概况及铁的冶炼

第二课时：和有关杂质问题的计算。

第三课时：铁制品锈蚀条件的探究及金属资源的保护。

【教学过程】

师

生

明确学习目标：本课要学习1、

设计意图

目标导学

第

一

课

时

课前小测7分钟

1分钟

引入：自然界中有哪些金属资源，是可再生还是不可再生资源？

导出本课学习要达到的目标：P20 板书课题3金属资源的利用和保护

自然界中的金属资源

了解金属存在的方式。

5分钟

了解：含有矿物的岩石称为矿石。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。。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。

2

一、

铁的冶炼

了解炼铁的历史

（过渡）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，以提取数亿吨计的金属。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。

17分钟

（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—19(我国古代炼铁图)]

[引导学生观看图8—20(上海宝山钢铁公司炼铁高炉)和图8—21(为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票)]

（过渡）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。

（启发）比较Fe2O3与Fe的组成差异，设想用什么方法或试剂去完成铁的冶炼。

但考虑到经济效益等原因，我们一般选用C或CO。

学生阅读

学生思考

了解炼铁的原理

3

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

视频：（演示实验8—3一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。

（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。

（投影展示如下图的炼铁高炉结构。另，若有条件，最好能播放工业生产中冶炼铁的录像，或参观钢铁厂）

学生练***

学生观看视频

从安全角度思考：先通气体后加热

从环保思考：尾气处理

从反应条件：高温、粉碎

从检验角度：

开始反应：石灰水变浑浊

反应结束：澄清石灰水不再变浑浊。

冷却后再倒出原因是防止热的铁与空气接触再次氧化。

红变黑：氧化铁被转化成铁粉。

10分：

小结：炼铁的原理

练习：1、4 作业：练习册P94_95 第二课时：

课前小测：9分钟

1分钟

学生练习，了解炼铁原理

结合碳和一氧化碳的化学性质了解金属的提炼方法。

新旧知识联系

4

目标导学

（过渡）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）二、有关杂质问题的计算

15分钟

学生审题

与教师共同分析题目信息

学生共同练习计算格式

有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

（投影例题）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。

（学生活动）

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 2×56

800t x

列式略

x=560t。

折合为含铁96％的生铁的质量为

560t÷96％=583t。

5

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。

或：

解：设理论上可炼出含铁96％的生铁的质量为x。

Fe2O3＋3CO==== 2Fe＋3CO2

160 2×56

1000t×80％ x·96％

列式略，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。

（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。

20分钟

学生课堂练习。

小结并练习：P21 5、6 作业：练习册P98

第三课时：金属资源保护

课前小测：7分钟

P20

：3、4了解本课要学习的内容

5分钟

设问引入：

(1)金属大量腐蚀使冶炼金属的成本提高。

比如说既消耗能源，又浪费矿物，还可能产生大量的废气危害人类健康。

(2)使金属制品的寿命缩短。

(3)作为量器，将影响到其精确度。

(4)若高科技领目标导学

（资料）

资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20％～40％。

提问：1．金属腐蚀可给我们带来哪些危害？

2．金属资源短缺对人类社会的发展

6

意味着什么？

域所用金属制品锈蚀，如在火箭上，将会失之毫厘，谬以千里，其带来的损失不可估量。

(5)金属制品锈蚀，会影响其美观程度。

15分钟

学生交流实验方案和实验结果）

学生设计的方案大约有以下几种：

(1)、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(生金属的腐蚀和防护

板书）1．金属的腐蚀和防护

金属腐蚀是需要条件的，如要有能够发生反应的物质，反应物要能相互接触、生成物不会对反应起阻碍作用等等。只要我们知道了金属腐蚀的条件，就能知道如何防止金属制品腐蚀。

（活动探究） (1)铁制品锈蚀条件的探究

现有洁净无锈的铁钉、试管、稀硫酸(或醋酸)、食盐水、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验比较铁钉在不同环境中的锈蚀速度。

注：此实验在约一周前已给学生布置。

7

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。

实验结果：铁钉锈蚀铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与的快慢顺序为①>②>③>④>⑤。

空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。

在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀。酸和氯化钠能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀。

（问）为什么方案④中的铁钉比方案③中的铁钉锈得慢呢？

因为煮沸过的蒸馏水中氧气极少。

10分钟

（讨论）了解了铁制品锈蚀的条件，我们应该采取什么措施来防止铁制品的生锈呢？

（交流讨论结果）

如：1．铁制品放置时要远离酸性环境，尽量放置在干燥的环境中。

2．在铁制品外面穿一层保护衣，如可涂上隔绝空气的油脂、涂油漆、镀上一层耐腐蚀的其他金属、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等等。

3．一发现铁制品有锈蚀，就马上处理，以防止其继续蔓延。

8

……

（总结并板书）①把铁制品放在非酸性的干燥环境中。②为其穿一层耐腐蚀的外衣。

（讨论）自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？

（讨论并回答）刷漆、涂油脂、镀其他金属等。

5分钟

（过渡）上面我们讨论了铁制品的腐蚀和防护。对于金属资源，除了采取防止金属腐蚀的措施外，还可以通过什么途径来使金属资源得到保护呢？

（启发）废品收购站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属？

回收它们是为了对它们进行再利用。金属的回收和利用是保护金属资源的又一有效途径。

（讨论）废弃金属的回收有什么意义？

可能的观点有：

1．可节约金属资源。

2．由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源。

3．降低金属制品的生产成本，可方便人们得到物美价廉的金属制品。

4．可减少重金属对水体和土壤的污染。

9

（讨论）你还知道保护金属资源的其他途径吗？

（讨论并回答）合理开采矿物，可避免乱采矿所引起的金属资源的浪费；寻找金属的代用品也可使金属资源得到保护；进一步研究金属的结构和性质，使各种金都能最大限度地得以运用。……

（小结）本节课我们主要探究了铁制品腐蚀和防护，同时讨论了金属资源的保护问题。

3分钟

练习：P21 2、3 作业：练习册P94_95 板书：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

三、有关杂质问题的计算

四、金属资源保护

1、铁生锈的条件

2、铁的防锈方法

3、金属资源保护

10