課題3 金屬資源的利用和保護(hù)(第一課時(shí))

1、課題3 金屬資源的利用和保護(hù)（兩課時(shí)）從容說(shuō)課本課題涉及面很廣，包括地球上及我國(guó)的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問(wèn)題計(jì)算、金屬的腐蝕和防護(hù)以及金屬資源的保護(hù)等，既有知識(shí)、技能方面的內(nèi)容，又有環(huán)境意識(shí)和資源意識(shí)等情感領(lǐng)域的內(nèi)容。第一部分“鐵的冶煉”是本課題教學(xué)的重點(diǎn)。教案設(shè)計(jì)時(shí)，把鐵的冶煉原理和實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)冶鐵原理的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)成了探究?jī)?nèi)容，以使學(xué)生主動(dòng)參與、深刻理解。對(duì)金屬資源概況這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，也特意精心設(shè)計(jì)，一是對(duì)學(xué)生的視野進(jìn)行了拓展，二是為他們將來(lái)高中的學(xué)習(xí)作鋪墊。第二部分“金屬資源的保護(hù)”，重點(diǎn)是有關(guān)鐵的銹蝕以及防護(hù)的“活動(dòng)與探究”內(nèi)容。此部分內(nèi)容全由學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)

2、、討論、應(yīng)用等環(huán)節(jié)來(lái)完成。關(guān)于金屬資源的保護(hù)，也由學(xué)生通過(guò)聯(lián)系實(shí)際、發(fā)揮想象、進(jìn)行討論等方式來(lái)認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)?？傊?，本課題教案的設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了學(xué)生為主、探究為主、教師引導(dǎo)這一特點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能(1)知道一些常見(jiàn)金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。(2)會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。(3)了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。(4)知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。2過(guò)程與方法(1)通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、閱讀資料、聯(lián)系實(shí)際等方法獲取信息。(2)運(yùn)用比較、分析、聯(lián)想、分類等方法對(duì)所獲取的信息進(jìn)行加工。

3、(3)能主動(dòng)與他人進(jìn)行交流與討論，逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。3情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)增強(qiáng)對(duì)生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲。(2)關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，初步形成主動(dòng)參與社會(huì)決策的意識(shí)。(3)逐步樹(shù)立珍惜資源、愛(ài)護(hù)環(huán)境、合理使用化學(xué)物質(zhì)的觀念。(4)樹(shù)立為社會(huì)的進(jìn)步而學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。教學(xué)重點(diǎn)1鐵的冶煉。2有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問(wèn)題計(jì)算。3鐵銹蝕的條件及其防護(hù)。4. 合理利用金屬資源的意識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)1對(duì)鐵銹蝕條件及其防護(hù)措施的初步探究。2有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問(wèn)題計(jì)算。教學(xué)方法聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行思考實(shí)驗(yàn)探究分析討論得出結(jié)論聯(lián)系實(shí)際發(fā)揮想象提高興趣。教具準(zhǔn)備投影儀(或錄像機(jī)、圖片

4、等)、礦物標(biāo)本(或圖片)。Fe2O3、石灰水、貯有CO的貯氣瓶、磁鐵、鐵架臺(tái)、酒精噴燈、酒精燈、試管、直玻璃管、橡膠塞、導(dǎo)管、火柴。課時(shí)安排2課時(shí)第一課時(shí)：金屬資源概況及鐵的冶煉和有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算。第二課時(shí)：鐵制品銹蝕條件的探究及金屬資源的保護(hù)。教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)引言由前面的學(xué)習(xí)我們知道，金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開(kāi)金屬。由于地球上的金屬資源是有限的，故我們需對(duì)其進(jìn)行合理的利用和有效的保護(hù)。板書(shū)課題3 金屬資源的利用和保護(hù)一、金屬資源概況講解地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼和浩瀚的海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物形式存在。以化合物形式存在

5、的金屬在自然界中以礦物形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。工業(yè)上就是從礦石中來(lái)提煉金屬的。請(qǐng)學(xué)生觀看課本圖816、817、818等有關(guān)金屬資源的圖片?；蛘故镜V石樣本或放錄像過(guò)渡不同種類的金屬在地殼中的含量并不相同。它們?cè)诘貧ぶ谐试鯓拥姆植稼厔?shì)呢?請(qǐng)大家看課本P15“金屬元素在地殼中的含量”的資料?；蛴猛队叭缦聢D展示問(wèn)人類目前普遍使用的金屬有哪些?答鐵、鋁、銅等。追問(wèn)這是否和它們?cè)诘貧ぶ械暮坑幸欢ǖ年P(guān)系呢?生肯定有!因?yàn)殇X、鐵在地殼中的含量是所有金屬中最多的。疑惑銅的百分含量遠(yuǎn)小于鐵和鋁，為什么也普遍使用于我們的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呢?可讓學(xué)生討論、各抒己見(jiàn)總結(jié)這主要與銅的性質(zhì)和銅的提煉成本有關(guān)

6、。追問(wèn)那么，自然界含鐵、鋁、銅的礦石主要有哪些呢?它們的主要成分是什么?生含鐵的礦石主要有赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、黃鐵礦(主要成分是FeS2)、菱鐵礦(主要成分是FeCO3)；含鋁的礦石主要是鋁土礦(主要成分是Al2O3)；含銅的礦石主要是黃銅礦(主要成分是CuFeS2)和輝銅礦(主要成分是Cu2S)。承接我國(guó)的金屬礦物分布怎么樣?引導(dǎo)學(xué)生看課本有關(guān)內(nèi)容答案：礦物種類齊全，礦物儲(chǔ)量豐富，其中鎢、鉬、鈦、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等儲(chǔ)量在世界上占有重要地位。補(bǔ)充雖說(shuō)我國(guó)礦物種類比較齊全、礦物儲(chǔ)量比較豐富，但由于多種因素的影響，我國(guó)主要礦產(chǎn)品進(jìn)口量呈逐年上升趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，

7、對(duì)礦產(chǎn)資源需求增長(zhǎng)很快，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢(shì)日益明顯。如果地質(zhì)勘探無(wú)重大突破，2l世紀(jì)初，我國(guó)礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全面緊缺的局面。過(guò)渡現(xiàn)在，人類每年都要向地殼和海洋索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以噸計(jì)的金屬。其中，提取量最大的是鐵。把金屬礦物變成金屬的過(guò)程，叫做金屬的冶煉。煉鐵的過(guò)程稱之為鐵的冶煉。下面，我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)鐵的冶煉的知識(shí)。板書(shū)二、鐵的冶煉介紹早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器，從公元1世紀(jì)起，鐵便成了一種最主要的金屬材料。引導(dǎo)學(xué)生觀看圖819(我國(guó)古代煉鐵圖)講解鋼的主要成分就是鐵。鋼和鐵有著非常廣泛和重要的應(yīng)用，它們?cè)谀撤N程度上代表了一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的水平。新中國(guó)成立后，

8、我國(guó)的鋼鐵工業(yè)得到了飛速的發(fā)展。1949年，我國(guó)的鋼產(chǎn)量只有158萬(wàn)噸，居世界第26位；1996年，我國(guó)的鋼產(chǎn)量首次突破1億噸，居世界前茅。引導(dǎo)學(xué)生觀看圖820(上海寶山鋼鐵公司煉鐵高爐)和圖821(為紀(jì)念1996年中國(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行的郵票)介紹我國(guó)遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型鐵礦。過(guò)渡鐵礦石是怎樣煉成鐵的呢?現(xiàn)以赤鐵礦的主要成分Fe2O3為例，來(lái)學(xué)習(xí)研究如何實(shí)現(xiàn)鐵的冶煉。啟發(fā)比較Fe2O3與Fe的組成差異，設(shè)想用什么方法或試劑去完成鐵的冶煉。學(xué)生討論Fe2O3與Fe在組成上只相差一種元素，即氧元素。要使Fe2O3變?yōu)殍F關(guān)鍵是使Fe2O2失去“O”?？赡艿姆桨赣校?加熱使

9、Fe2O3發(fā)生分解反應(yīng)。2找尋一種物質(zhì)使其主動(dòng)奪去Fe2O3中的“O”。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以上方案評(píng)價(jià)方案1要使Fe2O3分解，需較高的溫度；又因?yàn)殍F在高溫下易與空氣中的氧氣反應(yīng)，要使Fe2O3分解成功，還須在非空氣氛圍中進(jìn)行，這樣成本太高。方案2比較切實(shí)可行。但選用什么樣的物質(zhì)才能使Fe2O3失去“O”呢?教師引導(dǎo)我們可以從以前接觸過(guò)的一些物質(zhì)中，尋找適合這種條件的物質(zhì)。請(qǐng)大家回憶、思考并討論。學(xué)生討論結(jié)論Mg、H2、C、CO等都符合條件。教師總結(jié)事實(shí)上，這些物質(zhì)都可把Fe2O3中的“O”奪走。但考慮到經(jīng)濟(jì)效益等原因，我們一般選用C或CO。師請(qǐng)大家寫(xiě)出以CO和Fe2O3為反應(yīng)物冶鐵的化學(xué)方程式。板書(shū)

10、冶煉原理：學(xué)生板書(shū)Fe2O3+3CO3CO2+2Fe教師引導(dǎo)請(qǐng)大家利用自己的智慧，設(shè)計(jì)一個(gè)模擬鐵的冶煉過(guò)程的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，并最好能驗(yàn)證其生成產(chǎn)物。學(xué)生討論教師可引導(dǎo)學(xué)生從金屬冶煉的一般條件、生成物的證明、尾氣的處理等角度進(jìn)行考慮。如根據(jù)經(jīng)驗(yàn)學(xué)生可判斷出金屬冶煉的一般條件是高溫；根據(jù)以前所學(xué)知識(shí)學(xué)生可想象到用澄清石灰水驗(yàn)證CO2；用磁鐵驗(yàn)證鐵的生成；CO有毒，尾氣應(yīng)處理等。演示實(shí)驗(yàn)83 一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)注意：(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先通CO把裝置內(nèi)空氣排干凈，然后再加熱；反應(yīng)完成后，須待試管內(nèi)物質(zhì)冷卻后再停止通CO。(2)反應(yīng)完畢后，把得到的黑色粉末倒在白紙上觀察，并試驗(yàn)它能不能被磁鐵吸起，以判斷反應(yīng)

11、中是否生成了鐵?？偨Y(jié)上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過(guò)程，工業(yè)上鐵的冶煉原理雖與上述實(shí)驗(yàn)相同，但其規(guī)模、條件、裝置與此差異很大。介紹把鐵礦石冶煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。工業(yè)上煉鐵時(shí)，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)?？赏队罢故救缦聢D的煉鐵高爐結(jié)構(gòu)。另，若有條件，最好能播放工業(yè)生產(chǎn)中冶煉鐵的錄像，或參觀鋼鐵廠過(guò)渡在冶鐵的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，所用的原料或產(chǎn)物一般都含有雜質(zhì)，故在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)就不可能不考慮雜質(zhì)問(wèn)題。板書(shū)三、有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算投影例題用1000 t含氧化鐵80的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96的生鐵多少噸?分析本題是有關(guān)化學(xué)

12、方程式的汁算，但化學(xué)方程式表示的是純凈物質(zhì)之間的數(shù)量比，而不表示不純物質(zhì)之間的數(shù)量關(guān)系。故計(jì)算時(shí)須先進(jìn)行換算。如果題目給出或要求算出不純物質(zhì)的質(zhì)量，必須先換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量，或先計(jì)算出純凈物質(zhì)質(zhì)量再換算成不純物質(zhì)的質(zhì)量。師請(qǐng)大家根據(jù)以上分析，解答此題。學(xué)生活動(dòng)投影給出正確解法如下：解：1000 t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為 1000 t80800 t。設(shè)：800 t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160 256800 t xx= 560 t。折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為560 t96%=583 t。答：1000 t含氧化鐵80的亦鐵礦石，理論上可煉出含鐵96的生鐵583 t?；颍航猓簺](méi)理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160 2561000 t80% x96=,x=583 t。答：1OOO t含氧化鐵80%的亦鐵礦石，理論上可煉出含鐵96的生鐵583 t。課堂練習(xí)習(xí)題4對(duì)練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行分析和糾正總結(jié)并板書(shū)根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了金屬資源概況、鐵的冶煉及有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算等知識(shí)。布