课题3金属资源的利用和保护 教案 (共2课时)

课题3金属资源的利用和保护
教案
第一课时
[教学目标]
一、知识与技能
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。
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，3g
Fe2O3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x
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160
2×56
800t
x
=
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x
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160
2×56
1000t×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、①③⑤⑦
B、②④⑥⑧
C、②④⑤⑧
D、①③⑥⑦
2、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？
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.③⑤
B.②④⑥
C.①②④
D.①④
2.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：　　　　　　　　　。