《课题3 金属资源的利用和保护》教学设计（附导学案）

PAGE《课题3金属资源的利用和保护》教学设计（第一课时）【教学目标】一、知识与技能1、知道常见的金属如铁、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。二、过程与方法1、通过对常见金属矿物的照片以及资料“金属资源在地壳中的含量”引入，介绍地球上及我国金属资源情况。2、通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。3、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、通过对我国古代炼铁的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。2、把化学原理、计算和生产实际紧密结合，使学生活动成为有机整体，提高学生学习的积极性。【教学重难点】重点：铁的冶炼难点：化学方程式中有关杂质问题的计算。【教学准备】。教师准备：收集相关材料、资料、准备演示实验8-3、课件制作实验用品：具支试管20×15（3支）、铁架台（2）、酒精灯（2个）、防风罩一个、磁铁浓硫酸、甲酸、澄清的石灰水等。学生准备：课前分小组查找金属资源的有关资料：金属矿石图片、我国金属资源的分布、金属元素在地壳中的含量、金属元素在海水中的含量。【教学过程】一、铁的冶炼师生活动[教师]地球上存在着丰富的金属资源，请同学们谈谈你们对金属资源的认识[教师]展示图片[学生]展示资料学生甲：展示收集到的金属矿石的图片。学生乙：展示收集到的我国金属资源的分布情况。学生丙：展示收集到的金属元素在地壳中的含量。学生丁：展示收集到的金属元素在海水中的含量。[教师]展示部分常见矿石的实物如：赤铁矿（主要成分Fe2O3）、黄铁矿（主要成份FeS2）、菱铁矿（主要成份FeCO3）、铝土矿（主要成份Al2O3）、黄铜矿（主要成份CuFeS2）、辉铜矿（主要成份Cu2S）[教师]展示图片[小结]地球上金属资源很丰富，我国矿物储量种类齐全。在所有的金属中，含量最丰富的是铝，而提取量最大的是铁。[教师]课件展示--铁的用途[教师]你们知道我国是从什么时候开始生产和使用铁器的？[学生]春秋战国时期。设计意图让学生通过多种途径收集资料，培养学生的资料收集、整理和互相交流的能力。利用多方面的材料，激发学生的爱国热情。培养学生的民族自豪感。[学生阅读介绍]1．我国古代炼铁图——了解我国炼铁的悠久历史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。[教师]人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢[演示实验]P17页—[实验8—3]一氧化碳还原氧化铁的实验。[教师]展示图片步骤：把部分装置连接好，然后取5mL浓硫酸倒入，再加入5mL的甲酸，3gFe2O3塞紧橡皮塞，浓硫酸和甲酸混合会放热，反应开始。如果反应过程中温度不够再用酒精灯加热。看到石灰水中的气泡连续均匀时，把尖嘴管的点燃，再给反就物加热。反应2~3分钟，红色粉未变黑时，用磁铁靠近试管底部。效果比较明显。一氧化碳还原氧化铁的步骤：气—灯—灯—气。分析实验现象，完成反应方程式。介绍炼铁的原理开拓学生思维[教师]课件展示—我国钢铁产量变化[小结]1．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石。2．炼铁原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2[学生]观察实验，描述现象，思考原理，完成化学方程式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。二、涉及到杂质问题的计算[教师]在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×(1-20%)=800t例2、计算多少吨铁的质量分数为96%的生铁中含铁560t？解：生铁的质量为560t÷96%=583t例3、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？[教师]形成板书解法一、解法二[小结]有关化学方程式的计算都是纯物质的计算，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量[学生练习]要炼出含杂质2%的铁3200t，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？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。在解题过程中培养学生严瑾的思路，严瑾的解题格式。培养学生严瑾的学习习惯【板书设计】课题3金属资源的利用和保护（第一课时）一．铁的冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石设备：高炉原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2现象：红色变黑色，石灰水变浑浊。二．涉及到杂质问题的计算例题：解一：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t×80%=800t设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x3CO+Fe2O32Fe+3CO21602×56800tx=x==560t折合为含铁96%的生铁的质量为：560t÷96%=583t答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。解二：设理论上可以炼出铁的质量为x3CO+Fe2O32Fe+3CO21602×561000t×80%96%x=x==560t答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿，理论上可炼出含铁96%的生铁583t。[练习]1、①生铁②赤铁矿③氧气④空气⑤石灰石⑥生石灰⑦无烟煤⑧焦炭。炼铁高炉中投放的基本原料是以上物质中的哪几种（）A、①③⑤⑦B、②④⑥⑧C、②④⑤⑧D、①③⑥⑦2、炼铁用的铁矿不仅要选用含铁量高的，还要选“有害元素”少的。常见的铁矿有：磁铁矿（主要成份Fe3O4）赤铁矿（主要成份Fe2O3）褐铁矿（主要成份2Fe2O3.3H2O）菱铁矿（主要成份FeCO3）黄铁矿（主要成份FeS2）你认为最适宜炼铁的矿石是，理由是。3、某炼铁厂每天生产纯度95%的生铁70t，问该厂每天最少需用含杂质20%的赤铁矿（含Fe2O3）多少吨？《课题3金属资源的利用和保护》教学设计（第二课时）【教学目标】知识与技能知道钢铁锈蚀的条件。了解防止金属锈蚀的简单方法。过程与方法课前组织有关金属的腐蚀和防护“活动与探究”内容，让学生记录实验情况以及探究结果，并从中应道学生如何由实验来分析铁生锈的条件、防锈的方法。关于金属资源保护的教学，可以利用电教手段，使学生强烈感受矿物资源是有限的，以及保护金属资源的重要性。并结合“调查与研究”，使学生了解废旧金属回收的意义，并积极主动去做。情感态度与价值观通过废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识、回收、利用废旧金属等，认识到金属资源保护的重要性。通过对矿物可供开采的年限的介绍，让学生产生金属资源的危机意识，以便于让学生懂得要保护金属资源。【重点难点】重点：有关金属的腐蚀和防护“活动与探究”难点：对铁的锈蚀防护的“活动与探究”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。【教学准备】教师准备：课件PowerPoint课件；学生准备：课前预习本课题内容；提前一星期设计准备“铁钉锈蚀”实验，观察并记录铁钉锈蚀情况。收集的有关金属回收利用的一些资料。【教学过程】二、金属资源保护（一）金属的腐蚀和防护师生活动设计意图[教师]人类每年要向自然界索取数以亿吨计金属。然而，每年因腐蚀而报废的相当于年产量的20--40！，据估计每年全世界因生锈而损失的铁就约占世界年产量的四分之一！！所以防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域的重大问题。[学生]提前一星期设计准备铁的锈蚀条件的“活动与探究”，完成实验报告。在课堂上回顾实验步骤，汇报实验结果：[教师]与学生探讨设计的目的并对学生的设计给予评价。汇总实验如下——取5枚洁净无锈的铁钉，分别放入5支试管中进行下面实验：在试管1中加入稀硫酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液。在试管2中加入少量氯化钠溶液，使铁钉一半浸没在溶液里。在试管3中把铁钉放在一团湿棉球上。在试管4中注满迅速冷却的蒸馏水，塞紧橡皮塞。在试管5中加入少量干燥剂（碱石灰），再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞。（注意）试管5需要事先用酒精灯进行加热。[教师]提问：通过探究小结使铁制品发生锈蚀的主要因素有哪些？[学生]小结：1.导致铁制品锈蚀的因素是：水和氧气同时存在；2.加速铁制品锈蚀的因素是：酸或者氯化钠。[教师]了解铁制品锈蚀的条件才能知道如何防止铁制品锈蚀的方法，因为如果破坏铁制品锈蚀的条件就能防止铁制品的锈蚀。[学生]讨论得出防止铁制品锈蚀的建议：保持干燥，隔绝氧气。[教师]引导日常生活中的例子让学生讨论。[学生]讨论分析：自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取什么防锈措施？[教师]简单介绍一些防止金属腐蚀的方法1.“穿外衣”——加一层保护膜。如：刷漆、涂油、电镀、烤蓝2.“增强体质”——改变其自身的内部结构（合金）。如：不锈钢、不锈铁3.改变腐蚀环境通过具体数字，让学生清楚地认识到金属资源保护的重要性。分析结束后进行小结，有利于学生把握实验的关键，培养学生实验中认真、细致、严谨的实验态度。防锈方法的确定，可以结合第七单元学过的灭火的原理和方法，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。（二）金属资源保护[教师]金属的防腐可以有效保护金属资源。[学生]讨论：既然金属资源丰富，为什么还要保护金属资源呢？[教师]课件展示一些矿物可供开采的年限。和我国金属资源概况。[学生]阅读课本总结：有效保护金属资源的途径：防止金属的腐蚀；金属的回收利用；有计划合理的开采矿物；寻找金属的代替品。[教师]让学生汇报自己收集的有关金属回收利用的一些资料，如废金属回收、电子垃圾的回收、废电池回收等等。[学生]汇报交流，积极探讨金属的回收利用。让学生学会用辨证的观点看待金属资源：丰富与有限。提高学生的资源意识。同时利用金属资源的回收来提高学生的环保意识，使学生积极地投入到金属回收的活动中去。【板书设计】二、金属资源的保护（一）金属的腐蚀和防护1.实验报告：2.铁制品锈蚀的条件：水和氧气3.防止铁制品锈蚀的方法：保持干燥，隔绝氧气（二）金属资源保护有效保护金属资源的途径：1.防止金属的腐蚀；2.金属的回收利用；3.有计划合理的开采矿物；4.寻找金属的代替品；【课堂评价练习】一、选择题1.据估计每年因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的1/4，下列防锈措施中不正确的是（）①涂油②刷漆③砂纸④镀金属⑤经常用雨水冲洗⑥烤蓝A.③⑤B.②④⑥C.①②④D.①④2.下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是（）A.地球上除少数不活泼金属如金、银等有单质形式存在外，其余都是以化合物形式存在B.地球上的金属资源是取之不尽的C.防止金属锈蚀，回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D.合理开采矿物寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径3.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢的是（）A.在干燥、致密、不透气的土壤中B.在潮湿、疏松、透气的土壤中C.在潮湿、致密、不透气的土壤中D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中二、简答题4．将一根干燥的铁丝弯成如图所示的形状,并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中,放置数天后,观察铁丝A,B,C三处表面发生的变化是否相同?若有不同则三处各有什么现象?三、实验探究题5．小林同学发现铜制眼睛框表面出现的绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3。［提出问题］铜是在什么条件下锈蚀的？小林对此进行了探究。［猜想］根据铜锈的化学式，猜想铜生锈可能是铜与水、、共同作用的结果。［设计与实验］借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验如右图所示：⑴实验较长时间后，发现试管中的光亮铜片最先生锈（填字母编号）。⑵从优化实验的角度考虑，A实验是多余的，它只考虑了水这个单一条件。C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为。⑶D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为；从D试管的实验中，获得的结论是。［评价与改进］我认为小林设计的“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，要得出正确结论，还要补充的一个实验是（可图示）。［反思与小结］通过铜片锈蚀条件的探究实验，我获得的启示是：。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导学知识目标点：1、了解从常见铁矿石中提炼铁的原理。2、冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式的计算。课时：2课时导学方法：联系实际—分析讨论—得出结论导学过程：一、课前导学：1、常见的铁矿石（主要成分）、（主要成分）、（主要成分）；2、一氧化碳还原氧化铁的反应化学方程式：二、课堂导学：1、几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表。金属矿物赤铁矿黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿主要成分Fe2O3FeS2FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S2、铁的冶炼原料铁矿石、焦炭、石灰石等主要反应原理在高温下，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。其主要反应原理为：Fe2O3+3CO3CO2+2Fe主要设备高炉3、根据化学方程式对反应物或生成物中含有某些杂质进行有关计算例如：某钢铁厂每天需消耗1000吨含氧化铁80%的赤铁矿，该场理论上日产含96%的生铁多少吨？4、纯度与杂质质量分数的区别和联系纯度=杂质的质量分数=纯度=课堂练习：1、地壳中含量最多的金属元素（）A.铁B.氧C.硅D.铝2、用还原赤铁矿样品(主要成分为Fe2O3，还有不与CO反应的杂质）18g，使反应中放出的CO2全部跟足量澄清的石灰水反应，最后生成白色沉淀27g。则该样品中Fe2O3的质量分数为多少？课外练习：1、下列矿石的主要成分表达错误的是A.黄铁矿(FeS2) B.菱铁矿(FeCO3)C.黄铜矿(CuFeS2)D.辉铜矿(CuS)2、还原铁的某氧化物2.16g，可以得到1.68g铁。则该种铁的氧化物的化学式为（）A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.FeCO33、用500t含氧化铁质量分数为70%的赤铁矿，可以炼出含杂质4%的生铁多少吨？4、将150吨含杂质为10%的石灰石煅烧可得到含杂质质量分数为5%的生石灰多少吨？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导学知识目标点：1、了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的方法。2、认识回收利用废旧金属，资源保护的重要性。课时：1课时导学方法：联系实际—实验探究—得出结论—联系实际导学过程：一、课前导学：1、铁制品锈蚀的条件是：2、金属资源保护措施：①②③④⑤二、课堂导学：1、钢铁的锈蚀及其防护（1）铁生锈条件的探究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。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。现象分析结论试管①试管②试管③(2)铁制品的防护措施①保持铁制品表面干燥和洁净。②在铁制品表面涂一层保护膜（刷漆、涂油、电镀和烤蓝）。③改变铁的组织结构，制成合金钢，如不锈钢。2、金属资源保护(1)防止金属腐蚀(2)回收和利用废旧金属(3)合理开采矿物(4)寻找金属代用品(5)物尽其用课堂练习：1、铁生锈的主要条件是铁与

和

直接接触，防锈的方法有许多例如：

、

。2、金属资源有限，保护金属资源的有效途径有许多，举三种方法、、。3、铁生锈的过程是一个（

）A、剧烈的氧化反应

B、物理变化C、缓慢氧化D、快速的化学反应4、车，船表面涂油漆的主要目的（

）A、防止撞坏B、清洁美观C、防止磨损D、防止锈蚀5．铁在一定条件下容易生锈，下列有关铁生锈的叙述错误的是（）A.铁生锈一定伴随着物理变化B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁D.铁生锈时，会有难以察觉的热量放出6、下列各说法正确的是（）A．在铁板表面镀上一层锌成为白铁，白铁是铁锌合金B．铁是地壳中含量最多的金属元素C．炼铁高炉炼出来的是生铁不是钢D．从高炉排出来的废气，可以直接放空气课外练习：1、在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是（）A.增大硬度防止撞坏B.增大厚度防止磨损C.防止铁生锈且美观D.美观和杀菌消毒作用2、如图所示，大试管中是螺旋状光亮的铁丝，把试管倒插在水中放置一段时间，观察到铁丝表面有___________生成，试管内水面将_________，产生这一现象的原因是________________________________________。根据铁生锈的条件，填写出下列铁制品防锈的方法：（1）钢锯条_____；（2）自行车车架______；（3）自行车车把____________；（4）脸盆____；（5）不锈钢楼梯扶手_______；（6）铁制自来水管___________。3、写出有关的化学反应方程式，并注明反应类型。（1）铝很难从矿物中提取出来，因此利用电解氧化铝的方法得到金属铝。___________________________________，反应类型____________________；（2）古代湿法炼铜，“曾青的铁则化为铜”___________________________________，反应类型____________________；（3）法医常用锌和盐酸混合在一起，检验是否砒霜中毒，砒霜的主要成分为As2O3，若试样中有砒霜，则反应生成砷化氢（AsH3），氯化锌和水。写出其反应的化学方程式：__________________________________________________________；（4）在潮湿的空气中，铜也能与空气中的二氧化碳、氧气、水等发生反应生成铜绿。___________________________________，反应类型____________________；（5）一氧化碳在高温下与铁矿石里的氧化铁(Fe2O3)反应，生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为是______________________________，其中还原剂是____________________。4、如果将一枚质量为12.8g的生锈的铁钉放入盛有87.2g稀硫酸的烧杯中，开始时铁钉表面的铁锈逐渐溶解，溶液由无色变成_______，后来铁钉表面有_______产生，溶液又逐渐变成_________。如果等到铁钉完全和稀硫酸反应，称量烧杯中所得溶质量为99.6g，请你计算生锈的铁钉中单质铁的质量分数。8.3金属资源的利用和保护学习目标：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某些含杂质的反应物或生成物进行计算学习重点：1铁的冶炼2有关化学方程式计算中的杂质问题计算学习过程：（内容P15-P18）一自主学习：1含铁的矿石有哪些________________________________________________2含铜的矿石有哪些________________________________________________3含铝的矿石有哪些_________________________________________________4如图（P17.图8-20）实验室用一氧化碳还原氧化铁的示意图。实验时，先通入一氧化碳，再加热，这样做的目的是__________________________________该实验的现象________________________________________________写出发生反应的化学方程式：________________________________________5工业冶铁的主要设备是：___________把___________________、_________、_______一起加入高炉，从_____________通入热风，______________在炉内与氧气反应生成的__________跟氧化铁在高温下反应生成__________________________.6①1000t含氧化铁80%的赤铁矿石含氧化铁多少吨？②多少吨生铁（含铁96%）中含560吨铁？③16t氧化铁能冶炼出多少吨铁？二尝试练习：1炼铁选用的铁矿石不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少。今有铁矿石：磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)菱铁矿(FeCO3)黄铁矿(FeS2)，你认为不适宜炼铁的矿石应是（）A磁铁矿B赤铁矿C菱铁矿D黄铁矿2炼铁的主要原料（）A石灰石、焦炭、铁矿石B焦炭、二氧化碳、空气C石灰石、焦炭、铁矿石D铁矿石、氧气、二氧化碳3(选做)现有含Fe2O380%的赤铁矿石1000t，问可冶炼出含杂质3%的生铁多少吨？三你还有什么疑问吗？四课堂探究：1展示自学成果：2铁的冶炼①你知道炼铁的原理吗？②讨论：实验室里用P17图8-20所示的装置进行实验来炼铁，实验时你认为该怎样进行操作，理由是什么？点评：思考：实验过程中，关于“通入CO”与“点燃酒精灯”的操作在顺序上该怎样进行，为什么？点评：③澄清的石灰水有什么用途？④实验现象：3工业炼铁中，在设备高炉内由上到下的方程式有哪些？4结合P18例题试着完成下题，并总结解题步骤现有含Fe2O380%的赤铁矿石1000t，问可冶炼出含杂质3%的生铁多少吨？课堂检测1化学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理如图：加热Fe2O3之前要先通一会儿CO，目的是_________________________________________________(2)方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为A（）（）(),如果导管连接错误，后果是_______________________________________.(3)玻璃管A中发生反应的化学方程式为____________________________，用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是_____________________________2冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O490%的磁铁矿石的质量是多少？8.3金属资源的利用和保护学习目标：了解金属锈蚀的条件，以及防止金属锈蚀的简单方法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。学习重点：铁锈蚀的条件及其防护合理利用金属资源的意识学习过程：<一>课前导学、自主学习：阅读P19页后你能解决这个问题吗？用过的菜刀放在空气中很易生锈，为什么？有的人把用过的刀放在水中，也有的人把用过的刀擦干后抹上植物油，都能缓解生锈的过程，为什么？铝比铁的性质活泼，为什么铝制品抗腐蚀而铁制品易腐蚀？人们通常采取什么方法来防止钢铁生锈？试举几例。阅读P20～P21,小结保护金属资源的有效途径包括哪些？尝试练习：为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢？（1）汽车（2）机器上的齿轮（3）门把手（4）锯条（5