初中化学课题 3 金属资源的利用和保护第1课时教案及反思

这是一份初中化学课题 3 金属资源的利用和保护第1课时教案及反思，共5页。教案主要包含了新课引入，交流讨论，总结交流，实验探究，总结与交流，例题分析，学生练习，课堂小结等内容，欢迎下载使用。

教学目标
1．知道一些含常见的金属如铁、铝、铜等的矿物，了解我国矿藏资源；
2．了解从铁矿石中将铁还原出来的原理和方法；
3．能根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行简单的计算。
教学重难点
重点：从常见铁矿石中提炼铁的原理和方法。
难点：1．冶炼铁的原理；2．有关杂质问题的计算。
教学过程
【新课引入】大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属用于工农业生产和其他领域。金属材料无处不在，我们处处离不开金属材料，观看视频《无处不在的金属材料》。
【过渡】下面就通过本节课的学习，来解开我们的疑惑吧！
【板书】金属资源的利用和保护
【过渡】地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中。下表为地壳中金属元素的含量。
【交流讨论】目前人们生活中使用最多的金属有哪些？
【总结交流】铁、铝、铜、金、银等。
【过渡】地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其它都以化合物形式存在。含有矿物的岩石叫矿石。工业上就是从矿石中提炼金属的。
【交流讨论】阅读课本内容，说一说自然界中含铁、铝、铜的矿石主要有哪些？它们的主要成分是什么？
【交流讨论】工农业生产和生活中生活中使用最广泛的金属是铁，思考下列问题：
1．怎样把铁矿石变成铁呢？（把铁元素从铁矿石中提炼出来。）
2．我们学过哪些能得到铁的化学方程式呢？
3C+2Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)4Fe+3CO2↑
3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)2Fe+3CO2↑
3H2+2Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)2Fe+3H2O↑
3．对于三种还原剂C、CO、H2来讲，我们应该选择哪种？为什么？
（一般选用碳，但在高温的条件下，碳又易生成一氧化碳，所以在实验室或工业上炼铁的原理多是：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)2Fe+3CO2。）
【过渡】下面，我们一起来学习有关铁的冶炼的知识吧！
【实验探究】工业炼铁的原理：一氧化碳还原氧化铁
实验步骤：
①检查装置气密性；
②装入药品并固定；
③通入纯净的CO；
④给氧化铁加热；
⑤停止加热；
⑥停止通入CO。
实验现象：红色粉末（氧化铁）逐渐变成黑色，澄清的石灰水逐渐变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
实验原理： 3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)2Fe+3CO2
实验注意事项：
（1）用酒精灯点燃尾气的作用是什么？（防止未反应的一氧化碳污染空气。）
（2）先通CO，再加热，目的是什么？（将玻璃管中的空气排尽，避免引起爆炸。）
（3）实验完毕后，先停止加热继续通CO至冷却，目的是什么？（防止生成的铁在高温条件下再被氧化成氧化铁。）
（4）试验中有一个酒精喷灯、一个酒精灯，哪个先点燃，哪个先熄灭？
（通入一氧化碳一段时间后点燃酒精灯，然后再点燃酒精喷灯；结束后先熄灭酒精喷灯，等试管冷却后再熄灭酒精灯。）
（5）如何来验证生成产物是铁？（用磁铁吸引）
【过渡】人类使用铁器的时代早已久远，勤劳的中国人民早在春秋战国时期就知道了炼铁的方法，开始使用铁器服务于农业和社会生活。中国的现代钢铁工业蓬勃发展，涌现了一批特大钢铁企业如宝钢、首钢等。你知道它们的炼铁原理是什么？所用原料有哪些？
【总结与交流】
1．工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石。
2．炼铁高炉内发生的化学反应：
C+O2eq \(=====,\s\up7(高温),)CO2、CO2+Ceq \(=====,\s\up7(高温),)2CO、3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)2Fe+3CO2
3.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
CaCO3+SiO2eq \(=====,\s\up7(高温),)CaSiO3 + CO2↑
【交流讨论】高炉炼铁和实验室炼铁有什么区别？其产物是纯铁吗？
【总结与交流】
（1）两者的产物不同。工业炼铁得到的是生铁，实验室得到的是纯铁。
（2）设备不同。工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管。
（3）对环境影响不同。高炉炼铁对环境影响大，实验室对环境影响小。
（4）操作难易程度不同。高炉炼铁工艺复杂，实验室操作简单。……
【过渡】在实际炼铁时，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。下面我们通过一个例题来学习一下吧！
【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？
【例题分析】在进行化学方程式的计算中，一定要用纯物质的量来进行计算。
因此，含杂质的计算一般做法如下：
第一步，将含杂质的物质质量转化成纯物质的质量。即：纯物质质量=不纯物总质量×纯度
第二步，依据化学方程式，根据已知纯物质的质量计算未知纯物质的质量。
第三步，将纯物质转化成杂质物质的质量。即：不纯物质质量=纯物总质量÷纯度
【学生练习】1. 某钢铁厂每天需消耗5000t含氧化铁76％的赤铁矿石，该厂理论上可以日产Fe98％的生铁多少t？
2.冶炼2 000 t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的磁铁矿石的质量是多少？
【课堂小结】
1.金属资源的概况
2. 铁的冶炼
①炼铁的原理：3CO+Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温),)2Fe+3CO2
②工业炼铁设备：炼铁高炉
③工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石
3.有关含杂质物质的计算
【课堂练习】略
【板书设计】
一、金属资源概况
二、铁的冶炼
冶炼原理：Fe2O3+3COeq \(=====,\s\up7(高温),)3CO2+2Fe
三、有关杂质问题的计算 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