课题3　金属资源的利用和保护教学设计及教案分析

金属资源的利用和保护教学设计

第一课时

炼铁的原理 含杂质物质的有关计算

教学目标：

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。

过程与方法：

通过观察、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。

情感态度与价值观：

通过对我国古代炼铁和现在我国钢铁产业的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情和自豪感。

教学重点：

1、

铁的冶炼和反应原理。

2、

化学方程式中有关含杂质的计算。

教学难点：

实验室模拟炼铁的有关问题。

教学过程：

情境导入：

由前面的学习我们知道，金属是重要的材料，人类的生产和生活都离不开金属。由于地球上的金属资源是有限的，所以我们需要对金属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

第一课时

炼铁的原理 含杂质物质的有关计算

讲授新课

地球上存在着丰富的矿产资源，矿产资源的利用对一个国家的工业发展有着十分重要的作用。金属资源就属于矿产资源的一个重要的分支。我们先来了解一下金属资源的概况。

知识点一：

金属资源的概况

[板书]一、金属资源的概况

【自主学习】

阅读课本第14—15页的有关内容，完成下列问题：

1.

地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如金、银等以____________形式存在外，其余都以_____________形式存在。

2.

金属元素在地壳中含量最多的是_____________，其次是________________。

3.

常见的金属矿石有：赤铁矿，主要成分的化学式为_____________；磁铁矿，主要成分的化学式为______________；菱铁矿，主要成分的化学式为_____________，铝土矿，主要成分的化学式为__________________。

【多媒体展示】部分常见矿石的图片，联系实际对比归纳。老师归纳总结。

【合作探究】

问题：铁矿石有多种，在炼铁时常用磁铁矿或赤铁矿，而很少用黄铁矿或菱铁矿，为什么？

答：黄铁矿含铁量低，并且含有对环境有害的元素________，在冶炼过程中会产生有毒气体_________________，污染环境，因此黄铜矿不宜炼铁；菱铁矿中铁元素的质量分数________磁铁矿和赤铁矿中铁元素的质量分数，所以工业炼铁最后选择磁铁矿和赤铁矿。

师：选择铁矿石时，第一注意对环境污染小，第二，含铁量高。

【跟踪训练】

1、用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是（ ）

A 辉铜矿（主要成分Cu2S） B 赤铁矿（主要成分Fe2O3）

C 磁铁矿（主要成分Fe3O4） D 铝土矿（主要成分Al2O3）

引导学生关注矿石组成元素。

知识点二：铁的冶炼

[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。我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。[引导学生观看图8—22(上海宝山钢铁公司炼铁高炉)和图8—19(为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票)]我们已经知道了提取量最大的是铁，那么铁是如何从铁矿石中冶炼出来的呢？

引导学生观看图8—18(我国古代炼铁图)，了解我国炼铁的悠久历史，知道我们钢铁工业的迅速发展。

【自主学习】

阅读教材第15—16页的有关内容，观看视频，完成下列问题：

1、

炼铁的原理：________________________________ 2、

实验室炼铁（一氧化铁还原氧化铁的实验）的步骤：

⑴实验装置：

⑵实验步骤：（一通、二点、三灭、四停、五处理）

①检查装置的气密性。

②装入药品并固定仪器。

③点燃酒精灯B。

④向试管中通入CO。

⑤点燃酒精喷灯A。

⑥反应完成后熄灭酒精喷灯A。

⑦试管冷却到室温后停止通入CO。

⑧处理尾气，熄灭酒精灯B。

⑶实验现象：玻璃管中________色粉末逐渐变为_______色；生成的气体能使澄清石灰水_____________；尾气燃烧并产生________色火焰。

⑷尾气处理方法：点燃或收集后再利用。

⑸化学方程式：

A：__________________________________________________ 试管：________________________________________________

B：___________________________________________________ 【合作探究】

实验开始要先点燃酒精灯的目的是除尾气防止污染______；然后再通入一氧化碳的目的是排净玻璃管中的______________，防止加热时发生_____________；实验中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是____________________________。

【总结归纳】

该实验是实验室模拟炼铁过程，实验中红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，生成了铁和二氧化碳。处理尾气CO的酒精灯要先点燃，最后熄灭。以防止有毒的CO逸散到空气中污染空气。

3、

工业炼铁

⑴ 原料：铁矿石、________________、_________________和空气。

⑵ 主要设备：___________________。

⑶ 基本原理：在高温条件下，利用炉内反应生成的_______________把铁从铁矿石中还原出来。

⑷ 高炉炼铁的主要反应是：___________________________________________________ ⑸ 石灰石的作用是将二氧化硅变为炉渣；焦炭的作用是：作为燃料、产生高温、与氧气应生成一氧化碳。焦炭在高炉中发生的两个化学反应的方程式是_________________________________________________________________。

【合作探究】

在高炉炼铁的反应中，还原剂是焦炭还是一氧化碳？

【跟踪训练】

1、工业炼铁的主要原料中，正确的一组是（ ）

①铁矿石 ②焦炭 ③一氧化碳 ④石灰石 ⑤空气

A.

①②⑤ B ①②④⑤ C ①③④⑤ D②③④

【过渡】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。

知识点三：含杂质物质的计算

我国是世界钢铁产量最大的国家，炼铁的主要原料是铁矿石。用赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）炼铁的反应原理是：_____________________________________ 例题：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？

学生思考：铁矿石、生铁、刚等物质是纯净物还是混合物？

思考含有杂质的物质如何来进行计算。

学生分组讨论，代表讲解，共同总结。

【跟踪训练】

1、某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼生铁。若要炼出1120t含铁95%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？

2、某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O3

76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？

[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。[来源:中&

【归纳小结】

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]习题5、6 【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

冶炼原理：

Fe2O3+3CO三、有关杂质问题的计算

3CO2+2Fe 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。