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第八单元课题3 金属资源的利用和保护（参考课时：2课时）1.教学目标1.1 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。
1.2 过程与方法：（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。
（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。
1.3 情感态度与价值观：（1）增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。
（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）树立为社会的进步而学习化学的志向。
重点/难点/易考点2.1 教学重点（1）铁的冶炼。
（2）有关化学方程式计算中的杂质问题计算。
（3）铁锈蚀的条件及其防护。
（4）合理利用金属资源的意识。
2.2 教学难点（1）对铁锈蚀条件及其防护措施的初步探究。
（2）有关化学方程式计算中的杂质问题计算。
3.专家建议本课题涉及面很广，包括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，以及金属资源的保护等，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。
本课知识对学生来说是比较熟悉的，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。
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。
从组织教学的角度出发，本课通过学生用自己收集的材料，亲手设计实验进行探究活动，极大地满足了学生的探究欲望，调动了他们的创新潜能，激发了他们的学习兴趣。
九下化学第八单元课题3金属资源的利用和保护（第1课时）教学设计一、学习目标基本知识：1.通过观看微课知道常见的金属如铁、铝、铜、金等在自然界中的存在形式。
2.通过视频资料，了解实验室和工业冶炼钢铁的方法、实验原理及操作步骤。
3.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。
基本思想：1.通过知识梳理（学生活动一、二），知道金属在自然界中的存在形式以及工业炼铁和实验室CO还原氧化铁的异同，初步建立合理利用金属资源的思想。
2.通过工业生产与实验室制取铁的对比，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用，同时意识到实际生产生活中物质并非纯净物，为后面有关杂质的化学方程式的计算做铺垫。
基本技能：1.通过观看微课等视频，培养学生自主学习的能力。
2.通过探究活动，一方面培养学生小组合作探究的能力，另一方面使学生学会如何根据所学的化学知识解决实际生产中的问题。
二、学习重、难点重点：铁的冶炼原理及注意事项。
难点：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。
三、学习方法微课自学小组合作探究互联网+辅助法四、教学过程附件：九下化学第八单元课题3金属资源的利用和保护（第1课时）学习任务单一、学习目标1．知道常见的金属（铁、铝、铜等）矿物。
2．通过视频资料，了解实验室和工业冶炼钢铁的方法。
3．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。
二、学习重、难点重点：铁的冶炼原理及注意事项难点：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。
三、学习过程知识点一：金属在自然界中的存在【学法指导】1．请你根据一段微课程视频，结合课本14-15页内容，独立完成以下问题：（1）地球上，少数很不活泼的金属如金、银以形式存在，其余金属以______ 形式存在。
（2）金属元素在地壳中的含量：、、、钠、钾。
（3）工业上把能用来提炼的矿物叫做矿石。
（4）赤铁矿的主要成分是_________，磁铁矿的主要成分是________，铝土矿的主要成分是__________。
课题3 金属资源的利用和保护（教学设计）一、教学目标1、知识与技能（1）知道一些常见金属铁、铜、铝等的矿物，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实行相关计算。
通过查阅我国钢铁冶炼厂的资料、科学探究铁的冶炼原理，进一步明确探究的作用。
3、情感态度与价值观通过铁的冶炼原理和根据化学方程式相关杂质计算的学习，懂得化学原理、计算和生产实际是紧密结合的一个有机整体。
学情分析：学生学习了金属材料和金属的化学性质，根据作业反馈，掌握的情况较好。
对于本节的内容学习有一定的知识基础。
二、教学重点了解从常见铁矿石中提炼铁的原理，激发学生的探究欲。
三、教学难点掌握冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算。
四、课时安排：2课时五、实验准备教师：多媒体课件（内容为常见金属矿石及建筑物的图片、我国钢铁冶炼厂的情况、一氧化碳还原氧化铁的实验动画演示、根据化学方程式计算的例题讲解幻灯片等）；学生：课外收集的我国钢铁冶炼厂的情况资料；赤铁矿等常见矿石的资料。
查阅资料、讨论交流、视频演示、实验探究、小组展示等。
第一课时【问题情境1】用PPT展示几幅图片(洛阳市区的“天堂遗址景点”和鸟巢体育馆两幅图片)，同学们对这几幅图片都比较熟悉，有的同学肯定去参观过，谁能说说建造它们用到了那些金属？（同学们交流展示，课堂气氛活跃）【板书】题目：金属资源的利用和保护【提问】请同学们认真阅读课本14—15页，结合你们查阅的资料，说一说图片上涉及的金属，它们在地球上的分布怎样？我国的金属资源储量怎样？【板书】一、金属资源的存有形式和分布学生交流展示，教师补充点评。
（地球上的金属资源广泛存有于地壳和海洋中，只有极少数如金、银这些不活泼金属以单质的形式存有，其它金属在自然界是以化合物的形式存有。
我国的矿物种类比较齐全且储量丰富（边讲解边展示金属及金属矿石的图片）。
人类每年都要提取数亿吨的金属用于工农业和国防等领域，其中提取量最大的就是铁）。
第八单元金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护第1课时【教学课型】：新课◆课程目标导航：【教学课题】：金属资源的利用和保护【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，了解炼铁的原理和方法。
(2)会利用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、过程和方法：(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。
(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)增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。
(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。
【教学重点】：1．铁的冶炼。
2．有关化学方程式计算中的杂质问题计算。
3．金属锈蚀的条件及其防护。
4. 合理利用金属资源的意识。
【教学难点】：1．有关化学方程式计算中的杂质问题计算。
【教学工具】：矿物标本(或图片)，Fe2O3、石灰水、贮有CO的贮气瓶、磁铁、铁架台、酒精喷灯、酒精灯、试管、直玻璃管、橡胶塞、导管、火柴。
【教学方法】：联系实际→进行思考→实验探究→分析讨论→得出结论→联系实际→发挥想象→提高兴趣。
◆教学情景导入【实验导入】教师演示金、银戒指在酒精灯上灼烧的实验，学生观察实验现象，分析“真金不怕火炼”的原因，以及铁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的原因。
◆教学过程设计【交流展示】学生出示课外收集到的矿石样品（重晶石、赤铁矿石等），朗读有关矿石的产地、产量、钢铁厂的名称等背景资料，课件展示人类最早使用的铁矿石──陨铁等其他矿石样品。
【指导阅读】阅读课本，解读插图，讨论炼铁时铁矿石选取的方案，使学生弄清楚为什么选取这种矿石的原因。
人教版化学九年级下册第八单元《金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护》精品教案一. 教材分析本节课是九年级下册化学的第八单元课题3，主要内容是金属资源的利用和保护。
教材通过介绍金属的化学性质、金属的冶炼方法以及金属资源的保护措施，使学生了解金属的重要性和如何合理利用金属资源。
二. 学情分析学生在学习本节课之前已经掌握了金属的物理性质和化学性质，对金属有一定的了解。
但学生对金属的冶炼方法和金属资源的保护措施可能比较陌生，需要通过本节课的学习来掌握。
三. 教学目标1.了解金属的化学性质和冶炼方法。
2.掌握金属资源的保护措施。
3.培养学生的实验操作能力和观察能力。
四. 教学重难点1.金属的化学性质和冶炼方法。
2.金属资源的保护措施。
五. 教学方法采用实验演示、讲授法、小组讨论法、案例分析法等教学方法，引导学生通过观察、思考、讨论等方式掌握金属资源的利用和保护知识。
六. 教学准备1.实验室用具：烧杯、试管、酒精灯等。
2.实验试剂：铁、铜、锌等金属及其化合物。
3.PPT课件。
七. 教学过程1.导入（5分钟）通过一个实验演示，让学生观察金属的化学反应，引发学生对金属的兴趣，从而引入本节课的主题。
2.呈现（10分钟）教师通过PPT课件呈现金属的化学性质和冶炼方法，让学生了解金属的重要性和冶炼过程。
3.操练（10分钟）学生分组进行实验，观察金属的化学反应，并记录实验结果。
通过实验操作，加深学生对金属化学性质的理解。
4.巩固（10分钟）学生根据实验结果，回答教师提出的问题，巩固对金属化学性质的认识。
5.拓展（10分钟）教师引导学生思考金属资源的保护措施，学生通过小组讨论，提出保护金属资源的方法。
6.小结（5分钟）教师对本节课的内容进行总结，强调金属资源的利用和保护的重要性。
7.家庭作业（5分钟）学生完成课后练习题，巩固本节课所学知识。
8.板书（5分钟）教师在黑板上板书本节课的主要内容，方便学生复习。
教学过程每个环节所用时间：导入5分钟，呈现10分钟，操练10分钟，巩固10分钟，拓展10分钟，小结5分钟，家庭作业5分钟，板书5分钟。
课题3 金属资源的利用和保护【教学目标】1.知识与技能(1)知道一些常见的金属矿石，如赤铁矿、磁铁矿等。
(2)了解铁矿石炼铁的原理。
(3)了解铁生锈的条件以及防止金属锈蚀的简单办法。
(4)知道如何保护金属资源。
2.过程与方法(1)通过铁的冶炼的学习，培养学生观察、分析、总结问题的能力。
(2)通过对锈蚀条件的研究，培养学生解决实际问题的能力。
3.情感态度与价值观通过了解金属资源的保护途径，培养学生爱护自然环境的意识。
【教学重点及难点】重点：(1)用铁矿石炼铁的原理以及实验注意事项。
(2)实验探究铁生锈的条件。
难点：利用化学方程式进行金属冶炼中有关杂质含量的计算。
【教学方法】自学、讨论、小组合作、实验探究【学法指导】自主学习、小组合作、微课学习【教学媒体】多媒体实验仪器【教具准备】金属样本、金属矿石样本【授课教案】续表续表要点二：含杂质的计算。
要点三：铁生锈的条件。
板书设计课题3 金属资源的利用和保护一、金属资源的利用1.金属资源：(1)金属资源的存在形式。
(2)常见的矿石。
2.铁的冶炼：(1)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
(2)原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
3.含杂质的反应物或生成物的有关计算：(1)公式。
①纯度=×100%②纯净物的质量=不纯物质的总质量×纯物质的质量分数③不纯物质的总质量=(2)计算步骤。
二、金属资源保护1.金属的锈蚀与防护：(1)铁制品锈蚀条件。
(2)防锈方法。
2.金属资源的保护措施：(1)防止金属锈蚀。
(2)回收利用废旧金属。
(3)有计划、合理地开采矿物。
(4)寻找金属的替代品。
第2课时金属资源的保护1．知识与技能：(1)了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
(2)知道一些废弃金属对环境会造成污染，认识回收利用废旧金属和金属资源保护的重要性。
2．过程与方法：(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。
(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)通过学习废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识，认识回收利用废旧金属和金属资源保护的重要性。
(2)通过对矿物可供开采的年限的介绍，让学生产生金属资源面临短缺的危机意识，让学生懂得要保护金属资源。
重点：铁的锈蚀条件及其防护；金属资源的保护。
难点：对铁的锈蚀防护的“活动探究”的结论的辨析归纳，从而得出铁生锈的条件，以及防锈的方法。
预习赠送的小册子。
一、情景导入金属材料已融入我们生活的各个方面，环顾我们周围的金属材料，会发现许多金属制品尤其是钢铁制品，往往是锈迹斑斑，金属为什么会锈蚀呢？我们又是如何防止它们锈蚀的呢？由于金属资源是不可再生资源，那我们又是如何来保护这些有限的资源呢？这节课我们就一起来对这些问题展开探究。
二、合作探究探究铁生锈的条件【展示】教师利用多媒体向同学们展示世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和各种金属矿物的储量及开采年限等相关资料。
【提出问题】从所给资料中我们能发现当前世界上的金属资源存在哪些问题？【交流与讨论】各小组交流讨论，教师巡视指导。
请一位同学解答，其他同学补充，教师点评订正。
【归纳总结】(1)金属资源面临严重的短缺问题。
(2)人类每年要从自然界索取大量的金属矿物资源。
(3)每年因腐蚀而报废的金属设备和材料数量巨大。
(约占年产量的20%～40%)【过渡】因此保护自然界的现有资源就成了我们人类面临的重大问题。
那么我们如何才能保护好这些金属资源呢？其中一个重要方法就是防止金属腐蚀。
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?2 2导入二:【展示图片】 为纪念1996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?【引入】 不同种类的金属在地壳中的含量并不相同.它们在地壳中呈怎样的分布趋势呢?【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.3【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、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Fe 2O 3)、磁铁矿(主要成分是Fe 3O 4)、菱铁矿(主要成分是FeCO 3);含铝的矿石主要是铝土矿(主要成分是Al 2O 3);含铜的矿石主要是黄铜矿(主要成分是CuFeS 2)和辉铜矿(主要成分是Cu 2S).【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,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.4 4人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源把金属矿物变成金属的过程,叫做金属的冶炼我们就来学习有关铁的冶炼的知识.【引入】 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.【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;1996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1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票.23【学生讨论】 Fe 2O 3与Fe 在组成上只相差一种元素,即氧元素.要使Fe 2O 3变为铁关键是使Fe 2O 3失去“O ”.可能的方案有:1.加热使Fe 2O 3发生分解反应.2.找寻一种物质使其主动夺取Fe 2O 3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.【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.56 63铁矿石、焦炭、石灰石、空气【板演】C+O2CO2CO2+C2COFe2O3+3CO2Fe+3CO2【交流讨论】学生观看图片或视频.讨论在实验中的注意事项.+3CO+Ca(OH) 227你会如何计算原料少吨?【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之间的质量关系,而不表示不纯物质之间的质量关系,故计算时需先进行换算.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的质量,或先计算出纯净物的质量再换算成不纯物质的质量.【教师】 请大家根据以上分析,解答此题. 【展示】 给出正确解法如下:解法1:1000 t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000 t×80%=800 t. 设800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x .Fe 2O 3+3CO2Fe+3CO 2160 2×56 800 t x =x ==560 t.折合为含铁96%的生铁的质量为: 560 t÷96%=583 t.答:1000 t 含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁583 t. 解法2:设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x . Fe 2O 3+3CO2Fe+3CO2160 2×56 1000 t×80% x ×96% =,x =583 t.答:1000 t 含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁583 t. 【交流】 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净物的质量.纯净物的质量=混合物的质量×纯净物的质量分数.【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.8 8+3CO+3CO金属资源的利用1.下列矿石的主要成分表述错误的是( )A.黄铁矿(FeS2)B.菱铁矿(FeCO3)C.黄铜矿(CuFeS2)D.辉铜矿(CuS)解析:辉铜矿的主要成分为Cu2S.故选D.2.(启东市一模)下图是实验室用CO还原氧化铁的装置,关于该实验,下列说法错误的是( )A.实验时应先给玻璃管加热,后通COB.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成C.实验中能观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变成黑色D.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置解析:一氧化碳有可燃性,加热或点燃一氧化碳和空气或氧气的混合物可能发生爆炸,故一氧化碳还原氧化铁实验开始时要先通入纯净的一氧化碳,排净装置内的空气,然后再点燃酒精喷灯;试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成;一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,故看到的现象为玻璃管中红棕色固体变为黑色;尾气中有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以一定要进行尾气处理.故选A.3.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁,假设杂质不含铁元素)来炼制生铁.若要炼制含铁96%的生铁63 t,假设在炼制过程中损失10%铁的元素,则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是( )A.120 tB.108 tC.96 tD.84 t解析:63 t含铁96%的生铁中铁的质量为:63 t×96%,则理论上所炼铁的质量为63t×96%÷(1-10%)=63 t×96%×;设需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为x,则:3CO+Fe2O32Fe+3CO2160 112(1-20%)x 63 t×96%×=,解得x=120 t.故选A.4.(呼和浩特中考)钢铁是使用最多的金属材料.(1)人类从自然界提取量最大的金属是铁,高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和.(2)铝的活动性比铁强,但在生活中常在铁的表面涂上铝粉.其原因是.(3)金属钴(Co)与铁具有相似的化学性质.CoCl2固体是蓝色的,CoCl2溶液是粉红色的.现将金属钴投入稀盐酸中,发生化学反应Co+2HCl CoCl2+ H2↑.该反应的实验现象为.解析:(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和焦炭.(2)铝的活动性比铁强,但在生活中常在铁的表面涂上铝粉.其原因是常温时,铝能和空气中的氧气反应,在表面生成致密的氧化物薄膜,保护里面的铁不被腐蚀.(3)金属钴投入稀盐酸中时,发生化学反应:Co+2HCl CoCl2+H2↑,随着反应的进行,金属不断溶解,表面产生气泡,溶液由无色变为粉红色.故答案为:(1)焦炭(2)常温时,铝在空气中表面生成致密的氧化物薄膜,保护里面的铁不被锈蚀(3)金属不断溶解,表面产生气泡,溶液由无色变为粉红色课题3 金属资源的利用和保护第1课时一、金属资源概况二、铁的冶炼1.主要原理:3CO+Fe2O 32Fe + 3CO22.原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气3.设备:高炉4.实验室还原氧化铁三、原料或产物有杂质的相关计算91010一、教材作业 【必做题】教材第21页练习与应用的4、5题. 【选做题】教材第21页练习与应用的1、6题. 二、课后作业 二、课后作业 【基础巩固】1.下列矿石中,其主要成分属于氧化物的是 ( ) A.黄铁矿 B.赤铁矿 C.菱铁矿 D.石灰石2.实验室里用如图所示装置还原氧化铁.关于该实验,下列说法错误的是 ()A.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应中有二氧化碳生成B.实验开始时,点燃酒精喷灯给玻璃管加热的同时通入纯净的一氧化碳C.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置D.实验中观察到玻璃管中红色固体变为黑色,并且澄清的石灰水变浑浊 3.下图为炼铁的两幅图,请据图判断下列叙述中错误的是 ()乙图A.高炉炼铁原理是:Fe 2O 3+3CO2Fe+3CO 2B.乙图中高炉炼铁时原料焦炭的作用是:只产生热量C.乙图中生铁出口低于炉渣出口的原因是:生铁密度大于炉渣密度D.甲图中尾气处理的目的是:防止一氧化碳污染空气4.(重庆中考)如图所示的炼铁高炉中发生了许多化学反应,其中就涉及碳及其化合物的相互转化.请回答下列问题.(1)空气通过进风口与原料中的焦炭充分反应,其化学方程式为.(2)由(1)中产生的气体与炽热的焦炭会继续反应,其化学方程式为.5.如图所示是一氧化碳与氧化铁反应的模拟炼铁实验.请回答下列问题.(1)写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式.(2)实验中能观察到A、B两处的现象是.(3)实验中酒精灯的作用是.【能力提升】6.用CO还原铁的氧化物1.00 g,得到铁粉0.75 g,则下列说法中正确的是( )A.该氧化物是Fe2O3B.该氧化物可能是由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物C.该氧化物是FeOD.该氧化物中不含FeO【拓展探究】7.以大理石和赤铁矿(Fe2O3)为主要原料可以制取B和G,其转化关系如下图所示,已知D、G 为单质.(C是能使澄清石灰水变浑浊的常见气体).试回答下列问题:(1)写出工业上制取的两种物质的化学式:B ,G .(2)写出下列反应的化学方程式:12 反应① .反应② . 反应③ . 【答案与解析】1.B(解析:黄铁矿的主要成分是FeS 2,不含氧元素,不属于氧化物;赤铁矿的主要成分是氧化铁(Fe 2O 3),是由两种元素组成且有一种是氧元素的化合物,属于氧化物;菱铁矿的主要成分是FeCO 3,是由铁、碳、氧三种元素组成的化合物,不属于氧化物;石灰石的主要成分是碳酸钙(CaCO 3),是由钙、碳、氧三种元素组成的化合物,不属于氧化物.)2.B(解析:试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成;一氧化碳有可燃性,加热或点燃一氧化碳和空气或氧气的混合物可能发生爆炸,故一氧化碳还原氧化铁实验开始时要先通入纯净的一氧化碳,排净装置内的空气,然后再点燃酒精喷灯;尾气中有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以一定要进行尾气处理;一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,故看到的现象为玻璃管中红色固体变为黑色,澄清的石灰水变浑浊.)3.B(解析:高炉炼铁时原料焦炭的作用是产生热量和产生一氧化碳,CO 用来还原氧化铁.)4.(1)O 2+C CO 2 (2)CO 2+C2CO(解析:(1)焦炭充分反应生成二氧化碳,化学方程式为O 2+CCO 2.(2)炼铁高炉内焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,反应的化学方程式为:CO 2+C2CO.)5.(1)3CO+Fe 2O 32Fe + 3CO 2 (2)A 处:红棕色粉末变黑,B 处:石灰水变浑浊 (3)处理尾气,减少CO 对环境的污染(解析:(1)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳.(2)A 中红棕色粉末逐渐变为黑色,B 处澄清石灰水变浑浊;(3)多余的一氧化碳有毒,扩散到空气中污染环境,酒精灯是为了将多余的一氧化碳点燃.)6.B(解析:铁的氧化物1.00 g,得到铁粉0.75 g,则氧元素的质量为0.25 g,则铁和氧的原子个数比=∶=.则不可能是纯净的Fe 2O 3,故A 错误;也不可能是纯净的FeO,故C 错误.)7.(1)CaO;Fe (2)CaCO 3CaO+CO 2↑,CO 2+C2CO,3CO+Fe 2O 32Fe+3CO 2 (解析:由C 是能使澄清石灰水变浑浊的常见气体,可知C 是二氧化碳.由图A 物质在高温下分解生成二氧化碳和B,结合题中给出信息:在工业上以大理石为主要原料可以制取B,可以推出A 是大理石的主要成分碳酸钙,B 是氧化钙;在工业上以赤铁矿(Fe 2O 3)为主要原料,用一氧化碳作还原剂可以炼铁,所以G 是铁,又由图可知E 和F 在高温下反应生成了二氧化碳和铁,E 又是二氧化碳和D 在高温下反应生成的,可以推出D 是碳,E 是一氧化碳,那么F 就是赤铁矿的主要成分氧化铁.至此,各种物质都已推出,也可以写出物质之间反应的化学方程式.)本课时的知识内容学生较为熟悉,但教师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,易激发学生的兴趣,让学生用科学家的身份来研究金属矿物的种类等,从而感受到“身边处处有化学”.在教学中,注意培养学生阅读教材、查阅资料的能力,展示学生课前调查和收集样品的信息,能较好地达到资源共享的目的,有利于培养“合作”意识.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.更可贵的是学生在课堂上充分发挥了主体作用,自主实验、自主探究、自主评价,无疑使自信心更强,学习兴趣更浓.建议:一氧化碳还原氧化铁的实验采用动画演示,既明白清晰,又节约时间,同时可避免仪器、材料短缺而不能做实验的弊端,环节紧凑.我国古代冶铁、炼钢的成就我国在2300多年以前就已经接触了铁,并加以利用.在河北曾出土一把商代的铜钺,其年代约在公元前14世纪前后.铜钺上嵌有的铁刃已经全部被氧化成氧化铁.对铁刃的残锈检验后表明,铁刃是用陨铁锻成的.这说明那时不仅认识了铁,而且能进行锻造加工.已有的考古发现,我国最早人工冶炼铁器始于公元前6世纪,即春秋末期或更早一些.那时,几乎同时产生了块炼铁和生铁两种工艺.块炼铁是用木炭在固态时还原铁矿石的方法,这种铁里含有较多大块的氧化铁和硅酸铁.生铁是在高温下液态时冶炼出来的,含碳超过2%,还含有较细小的硅酸盐.对公元前5世纪的铁锛和铁铲进行鉴定,发现是生铁铸造的,其中铁铲还经过退火处理,是展性铸铁.在我国一些早期的文献(如《诗经秦风》《左传昭公二十九年》)就有铁和铁器的文字记载.欧洲最早的生铁出现在公元13世纪末至14世纪初,比我国晚1900多年.块炼铁炼出以后需要加热锻打,以挤出夹杂物,锻成器物.在多次加热过程中,块炼铁同炭火接触,有可能增碳变硬,块炼渗碳钢的冶炼技术由此产生.从河北易县出土的79件铁器证明,至迟在战国后期,这种技术已在燕国应用.对部分铁器的检查表明,绝大部分是钢锻制的,如长100.4 cm的长剑以及某些残剑、箭杆、矛等.这些锻钢件大都经过淬火处理,这表明至迟在战国晚期,淬火技术在生产上已经广泛应用.炼铁的矿石主要有哪些?怎样识别铁矿石?铁在自然界中的分布很广,主要以化合态存在,含铁的矿石很多,具有冶炼价值的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等.识别铁矿石的方法通常是利用其颜色、光泽、密度、磁性、刻痕等性质.①磁铁矿(Fe3O4)是黑色的,用粗瓷片在矿石上刻画时,留下的条痕是黑色的,具有磁性,密度为4.9~5.2克/厘米3.②赤铁矿(Fe2O3)颜色暗红,含铁量越高,颜色就越深,甚至接近黑色,但是瓷片留下的刻痕仍然是红色的,不具有磁性.呈致密块状或结晶块状(称镜铁矿)产出,也有的呈土状产出.密度为5~5.3克/厘米3.③褐铁矿(Fe2O3·3H2O)矿石有黄褐、褐和黑褐等多种颜色,瓷片的刻痕呈黄褐色,无磁性,密度为3.3~4克/厘米3.④菱铁矿(FeCO3)有黄白、浅褐和深褐等颜色.性脆,无磁性,在盐酸里有气泡(CO2)放出.密度为3.8~3.9克/厘米3.高炉炼铁时,为什么要加入石灰石?炼铁时用的铁矿石,主要有赤铁矿石(主要成分是氧化铁)和磁铁矿石(主要成分是四氧化三铁),在铁矿石中还含有无用的脉石,主要成分是二氧化硅(SiO2).炼铁时,被还原出的铁在高温下变成液体,而熔点很高的二氧化硅以颗粒杂质的形式混在炼出的铁水中.为了除去这种杂质,选用石灰石作熔剂,石灰石在高温下分解成氧化钙和二氧化碳,氧化钙在高温下与二氧化硅反应生成熔点比铁水还低的硅酸钙,而液态硅酸钙密度比铁水小且跟铁水不相混溶,便浮在铁水上.打开高炉上的出渣口,液态硅酸钙先流出去,凝固成高炉渣,过去这种高炉渣当作炼铁厂的废物,丢弃在农田,既毁了农田,又污染了环境.现在将高炉渣粉碎配制成水泥,过去的废物变成了今日的建筑材料.第课时1.了解铁生锈的条件及防止铁生锈的简单方法.2.知道废旧金属对环境的污染,认识回收利用废旧金属等保护金属资源的途径的重要性.通过铁生锈条件的探究,进行收集材料、猜想、设计、验证、观察、分析、得到结论、讨论交流活动,培养学生的良好学习习惯和学习方法.使学生体会学习化学的价值;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、合理利用自然资源的意识.14【重点】铁生锈的条件,生活中防止铁生锈的措施. 【难点】生活中防止铁生锈的措施.【教师准备】 一套提前准备好的探究铁生锈条件的器材,铁钉、5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、铁钉、蒸馏水、酒精灯、带导管的单孔塞、氯化钠、火柴、试管、烧杯、石棉网、三脚架等.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.【学生准备】 课前预习本课时内容,收集一些有关金属回收利用的资料.在一周前做好铁钉锈蚀条件的探究的对比实验.导入一:【展示】 出示生锈的铁锁、铜壶、菜刀、铁丝、水龙头或者展示下列图片,分析还能否使用.导入二:【展示】 食品包装袋中常用到的铁粉 “脱氧剂”图片.食品包装袋中常会见到一小袋的铁粉 “脱氧剂”,这种脱氧剂可以起到减少包装物内氧气含量,防止食品氧化变质的作用.导入三:【展示】 网易新闻:稀土出口:被妖魔化的“资源掠夺”.不久前,我国政府修订《稀土工业发展专项规划》,新规划规定调减稀土金属的出口数量,各地关闭了不少的稀土金属矿,保护我国稀土金属资源的可持续开发.四、金属的腐蚀和防护蒸馏水、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.【注意】此实验约在一周前已给学生布置.【讨论交流】学生交流实验方案和实验现象.学生设计的方案可能有以下几种:实验现象:铁钉锈蚀比较明显的为1、2、3、4.锈蚀不明显的为5、6.【问】为什么方案5中的铁钉比方案4中的铁钉锈蚀得慢呢?【答】因为方案4中的铁钉与氧气接触,方案5中的铁钉与氧气不接触.【问】为什么方案6中的铁钉锈蚀得慢呢?【答】因为缺少水分.【交流总结】根据以上实验,教师引导学生得出导致铁钉锈蚀的因素:在水、氧气同时存在的环境中铁能锈蚀.酸和氯化钠能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀.【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·x H2O.【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,直至铁完全锈蚀.故铁锈反而能加速里层铁生锈.【过渡】了解了铁制品锈蚀的条件,我们应该采取什么措施来防止铁制品生锈呢?【学生讨论】分组讨论.【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.【学生交流讨论结果】1.铁制品放置时要远离酸性环境,尽量放置在干燥的环境中.2.在铁制品外面“穿”一层保护衣,如可涂上隔绝空气的油,涂油漆,镀上一层耐腐蚀的其他金属,高温灼烧金属、进行“烤蓝”处理等等.3.一发现铁制品锈蚀,就马上处理,以防止其继续蔓延.……【教师总结并板书】①把铁制品放在干燥环境中.②为其穿一层耐腐蚀的外衣.【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?【学生讨论交流】刷漆、涂油、镀其他金属等.。
