课题3　金属资源的利用和保护优质课教案整理

课题3 金属资源的保护和利用

作者：梁桂婵 审稿：曾艳虹 一、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的计算；

（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。

2.过程与方法：

（1）通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动获取信息；

（2）运用比较、分析、联想、分类等方法对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）保持和增强对生活和自然界中化学现象的好奇心与探究欲；

（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）增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴,为社会进步而学习化学的志向。

体会学习化学的价值。

教学重点： 1.常见铁矿石提炼铁的原理；

2.有关化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物的计算；

3.金属锈蚀的条件和及其防护方法；

4.合理利用金属资源的意识。

教学难点：

1. 有关化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物的计算；

2.对金属锈蚀条件及其防护措施的初步探究。

1

二、教材分析：

本课题涉及面广，从地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算、金属的腐蚀和防护，到金属资源的保护等，既有知识、技能方面的内容，又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。

本课题由常见金属矿物的照片以及资料“金属元素在地壳中的含量”表引入，简单介绍了地球上及我国的金属资源情况。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属，而其中冶炼量最大的是铁。因而“铁的冶炼”是本课题教学的重点。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外，主要是通过实验，说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理，并结合炼铁的实际情况，以例题的方式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。这样，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学习活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。

“金属资源的保护”重点在于有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究”内容。该活动与探究内容包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论、对结论进行应用等多个步骤，对培养学生的创新精神和解决实际问题的能力具有较大的价值。同时利用教材中一些矿物可供开采的年限，形象地说明金属矿物资源是有限的，以及金属资源保护的重要性。教材还简要地介绍了废旧金属的回收利用、合理开采矿物等保护金属资源的措施。

三、教学设计思路：

1．通过阅读课本的图表资料，认识金属的存在形式和含量；通过多媒体了解铁的冶炼原理；通过观察老师演示实验和自己动手进行活动探究，学会对获得的事实进行对比分析归纳，得出结论。

2．通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动，联系生活实际，

学会运用所学的知识原理去解释或解决生活中的实际问题。

教具准备：

教师：多媒体课件（内容为常见矿石的图片、我国钢铁冶炼厂的简介、一氧化碳还原氧化铁的实验模拟演示、有关化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物的计算的例题讲解等），生锈的铁锁、因锈蚀穿孔的铜壶、长期未用的菜刀、几段生锈的铁丝、不能用的水龙头等。

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学生：课外收集的我国钢铁厂情况简介材料；在一周前做好的铁钉锈蚀条件探究的对比实验。

课时安排：2课时

第一课时：金属资源概况、铁的冶炼和有关杂质问题的计算；

第二课时: 铁制品锈蚀条件的探究及金属资源的保护。

四、教学设计：

第一课时 （1）知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将教 学目 标

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的计算；

1.常见铁矿石提炼铁的原理；

2.有关化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物的计算；

有关化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物的计算；

多媒体课件

重 点

难 点

教 具

[引言]由前面的学习我们知道，金属是一类重要的材料，人类的生活和生教

学

过

程

设

计

产都离不开金属。由于地球上的金属资源是有限的，故我们需要对其进行合理的利用和有效的保护。

[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、银等有单质存在外，其余都以化合物存在。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。

[多媒体投影]课本图8-16，8-17，8-18等有关金属资源的图片、课本P15“金属元素在地壳中的含量”的资料 [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？

[学生讨论并汇报结果] [追问]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

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是什么？

[投影]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）。

[学生阅读课本有关内容] 我国的金属矿物分布

[投影补充]我国矿物种类与数量

[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，以提取数以吨级的金属。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，我们就来学习有关冶铁的知识。

[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。

[学生阅读]图8-19（我国古代炼铁图）、图8-20（上海宝山钢铁公司炼铁高炉）、图8-21（为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票） [介绍]我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。

[过渡]铁矿石是怎样练成铁的呢？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。工业上我们一般选用C或CO来完成铁的冶炼。请大家写出以CO还原Fe2O3的化学方程式。

[板书]铁的冶炼： [学生板书] Fe2O3+3CO === 3CO2+2Fe [投影（或演示实验8-3）] 一氧化碳还原氧化铁的实验

[说明反应的注意事项]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。

[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试验相同，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。工业上炼铁是，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高温

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化碳把铁从铁矿石中还原出来。

[播放工业生产中冶炼铁的录像] [投影]如右图的高炉结构

[过渡]在冶铁的试剂生产过程中，所用的原料或产物一般含有杂质，故在用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

[投影例题]1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可练出含铁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] [投影学生的解题方法，分析正误] 解：1000t赤铁矿石中含铁质量为：1000t×80%=800t 设800t氧化铁理论上可以练出铁的质量为ｘ。

高温

Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe

160 2×56 800t ｘ

160 800t 2×56 ｘ

ｘ=2×56×800t/160=560t 折合成含铁96%的生铁质量为560t÷96%=583t 答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可练出含铁96%的生铁583t。

或：

解：设理论上可以练出含铁96%的生铁的质量为。

高温

Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe

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160 2×56 1000t×80% ｘ*96% 160 1000t×80% 2×56 ｘ×96% ｘ=583t 答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可练出含铁96%的生铁583t。

[课堂练习]习题4 [对练习中出现的错误进行分析和纠正] [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。

[布置作业]课本P22习题3、4、5

学习指导P102--103 课题3 金属资源的利用和保护

板

书

一、金属资源概况

二、铁的冶炼

高温

Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe 三、有关杂质问题的计算

化学方程式表示的是纯净物质之间的数量比，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。

后

记

【学案】

第1课时

1．阅读课本P15图8-16、图8-17、图8-18，展示矿石样品，归纳结论：

1) 大多数的金属以 形式存在，少数很不活泼的金属以 形式存在。

6

2) 地壳中含量最多的金属元素是 、其次是 。

3）常用于炼铁的矿石是 。

2.多媒体：高炉炼铁铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，如右图。把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在图中的B区产生气体，A区生产铁。

1）写出B区产生气体的所有化学方程式：

2）写出A区生产铁的反应的化学方程式：

3．多媒体演示：一氧化碳对氧化铁的还原实验

实验目的

探究CO对Fe2O3的还原

实验操作

在硬质大试管中加入少量红色的氧化铁粉末，先通一氧化碳，然后加热

实验装置

实验现象

结论及化

学方程式

4．实际生产中所用的原料或产物一般都含有含有杂质，在计算用料和产量

时应考虑到杂质问题：

纯物质的质量 = 例1 用1000 t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t ?

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例2 某钢铁厂每天需消耗5000t含杂质20％的赤铁矿石，则该厂理论上可以日产含Fe 98％的生铁多少t?

第2课时

教 学目 标

1.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法；

2.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。

1.金属锈蚀的条件和及其防护方法；

2.合理利用金属资源的意识。

重 点

难 点

对金属锈蚀条件及其防护措施的初步探究。

教 具

1.多媒体课件；2.在一周前做好的铁钉锈蚀条件探究的对比实验。

[展示投影资料] 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教

学

过

程

设

计

料相当于年产量的20%～40%。

资料二：（课本图8-25）一些矿物可供开采的年限图（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回收利用）。

[议一议]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意味着什么？

[学生分组讨论，并交流讨论结果] [总结]金属腐蚀和金属资源短缺对人类是严峻的挑战。

[引入]因此，保护金属资源也就成了目前我们所面临的重大问题。

[板书]四.金属的腐蚀和保护

[讲解]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。

[过渡]下面，就让我们以生活中最常见的铁制品为例来探究铁制品的锈蚀条件及防锈措施。

[板书]1、铁制品锈蚀条件的探究

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[学生展示一周前完成的铁钉锈蚀条件探究实验] [根据实验结果，引导学生得出铁钉锈蚀的主要因素] [讲解]铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁锈的主要成分是Fe2O3·ｘH2O。

[学生阅读课本后回答相关问题] [过渡]了解了铁制品的锈蚀条件，我们应该采取什么措施来防止铁制品的生锈？

[板书]2、铁制品的防锈措施

[学生讨论并交流讨论结果] [教师总结并板书]①把铁制品放在干燥环境中。②隔绝空气。

[学生讨论]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？

[学生交流结果] [讨论]废品回收站为什么要收购废铁、废铜和易拉罐等金属？

废弃金属的回收有什么意义？

你还知道保护金属资源的其他途径吗？

[板书]3.金属资源的保护

[学生讨论并交流讨论结果] [总结并板书]（1）防止金属锈蚀（2）回收和利用废旧金属（3）合理开采矿物

（4）寻找金属代用品（5）物尽其用

[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。

[布置作业] 学习指导P104--105 四、金属的腐蚀和保护

板

书

1、铁制品锈蚀条件的探究

2、铁制品的防锈措施：

（1）把铁制品放在干燥环境中；（2）隔绝空气。

3.金属资源的保护：

（1）防止金属锈蚀

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（2）回收和利用废旧金属

（3）合理开采矿物

（4）寻找金属代用品

（5）物尽其用

后

记

【学案】金属的腐蚀

实验探究：铁生锈的条件探究（约一周前准备）

实验目的：通过实验探究铁制品锈蚀的条件

实验操作

A

B

实验现象

实验分析：

实验对象

影响因素（空影响因素（水）

是否生锈

气）

A B C 实验结论：

对防止铁制品锈蚀的建议：

。

结论

C

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实际应用：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，

分别采用了什么防锈措施？

。

2．金属资源的保护

阅读课本P20图8-25，你想到什么？

矿物储量有限且不能再生，因此，我们要保护金属资源，其中有效的途径是：

1） ； 2） ；

3） ； 4） ；

5） 。

五、教学反思

本课题的知识内容学生较为熟悉，而且运用丰富的素材引导学生感知、熟悉学习的对象，从生活经验出发，引出课题，激发了学生的兴趣。一氧化碳还原氧化铁的模拟实验演示，高炉的结构更有助于学生了解铁的冶炼，而且在第六单元学生已学过一氧化碳还原氧化铜的实验，因此一氧化碳还原氧化铁的问题讨论学生也接受较好。而“铁为什么生锈、在什么条件下易生锈”并没有由老师包办代替，也没有直接给出相关的结论，而是通过让学生提前一周利用课余时间自己找伙伴共同去探究、发现，学生在实验进行的过程中，总是惦记着实验的现象，总是抽空去看一下有没有新的现象产生，最后在课堂上汇总，让学生通过思维的相互碰撞与激发，在整个教学过程中体现了学生“从生活走向化学，从化学走向社会”的理念。学生在这个过程中既获得了知识又体验了知识的获得过程，在不断的尝试、探索中感受和理解知识发生发展的过程，学生的探究能力、创新精神都得到了培养，从而感受到了“身边处处有化学”。如何防止铁生锈的教学也就水到渠成了。

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