课题3　金属资源的利用和保护教案公开课一等奖

课题3

金属资源的利用和保护教学设计

学情分析

学生对本节课来说是比较熟悉的，生活中也有许多学生感兴趣的学习素材，在前面的学习中，学生对金属材料和金属的化学性质等知识已经有了一定的了解，合理引导学生复习已有知识，利用旧知识学习新知识，使学生构建补充完整的知识框架。

教学目标：

一、知识与技能

1知道一些常见的金属如铁、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

3了解防止金属生锈的简单方法，知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性

二、过程与方法

1通过阅读资料、讨论交流等具体探究活动培养学生的良好学习习惯和学习方法

2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通过对我国古代练铁的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴、社会进步学习化学的志向，使学生体会学习化学的价值

2保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲，培养学习化学的兴趣，树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念

教学重点、难点：

一、重点：

1了解从常见铁矿石中提炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算

2了解金属锈蚀的条件和金属资源的保护方法，激发学生的探究欲

二、难点：

1冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算

2如何使学生解决生活中金属锈蚀的问题。

教学方法：

实验探究，讲练结合，多媒体

课前准备：

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、探究铁生锈条件实验模拟演示，金属腐蚀图片及防止金属腐蚀的图片等）

教学过程

[设疑引入课题] 由前面的学习我们知道，金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。金属资源是不是取之不尽用之不竭的呢？我们今天就来学习金属资源的利用和保护。

[投影展示]：

由图片我们知道除少数不活泼的金属如金、银以单质形式存在外，大多数金属在自然界中都以化合物形式存在，从化合态的金属制出金属单质就是金属的冶炼，而用来提炼金属的矿物就是矿石。我们也知道世界上产量最大的金属是铁，那么铁是如何从铁矿石中冶炼出来的呢？

[投影展示]：

1．常见的一些矿石的图片。

2．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。

[设问] 人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢？

[学生讨论]教师可引导学生从金属冶炼的一般条件、生成物的证明、尾气的处理等角度进行考虑。如根据经验学生可判断出金属冶炼的一般条件是高温；根据以前所学知识学生可想象到用澄清石灰水验证CO2；用磁铁验证铁的生成；CO有毒，尾气应处理等。

[课件展示实验装置]：

(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

[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实验相同，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。

[课件展示] 高炉炼铁的装置。

[过渡]上面这两种方法都是炼铁的原理，都是纯净物之间的反应，但在实际生产中，所用的原料和产物一般都含有杂质。例如：炼铁时用到的赤铁矿除了含有Fe2O3外还有杂质，而炼出的产物生铁除了含有Fe外还有其它物质。下面我们就一起学习有关杂质的计算问题。

[幻灯片展示例题]：

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。

[投影给出正确解法]：

[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料相当于年产量的20％～40％。

资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示

[讨论

]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？

[总结]由大家刚才的讨论可知，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

[幻灯片展示实验] 现有洁净无锈的铁钉、试管、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。

[学生交流实验方案和实验结果] 根据以上实验，教师引导学生得出导致铁钉锈蚀的因素。

[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。

[设问]铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？

[学生看书后回答]不能。

[讲解]铁锈是一种疏松多孔的物质，具有吸水性，它能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。而铝被氧化后生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止里面的铝继续被氧化。

[教师启发]铁制品的锈蚀是需要具备一定条件的。如果破坏铁制品锈蚀的条件，使它们不再具备锈蚀的基础，就能防止铁制品锈蚀。

[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？

[学生讨论并回答]刷漆、涂油脂、镀其他金属等。

[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？

[讨论]你还知道保护金属资源的其他途径吗？

[学生讨论并回答]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，使各种金属都能最大限度地得以运用。

[讲解]金属资源不可再生，我国随着经济的不断发展，金属资源呈日益短缺之势，故保护金属资源人人有责。希望大家能从身边做起，从自己做起，也希望大家能好好学习，且能在将来利用你的智慧找出更多的金属代用品，从而使我们的未来不再为金属资源的匮乏而发愁。

[小结]本节课我们主要探究了铁的冶炼原理，金属的腐蚀和防护，同时讨论了金属资源的保护问题

练习：

1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（

）

（A）在干燥的空气中（B）在潮湿的空气中

（C）部分浸入食盐水中（D）浸没在植物油中

2、下列做法能防止铁制品生锈的是（

）

A、自行车脏了用清水冲洗

B、用废酸液冲洗铁制污水管道

C、在铁制篮球架上刷一层油漆

D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干

3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是

(

) A

回收利用电池外壳的金属材料

B

防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染

C

减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀

D

回收利用电池中的石墨电极

4、（1）下列家庭生活垃圾：①废旧书刊报纸

②废电池

③废弃橡胶、塑料制品

④易拉罐饮料瓶

⑤废弃电线

⑥破旧铁锅、铝壶

⑦变质剩饭菜

⑧瓜皮果壳

⑨废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有＿＿＿＿＿＿＿＿。回收利用与保护金属资源的相关联的是＿＿＿＿＿＿。

（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议:

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

教学反思：

本节课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。通过设置了一个悬念：钢铁是怎样炼成的？激发了学生的求知欲望。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。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。由一个简单的设问和一个具体的数字，将学生的思维带入了金属资源的保护中来。让学生清楚地认识到金属资源的保护的重要性。学完本课题，让学生有时间再整理本课题内容，使知识形成脉络。在完成作业的过程中，让学生用辩证的观点看待金属资源：提高学生的资源意识。同时利用金属资源的回收提高学生的环保意识，使学生积极投入到金属回收的活动中去。从防锈方法的确定，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。但由于本节课内容较多，时间有限，导致一些学生不能真正理解，对某些知识存在疑惑，还有由于学生自己做的铁生锈的探究实验，由于缺乏正确的引导，材料的选择，时间的把握等方面存在不同的差异，导致实验现象和结果不同，给学生带来不一样的认识，今后的教学中要着重注意这些。

板书设计：

课题3

金属资源的利用和保护

一、铁的冶炼

1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气

2.设备：高炉

高温

3.原理：3CO+Fe2O3 ==== 2Fe+3CO2

4.焦炭的作用：

高温

提供热量：

C+O2===CO2

高温

生成还原剂：CO2+ C ====

2CO 二、金属资源的保护

（一）金属的腐蚀和防护

1.铁生锈的条件：O2和H2O 2.防止铁生锈的方法

（二）金属资源的保护

①防锈蚀；②回收利用③合理开采；

④寻找代用品