九年级化学下册人教版8.3-1金属资源的利用和保护 第1课时 教学设计
2023-12-24 17:45:41 学考宝 作者：佚名
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课题3 金属资源的利用和保护（第1课时）
1．知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿石，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．铁的冶炼。
2．化学反应中有关杂质问题的计算。
化学反应中有关杂质问题的计算。
新课导入
【教师活动】展示金、银的图片，让学生自行阅读金属在地壳中含量的表格，并讲解地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
展示常见的金属矿石的图片，并讲解我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是冶炼金属，而其中冶炼量最大的是铁。
【学生活动】认真观察图片并听讲。
【设计意图】通过介绍我国的金属资源情况、金属的存在形式及人类对地球上金属矿物资源的利用，引出铁的冶炼。
新知探究
一、铁的冶炼
（一）实验室用一氧化碳还原氧化铁实验
【教师活动】早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。你知道铁是如何冶炼的吗？
【学生活动】思考并回答。
【教师活动】实验室一般采用一氧化碳还原氧化铁的方法，装置如图。
写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式。
【学生活动】完成“学习任务一”中1的内容。
【教师活动】边讲解实验步骤边进行演示实验。实验的步骤：检查装置气密性、装药品、固定仪器、通入一氧化碳气体、点燃酒精灯、点燃酒精喷灯、反应结束熄灭酒精喷灯、冷却后停止通一氧化碳、熄灭酒精灯。
在实验中，你能观察到什么实验现象？
【学生活动】实验现象：玻璃管内的粉末由红棕色逐渐变黑；试管内澄清石灰水变浑浊；尾气气体燃烧，有淡蓝色火焰。
【教师活动】写出上述现象对应的化学反应方程式。
【学生活动】完成“学习任务一”中2的内容。
【教师活动】在实验前，要注意检查装置气密性，在一氧化碳通入之前注意检验其纯度，注意一氧化碳气体在实验过程中通停的顺序，以及注意要对实验产生的尾气进行处理。
思考：（1）一氧化碳气体通入顺序及通入目的是什么？
（2）先点燃酒精灯还是酒精喷灯？为什么？
（3）什么时候停止通入一氧化碳，目的是什么
（4）如何处理尾气一氧化碳？
【学生活动】小组讨论并派代表回答。
【教师活动】总结学生回答并补充：
（1）在实验开始前要先通入一氧化碳，排尽玻璃管内的空气，以免加热时玻璃管内一氧化碳与空气混合发生爆炸。
（2）在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，燃烧掉尾气中的一氧化碳，防止污染空气。
（3）反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直至冷却至室温后停止通气，目的一是防止新生成的铁粉在高温下再被氧化，二是防止试管内的液体倒吸入热的玻璃管，造成玻璃管炸裂。
（4）处理尾气一氧化碳常用的方法有：
①燃烧法。在导管的末端放一个燃着的酒精灯，将一氧化碳燃烧掉。
②气球收集法。在导管的末端系一个小气球收集一氧化碳。
③排水收集法。用排水法收集尾气，装置如下：
【学生活动】完成“学习任务二”的内容。
【教师活动】将实验装置进行改进，观察此实验装置，与上个实验装置相比，此装置的优点是什么？
【学生活动】节省能源（或充分利用未反应的一氧化碳燃烧放出的热量）。
（二）工业炼铁
【教师活动】在上述一氧化碳还原氧化铁实验中，一氧化碳是还原剂。那么在工业生产中，一氧化碳是不是也能够还原出铁来呢？
铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，高炉内的主要化学反应如图所示。
根据图示，写出其反应原理及其原料。
【学生活动】完成“学习任务三”的内容。
（三）含杂质物质的有关化学方程式的计算
【教师活动】在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。有关杂质问题的计算在实际生产中具有重要意义。那么如何对含有杂质的物质进行计算呢？
[例题]用1 000 t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？
【学生活动】思考并尝试完成这道题。
【教师活动】（1）求纯物质的质量
1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1 000 t × 80% ＝800 t
（2）设未知数
设：800 t氧化铁理论上可以炼出的铁质量为 x。
（3）写出化学方程式
（4）找出已知量与未知量之间的关系
160 2×56
800 t x
（5）列比例式，求解
x＝＝560 t
（6）把纯量转换为不纯量
折合为含铁96%的生铁的质量为560 t÷96%＝583 t。
（7）答语
答：1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出的铁质量为583 t。
【设计意图】根据[例题]，归纳出解题思路，把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量并利用化学方程式进行计算。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。
【教师活动】在计算的过程中我们需要注意：
（1）化学方程式所表达的都是纯净物之间发生的反应，所体现的各物质的质量比都是纯物质之间的质量关系。
（2）含有杂质的物质在进行计算时，必须将其质量换算成纯物质的质量，再代入方程式进行计算。
【学生活动】完成“学习任务四”的内容。
【教师活动】换算公式：
（1）纯物质的质量分数（纯度）＝×100%
（2）纯物质的质量＝样品的质量×纯物质的质量分数
（3）样品的质量＝
【学生活动】完成“学习任务五”的内容。
【教师活动】本题还可以利用元素守恒法进行解答。
解：1 000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1 000 t×80%＝800 t。
800 t氧化铁中铁元素的质量为＝560 t。
折合为含铁96%的生铁的质量为560 t÷96%＝583 t。
【学生活动】认真听讲。
【设计意图】利用“守恒”的观点，不需要化学方程式，此方法更为简便。
课堂小结
本课时主要学习了铁的冶炼和含杂质物质的有关化学方程式的计算，将化学原理、计算和生产实际结合一起，体会化学的应用价值。学完本课时需要掌握铁矿石冶炼铁的反应原理、化学反应方程式及注意事项，实际生产在计算用料和产量时，应注意杂质问题。
板书设计
课题3 金属资源的利用和保护（第1课时）
一、铁的冶炼
（一）实验室用一氧化碳还原氧化铁实验
1．实验原理
2．实验步骤
3．实验现象
4．注意事项
（二）工业炼铁
（三）含杂质物质的有关化学方程式的计算
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