部编人教版化学九年级下册《金属资源的利用和保护》省优质课一等奖教案.docx

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部编人教版化学九年级下册《金属资源的利用和保护》省优质课一等奖教案

第八单元金属和金属材料

课题3金属资源的利用和保护

第一课时

【教学目标】

1、通过观察图片、图表认识金属资源的存在和在地壳中的含量；了解我国金属矿物的储量情况，认识一些常见金属铁、铝、铜的矿物；

2、了解我国炼铁历史及解放前后我国钢铁工业的发展情况，知道铁与我国国民经济的关系；

3、通过视频中的演示实验了解实验室用CO还原氧化铁的操作要点，学会描述实验现象，能说出验证产物的方法，并书写出涉及反应的化学方程式；

4、认识工业炼铁所用的设备、各原料的作用和反应的原理；

5、通过例题解析初步学会根据关系式或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，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。

6、通过对比认识不同铁矿的特点，学会作出最优选择。

【教学重难点】重点：

CO还原氧化铁的实验；工业炼铁的主要反应原理；

化学方程式有关杂质问题的计算

难点：

认识化学方程式体现的是纯净物之间的质量关系，代入

C考XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX计算的必须是纯净物的质量

【教学模式】阅读讨论和讲授相结合

【教学过程】

教师活动

学生活动

设计意图

【引入】同学们已经了解金属制品在现代社会中的应用非常广泛，那是否知道人类所利用的金属资源在地球上主要存在于哪里？

【追问】地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。

那它们的存在形态是怎样的？

请同学们快速阅读课本14—17页找到相关问题的答案。

1.金属的存在：

地壳和海洋中

2.自然界中金属的存在形态：

3.金属资源在地壳中的含量，占前两位的分别是、。

4.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做

5.我国矿物的种类和储量情况：

【讲述】由于铁、铝、铜等金属的使用量很大，下面我们来认识一些常见的铁矿石、铝矿石和铜矿石。

【投影】图片：

常见的矿石

赤铁矿（Fe2O3—氧化铁）70％

磁铁矿（Fe3O4—四氧化三铁）72.4％

黄铁矿（FeS2—二硫化亚铁）46.7％

菱铁矿（FeCO3—碳酸亚铁）48.3％

铝土矿（Al2O3—氧化铝）

黄铜矿（CuFeS2—二硫化亚铁铜）

辉铜矿（Cu2S—硫化亚铜）

阅读教材P14-15，看图

和阅读资料。

1、海洋、地壳

2、除极少数很不活泼金属如金、银等以单质形式存在（游离态）外；其余金属以化合物形式存在（化合态）。

3、各种金属元素在地壳中的含量各不相同，铝最多，其次是铁，银、金则很少（物以稀为贵）。

4、矿石

5、种类比较齐全，储量

比较丰富，其中钨、钼、钛、锡等储量居世界前列

可能提出黄铜矿与合金

黄铜的区别

通过图表信息了解自然界中金属资源的存在情况

认识常见的矿石

【讲述】矿石中一般都含有杂质SiO2。

把金属从矿石中提取出来的过程，叫做金属的冶炼。

人类每年从地壳和海洋中提取出数以亿吨计的金属。

其中提取量最大的是铁。

日常生活中人们经常使用各种各样的铁制品，而一个国家的经济命脉——重工业，更离不开钢铁的使用。

那钢铁是如何从铁矿石炼出来的呢？

【投影图片】我国古代炼铁图、邮票等

【讲述】我国劳动人民早在春秋战国时期就会炼铁，比欧洲早近2000年，具有悠久的炼铁史。

2008年，中国钢产量为5.40亿t。

目前，中国钢铁总产量相当于世界前十大产钢国的总产量之和！

下面我们以赤铁矿为例跟同学们介绍铁的冶炼过程。

首先了解实验室炼铁的装置、操作和原理。

【投影】教材16页实验CO还原Fe2O3

【板书】一、实验室炼铁（例：

CO还原Fe2O3）

实验要点：

先通CO（目的：

排尽装置中空气，防止爆炸）后点燃酒精喷灯

实验现象：

A处红色粉末逐渐变黑，

B处澄清石灰水变浑浊，

C处导管口有蓝色火焰

【板书】分析：

CO和Fe2O3反应生成Fe和CO2（未反应的CO点燃除去或用引导使其放热用于反应，节约能源）

有关反应的化学方程式：

A处：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

B处：

Ca（OH）2+CO2==CaCO3↓+H2O

C处：

2CO+O2

2CO2

【提问】有什么简单方法可验证冷却后的固体产物是铁粉？

倾听，了解

倾听了解

记录，书写化学方程式

【了解】大多数金属呈块状时显银白色，呈粉末状时吸收可见光显黑色。

（而铝粉较特殊，具有银白色光泽，常用来作涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。

）

可能回答：

把粉末倒出放

在纸上，用磁铁吸引

认识钢铁的重要性

了解我国炼铁史，增强民族自豪感

培养观察、分析、思考和表达交流的能力

【讲述】上述反应属于氧化还原反应，氧化铁是氧化剂，CO是还原剂。

由于铁矿石含杂质较多，实际炼铁是一个复杂的过程。

工业上炼铁需同时在高炉中加入铁矿石、焦炭、石灰石等原料。

【投影】工业炼铁图片

【板书】二、工业炼铁

1.设备：

高炉

2.原料:

铁矿石、焦炭、石灰石、空气

3.主要原理：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

【强调】1.炼铁时会使用鼓风机，空气充足，碳燃烧充分，放热多，达到高温可使生成的铁液化成铁水，不会发生2C+O2

2CO的反应。

2.石灰石的主要作用是利用其高温分解产生的CaO与矿石中的二氧化硅、磷元素等结合转变为矿渣（熔点降低形成流动性的液体）而除去。

3.铁矿石在高炉中冶炼后，得到的产物是含有较多碳、硫、磷、硅等较多杂质元素的生铁，是混合物。

记录、了解还原剂CO的来源

C+O2

CO2

CaCO3

CaO+CO2↑

CO2+C

2CO

CaO+SiO2

CaSiO3

认识工业炼铁的方法

培养思考问题、分析解决问题的能力

【讲述】实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质。

如何进行计算？

【板书】☆化学方程式中有关杂质的计算

带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量

【讲述】化学方程式表示的是各种纯净物之间的质量关系（杂质不遵循该化学方程式所遵循的质量守恒定律），因此在根据化学方程式计算用料或产量时，需把含有杂质的物质换算成纯净物的质量，才能代入化学方程式。

纯度指一定质量的不纯物质中纯物质所占的质量分数。

【板书】不纯物质质量纯物质质量

【讲解】教材17页例题

分析：

铁矿石→氧化铁→铁→生铁

解法一：

根据化学方程式进行计算

解法二：

根据关系式进行计算

【课堂检测】

【布置作业】教材23页第4、5题

4．解：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

160112

5000t×76％x·98％

x＝2714.3t

分析题意，阅读教材，掌握规范的解题格式

计算，写出规范格式

5．解：

4CO+Fe3O4

3Fe+4CO2

232168

x·90％2000t×（1－3％）

x＝2976.7t

掌握有关计算

【板书设计】课题3金属资源的保护和利用

一、CO还原Fe2O3的实验

实验要点：

先通CO（目的：

排尽装置中空气，防止爆炸）后点燃酒精喷灯

实验现象：

A处红色粉末逐渐变黑，

B处澄清石灰水变浑浊，

C处导管口有蓝色火焰

有关反应的化学方程式：

A处：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

B处：

Ca（OH）2+CO2==CaCO3↓+H2O

C处：

2CO+O2

2CO2

二、工业炼铁

1.设备：

高炉

2.原料:

铁矿石、焦炭、石灰石、空气（产物是生铁）

3.主要原理：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

※含杂质物质的有关计算：

不纯物质质量纯物质的质量

【教学反思】

本课题由常见金属矿物的照片以及金属元素在地壳中的含量的表格引入，简单介绍了地球上及为我国的金属资源情况。

人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属，而其中冶炼量最大的是铁。

因此，教材很自然地转入对铁的冶炼的讨论。

铁的冶炼是本课题教学重点。

教材简要地介绍了我国冶炼铁的历史，主要介绍了从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理，并结合炼铁的实际情况，以例题的形式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。

这样，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学生活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。

在课堂教学中，我是通过以下几个环节达到教学目标的。

首先知道阅读课本，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。

理解化学与社会和技术的相互关系。

培养了学生热爱祖国的思想，关注与化学有关的社会问题。

讨论分析出示多媒体课件高炉炼铁过程中的一氧化碳还原氧化铁的模拟实验。

讨论：

1.实验前先通入一氧化碳的原因；2.尾气处理办法；3.分析工业炼铁的原理；4.分析原料产物是否为纯净物；5.得出哪些结论等。

其次讨论交流形成共识。

例题自学指导学生阅读审题，尽量抓住有效信息，小组讨论读题后的感想，尽量将多的读少，抽出有用的、具体的条件。

然后指导方法，合作学习。

例题剖析多媒体展示例题的断句、数据的含义，已知和未知量的关系；计算的过程分解；各步骤之间的关系；不纯物质如何转化为纯净物。

领悟开窍。

最后自主评价。

学生小组之间、学生自己进行评价，谈谈收获和看法，教师总评。

及时评价，激励信心。

升华训练在小结的基础上，进行补充训练，加强对不纯物转化为纯净物有关的计算的应用。

达到举一反三，融会贯通。

第八单元金属和金属材料

课题3金属资源的利用和保护

第二课时

【教学目标】

1、通过数据资料认识金属锈蚀的现状，了解防止金属腐蚀是科学研究和技术领

域的重大问题；

2、通过对比实验探究认识铁生锈的条件，提出防止铁生锈的原理和措施；

3、通过图表信息了解金属资源的有限性，联系实际通过讨论了解金属资源的保

护途径。

知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属的重要性。

【教学准备】生锈的试管夹、镊子、石棉网；铁钉在不同条件下是否生锈的探究实验用品（试管中分别装蒸馏水、干燥空气、潮湿空气、盐水）

【教学模式】讲述和实验探究式

【教学过程】

教师活动

学生活动

设计意图

【引入】人类每年从自然界中索取大量的金属资源制造出各种金属制品，给人们的生活带来了便利，但也常给人们造成烦恼。

为什么？

【展示】生锈的铁夹、镊子、石棉网等

【展示图片】生锈的铁板、螺母、大型生产设备

【投影】使用金属面对的最大问题是：

金属的生锈腐蚀

【讲述】金属腐蚀是自发存在的普遍现象。

金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，造成设备损坏、管道泄露、产品污染、酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。

据估计，现在全世界每年因生锈腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20％～40％！

数字惊人！

因此，研究金属腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设具有十分重大的意义。

观看，了解

思考，回答：

生锈

阅读教材第17页

结合生活实际，将学生思维带入金属资源的保护中来。

了解金属资源的锈蚀情况，认识保护金属的重要性

【板书】三、金属的腐蚀和防护

【设问】钢铁是最常用的金属材料，也最易生锈。

铁生锈的条件是什么？

根据生活经验知道干燥空气中铁制品不易生锈，潮湿空气中容易生锈，如何设计实验对铁锈蚀条件进行探究？

（猜想：

潮湿空气的成分中氧气较活泼，可能参加反应；潮湿空气中水蒸气多，也可能参加反应）

【归纳】铁制品锈蚀的过程，是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。

由此可见，金属的锈蚀是需要条件的，如，要有能够发生反应的物质，反应物要能相互接触，生成物不会对反应起阻碍作用等等。

【板书】

（1）铁制品生锈的条件：

铁与水、氧气同时接触，

食盐等物质可加快铁生锈

铁锈呈红褐色，是混合物，主要成分为

Fe2O3·xH2O，疏松易吸水（能让水分与

氧气通过空隙，不断向里渗透，继续与

铁反应，从而使铁制品全部锈蚀）无保

护作用，会加快铁制品锈蚀。

故铁制品

生锈后应及时除锈。

与铝制品不同。

【提问】知道了铁锈蚀的条件，应该采取什么措施来防止铁锈蚀呢？

【板书】

（2）铁制品的防护措施：

隔绝空气和水，避免接触食盐等物质

①保持铁制品表面的洁净和干燥

②覆盖保护层：

a.涂油、刷漆，搪瓷

（齿轮、汽车外壳、铁洗脸盆）

b.镀耐腐蚀的金属如锌、铬

【铁制暖铁片表面刷上银粉（铝粉），自行车车圈表面镀铬等。

（天气转暖暖气片停暖之后也要注满水，目的是使铁管始终与空气隔绝。

）】

c.制成致密的氧化膜（锯条上的烤蓝）

③掺入铬、镍制成耐腐蚀的合金不锈钢

【活动与探究】：

根据所提供的药品设计不同的实验证明铁制品锈蚀的

条件。

（阅读教材17页）

探究铁生锈的原因

①可能是铁与氧气接触

②可能是铁与水接触

③可能是铁、氧气、水同时接触

描述观察到的实验现象：

A．在干燥空气中（铁钉无明显变化）

B．浸没一半在水中（铁钉在空气、水的界面处生锈严重

）

C．浸没在蒸馏水中，植物油封住（铁钉无明显变化）

D、浸没一半在食盐水中

（铁浸没在食盐水中的部分几乎全部生锈）

思考防锈措施：

回忆前面学过了解了燃烧的条件，就可以知道灭火的方法，类推出只要破坏铁制品锈蚀的条件，就能防止锈蚀。

讨论，提出建议

培养实验探究能力，了解铁生锈的条件。

探究铁锈的性质

了解铁制品的防护措施

【过渡】金属的防腐可以有效保护金属资源，通过教材的图文信息，我们可以了解到金属矿物的储量有限，且像化石燃料一样不可再生，不少金属矿物可供开采的年限已不足50年。

而我国经济的高速发展，对矿产资源需求却日益增长，不久的将来，我国金属矿产资源将出现全面紧缺的局面。

为了人类的可持续发展，对于宝贵有限的金属资源，我们应该通过哪些途径加以保护？

【板书】四、保护金属资源的途径

1、2、3、4

【课堂检测】

阅读教材19页图8—25和文字，思考

树立保护金属资源的意识

【板书设计】课题3、金属资源的保护和利用

三、金属的腐蚀与防护

（1）铁制品生锈的条件：

铁与H2O、O2同时接触，食盐等物质会加快铁生锈

铁锈呈红褐色，是混合物，主要成分为Fe2O3·xH2O，

疏松易吸水，无保护作用，会加快铁制品锈蚀。

（2）铁制品的防护措施（思路：

隔绝空气和水，避免接触盐和酸等物质）

①保持铁制品表面的清洁干燥

②覆盖保护层：

a.如涂油、刷漆、搪瓷；

b.镀耐腐蚀的金属如锌、铬；

c.制成致密的氧化膜（如锯条上的烤蓝）

③掺入铬、镍制成耐腐蚀的合金，如不锈钢

四、保护金属资源的途径

1．防止金属腐蚀

2．回收利用废旧金属（既节约资源又减少对环境的污染）

3．合理有效地开采矿物

4．寻找金属的代用品

【教学反思】

通过本节课的学习，应了解铁制品生锈的条件，知道生活中怎样根据实际情况，采取措施防止铁制品生锈。

通过介绍我国资源存在的情况，让学生认识到保护金属资源的重要性和回收利用废旧金属的必要性，同时树立起珍惜资源、爱护环境的意识。

课题的知识内容学生比较熟悉，用丰富的素材引导学生感知熟悉学习的对象，让学生用科学家的身份来研究铁为什么生锈、在什么条件下易生锈、如何防止铁生锈等，从而感受到“身边处处有化学”。

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看主体的作用，自主实验、自主探究，无疑使学生自信心更强，学习兴趣更浓。