《人教版化学九年级下册 第八单元 课题3 金属资源的利用和保护 教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版化学九年级下册 第八单元 课题3 金属资源的利用和保护 教案（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题3金属资源的利用和保护第课时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.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.1.增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲.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.2.逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念.树立为社会的进步而学习化学的志向.【重点】1.铁的冶炼.2.有关化学方程式计算中含杂质物质的计算.【难点】有关化学方程式计算中含杂质物质的计算.【教师
2、准备】矿石样品(重晶石、赤铁矿石等);金、银戒指;镊子;酒精灯;火柴等.一氧化碳还原氧化铁的视频和相关图片等.【学生准备】课前预习本课时内容;收集我国钢铁厂的简介材料.导入一:【展示】如图表示金属活动性顺序中铜、铁和铝被人类大规模开发、利用的大致年限.【提问】为什么铜的开发使用比铁和铝早数千年?金属被大规模开发、利用主要和金属的哪些性质和特点有关?钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在,而是以化合物形式存在于各种矿物之中?导入二:【展示图片】为纪念2019年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票.自然界以单质形式存在的金、银.【设问】我们知道自然界中只有金、银等少数金属以单质形式存在,大部分
3、的金属是以化合物形式存在的,那么我们在生产、生活中用到最多的金属铁是怎样炼成的?导入三:【展示】钢铁是怎样炼成的是前苏联作家尼古拉奥斯特洛夫斯基所著的一部长篇小说.有一名钢铁厂的工人误把这本书当成介绍钢铁是怎样炼成的科技书籍.【提疑】你知道钢铁是怎样炼成的吗?钢铁是由哪些元素组成的呢?一、金属资源概况过渡语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.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.思路一【引入】不同种类的金属在地壳中的含量并不相同.它们在地壳中呈怎
4、样的分布趋势呢? 请大家观察和阅读关于“金属元素在地壳中的含量”的资料.元素名称质量分数/%铝7.73铁4.75钙3.45钠2.74钾2.47镁2.00锌0.008铜0.007银0.00001金0.0000005【展示】教材有关金属资源的图片.【提问】人类目前普遍使用的金属有哪些?【回答】铁、铝、铜等.【追问】这是否和它们在地壳中的含量有一定的关系呢?【学生】肯定有!因为铝、铁在地壳中的含量是所有金属中最多的.【疑惑】铜在地壳中的含量远小于铁和铝,为什么也普遍使用于我们的日常生活和工农业生产中呢?(可让学生讨论、各抒己见)【总结】这主要与铜的性质和铜的提炼成本有关.【追问】那么,自然界含铁、铝
5、、铜的矿石主要有哪些呢?它们的主要成分是什么?【展示】常见的金属矿石的图片.【学生】含铁的矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、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).【承接】我国的金属矿物分布怎么样?【回答】矿物种类齐全,矿物储量丰富,其中钨、钼、钛、锑等储量居世界前列,铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位.【补充】虽说我国矿物种类比较齐全、矿物储量比较丰富,但由于多种因素的影响,我国主要矿产品进口量呈逐年上升趋势.随着我国经济高速发展,
6、对矿产资源需求增长很快,主要矿产资源短缺的态势日益明显.如果地质勘探无重大突破,21世纪初,我国矿产资源将出现全面紧缺的局面.设计意图激发学生探究大自然和学习新知识的兴趣.对学生进行爱国主义教育,激发学生热爱祖国的情感.思路二教师活动学生活动设计意图【讲解】(针对导入一)金属被大规模开发、利用主要和金属的活动性有关,活动性弱的金属以单质形式存在,易被开发和利用,活泼金属一般以化合物形式存在,有的还比较难冶炼;其次是与该金属在地壳中的含量有关,含量越大,越容易被发现利用.【引入】引导学生复习金属活动性顺序.【提出问题】金属活动性有强弱之分,那它们在自然界中是以什么样的形式存在的?【过渡陈述】金属
7、在人类日常生活中应用广泛,人们是如何从自然界中得到金属的?【思考讨论】学生回忆已学知识,教师指定23名叙述说出常见金属的活动性顺序.并指出金属元素的存在形式.【学生思考并回答】以单质或化合物的形式存在.【教师引导学生分析原因】活动性强的金属易和其他物质发生化学反应,以化合物形式存在;活动性弱的金属不易与其他物质发生反应,以单质形式存在.复习巩固已学知识.创设问题情境,实施启发式教学.过渡铺垫,不让学生感到突兀.【分析】地球上金属资源概况(广泛存在于地壳和海洋中).元素名称质量分数/%铝7.73铁4.75钙3.45钠2.74钾2.47镁2.00锌0.008铜0.007银0.00001金0.000
8、0005分析金属元素在地壳中的含量.【教师陈述】我国的矿物种类比较齐全,储量也丰富.指导阅读教材1415页有关内容.【活动】教师展示金属元素在地壳中含量的表格;学生认真观看并聆听.【展示】多媒体课件展示图片,学生认识以单质形式存在的金属和几种常见的矿石.激发学生探究大自然和学习新知识的兴趣.加强学生阅读和总结的能力.二、铁的冶炼过渡语现在,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.思路一【引入】早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器
9、,从公元1世纪起,铁便成了一种最主要的金属材料.【展示】我国古代炼铁图:【讲解】钢的主要成分就是铁.钢和铁有着非常广泛和重要的应用,它们在某种程度上代表了一个国家工业发展的水平.新中国成立后,我国的钢铁工业得到了飞速的发展.1949年,我国的钢产量只有15.8万吨,居世界第26位;2019年,我国的钢产量首次突破1亿吨,居世界前列.【展示】上海宝山钢铁公司炼铁高炉和为纪念2019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.过渡语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F
10、e的组成差异,设想用什么方法或试剂去完成铁的冶炼.【学生讨论】Fe2O3与Fe在组成上只相差一种元素,即氧元素.要使Fe2O3变为铁关键是使Fe2O3失去“O”.可能的方案有:1.加热使Fe2O3发生分解反应.2.找寻一种物质使其主动夺取Fe2O3中的“O”.【评价】引导学生对以上方案进行评价,方案1要使Fe2O3分解,需较高的温度;又因为铁在高温下易与空气中的氧气反应,要使Fe2O3分解成功,还需在非空气氛围中进行,这样成本太高.方案2比较切实可行,但选用什么样的物质才能使Fe2O3失去“O”呢?【教师引导】我们可以从以前接触过的一些物质中,寻找适合这种条件的物质.请大家回忆、思考并讨论.【
11、学生讨论】结论:H2、C、CO等都符合条件.【教师总结】事实上,这些物质都可把Fe2O3中的“O”夺走,但考虑到经济效益等原因,我们一般选用C或CO.【教师】请大家写出以CO和Fe2O3为反应物冶铁的化学方程式.【学生板书】Fe2O3+3CO3CO2+2Fe【教师引导】请大家利用自己的智慧,设计一个模拟铁的冶炼过程的化学实验,并最好能验证其生成产物.【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.【演示实验】一氧
12、化碳还原氧化铁的实验:【点拨】(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,需待玻璃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引,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.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,利用反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来.思路二教师活动学生活动设计意图【过渡】如果你是炼铁厂的厂长,你会选择哪种铁矿石?【展示】见教材第15页图8-17.
13、【讨论】我们学过的还原剂有碳、一氧化碳等,选择哪种还原剂呢?炼铁的设备是什么?在炼铁时主要发生了哪些化学反应?【归纳板书】1.主要原理:3CO+Fe2O32Fe+3CO22.原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气3.设备:高炉【学生思考、讨论】选择含铁量高,容易冶炼、含杂质少的铁矿石.【思考、讨论】选择碳、氢气、一氧化碳中的哪种物质做还原剂.【讨论】观察图片,思考、讨论高炉内发生的化学反应,并写出化学方程式.【板演】C+O2CO2CO2+C2COFe2O3+3CO2Fe+3CO2培养学生观察、阅读、交流、解决问题的能力.【展示】一氧化碳还原氧化铁的图片,或者播放视频“一氧化碳还原氧化铁”.【提出问题
14、】在实验过程中应注意哪些安全事项?【交流讨论】学生观看图片或视频.讨论在实验中的注意事项.1.先通CO,再加热,目的是将玻璃管中的空气排尽,防止CO发生爆炸.2.实验完毕后,先停止加热,继续通CO至冷却,目的是防止铁被氧化及石灰水倒吸.3.用酒精灯点燃尾气的作用是:防止一氧化碳污染空气.培养学生的环保意识、安全意识.【设计活动】在实验过程中发生了几个化学反应,写出化学方程式.【学生讨论、交流】书写化学方程式.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2CO2+Ca(OH) 2CaCO3+H2O2CO+O22CO2体会科学的方法在实验中的作用.【讨论交流】引导学生分析比较工业炼铁和实验室炼铁有什么不同.【
15、学生讨论后回答】1.产物不同.工业炼铁得到的是生铁,实验室炼铁得到的是纯铁.2.设备不同.工业炼铁的设备是高炉,实验室用玻璃管.3.温度不同.高炉内温度高,玻璃管内温度较低.4.对环境影响不同.高炉炼铁对环境影响大,实验室炼铁对环境影响小.5.操作难易程度不同.高炉炼铁工艺复杂,实验室炼铁操作简单.等等.培养学生分析问题的能力.体会到化工生产与实验室生产的不同.三、有关杂质问题的计算思路一过渡语实际生产过程中,所有的原料或产物如铁矿石、生铁等一般都含有杂质,故在计算用料和产量时就不可能不考虑杂质问题.如果你是钢铁厂的工程师,你会如何计算原料和产物的量呢?【展示】例题:用1000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨?【分析】本题是有关
