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第八单元课题3 金属资源的利用和保护 第1课时 一课一练
一、选择——基础知识运用
1.在自然界中以单质形式存在的是（ ）
A．铁 B．铝 C．镁 D．银
2.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.生铁 B.钢 C.赤铁矿 D.金刚石
3.下列防锈措施合理的是（ ）
A．经常用水冲洗自行车链条 B．在铁制暖气片上刷“银粉”
C．用“钢丝球”打磨铝锅表面 D．用过的菜刀及时用盐水清洗
4.关于钢铁及制品的说法正确的是（ ）
A．钢铁是钢和铁熔合在一起制得的具有金属特性的合金
B．高炉中炼铁的主要反应可表示为：Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
C．铜粉在空气中加热后固体质量会增加，因此这个反应不遵守质量守恒定律
D．处理金属废弃物的方法是填埋法
5.下列家庭小实验中，铁钉被腐蚀速度最慢的是（ ）
6.菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是（ ）
①切青菜后用清水冲洗 ②切湿咸菜后未清洗 ③切肥猪肉后放置
A．①③② B．③①② C．②①③ D．③②①
7.在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是 （ ）21教育网
A．擦拭保持洁净与干燥 B．链条上油
C．轮圈镀铬 D．车架喷漆
二、解答——知识提高运用
8.根据下图回答有关问题：
（1）写出实验①中反应的化学方程式___________________________，
（2）实验②中可观察到铁片的表面__________________，说明铁的金属活动性比铜_________。（填“强”或“弱”）21cnjy.com
（3）实验③中可观察到试管中铁钉最先生锈的是_________处。（填“a”或“b”或“c”）；
（4）你认为防止铁架台生锈的方法有__________________。（写一点）
9.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？
10.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应．某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：21·cn·jy·com
（1）A中观察到的现象是___________________________。写出CO还原Fe2O3的化学方程式____________________________________；www.21-cn-jy.com
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是__________________；
（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是__________________。
11.工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来.
计算：（1）5000t含氧化铁84%的赤铁矿中，氧化铁的质量是_________t .
（2）上述铁矿石理论上可炼得含铁98%的生铁_________t.
一课一练 答案
一、选择——基础知识运用
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】B
【解析】铁制品防锈就是要阻止铁和氧气、水的接触，B项银粉是指铝粉，可以达到防锈目的，C项的做法会破坏铝锅表面致密的氧化膜，A、D项反而会促进铁的生锈。21世纪教育网版权所有
4.【答案】B
【解析】A项钢和生铁都是铁和碳的合金，B项高炉炼铁的原理就是利用一氧化碳的还原性将铁从铁矿石中还原，C项铜粉在空气中给加热是铜和氧气反应生成氧化铜，遵守质量守恒定律，D处理金属废弃物的方法之一是回收再利用。2·1·c·n·j·y
5.【答案】B
【解析】铁的锈蚀实际上是铁和氧气、水发生的一系列复杂的化学变化，当铁既不接触氧气又不接触水时锈蚀速度最慢。【来源：21·世纪·教育·网】
6.【答案】C
【解析】菜刀切湿咸菜后比只接触水生锈更快，切肥猪肉后表面有一层油脂覆盖生锈会比较慢。
7.【答案】A
【解析】防止铁生锈的措施大致分为三类：保持铁制品表面洁净干燥，加保护膜从而阻止铁与氧气和水的接触，具体方法有刷漆、涂油、电镀、搪瓷、烤蓝等，改变金属结构如制成合金。
二、解答——知识提高运用
8.【答案】（1）3Fe+2O2==Fe3O4 （2）铁片表面有红色物质附着 强（3）b （4）刷油漆
9.【答案】氧化铁的质量为：500×70%＝350t
【解析】利用金属和盐溶液的置换反应可以判断金属活动性顺序
10.【答案】（1）固体由红色变成黑色 ,3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（2）石灰水变浑浊
（3）燃烧多余的CO(或处理尾气等)
11.【答案】（1）4200t （2）3000t
【解析】（1）由5000t含氧化铁84%的赤铁矿，则氧化铁的质量为5000t×84%=4200t，
（2）设可炼得含铁98%的生铁xt，则
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
160 112
4200t x×98%
解得x=3000t，即可炼得含铁98%的生铁3000t。
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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1课时 教案
【教学目标】
1.知识与技能
（1）知道一些常见的金属（铁）等矿物
（2）了解从铁矿石中将铁还原出来的方法
（3）会根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算。
2.过程与方法
（1）通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动获得良好学习习惯和学习方法
3.情感态度和价值观
（1）通过炼铁的教学，使学生体会到化学在生产中的作用，树立合理利用化学物质的观念，树立环保意识。认识到化学原理对实际生产的指导作用21教育网
【教学重点】
（1）工业炼铁原理
（2）根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算
【教学难点】
（1）根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算
【课前准备】
多媒体、金属标本
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金属的活动性由强逐渐减弱
金属的冶炼难易与金属活动顺序有关，金属越是活泼，越是难于冶炼，通过本节学习，我们来了解一下金属的冶炼过程。21cnjy.com
二、新课学习
一、金属在自然界中的存在形式
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数委不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。www.21-cn-jy.com
资料卡片：
我们了解一下金属元素在地壳中含量
工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属，常见的金属矿石有：
赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4)
菱铁矿(FeCO3)
铝土矿(Al2O3)
黄铜矿(CuFeS2)
辉铜矿(Cu2S)
我国是世界上已知矿物各类比较齐全的少数国家之一，其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。2·1·c·n·j·y
拓展学习：
1.目前人们使用的金属主要是铁、铜、铝等的原因：
与它们在地壳中的含量有关，铝、铁在地壳中含量最高。铜的含量虽不高，但铜有特殊的性质，且提炼成分不高。【来源：21·世纪·教育·网】
2.矿石的选择：一般选择相对金属含量高，且冶炼过程不易产生有害物质的矿石
问：磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿(FeS2)中，我们一般不选哪两矿石？
[不选菱铁矿，因含铁量低。不选黄铁矿，因冶炼中会产生二氧化硫，污染空气。]
二、一氧化碳还原氧化铁
视频：一氧化碳还原氧化铁
仪器：铁架台、硬质玻璃管、橡皮塞、酒精灯、试管、酒精喷灯、导气管
药品：氧化铁粉末、一氧化碳、澄清的石灰水
装置：如图
步骤：
①检查装置气密性；
②装入样品并固定；
③向玻璃管内通入CO气体；
④给氧化铁加热；
⑤停止加热；
⑥停止通入CO。
现象：
①玻璃管里红色粉末逐渐变成黑色；
②澄清石灰水变浑浊；
③点燃尾气时，产生蓝色火焰。
化学方程式：
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
拓展学习：
先通CO的目的是什么？
[排出装置中的空气，免加热时CO与空气混合，可能会爆炸]
实验完成后继续通入CO的目的
[防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化]
尾气的处理目的
[CO有毒，尾气中的CO气体要经过点燃处理或收集备用防止污染空气]
三、铁的冶炼
视频：铁的冶炼
原理：在高温的条件下，CO夺取铁矿石中的氧，将铁还原出来
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
设备：高炉
主要化学反应：
C＋O2CO2
C＋CO22CO
CaCO3CaO＋CO2↑
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
CaO+SiO2CaSiO3
拓展学习：
炼铁原料的作用：
空气：提供氧气
焦炭：提高炉体温度
石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
炼钢的原理：以生铁为原料，在高温条件下，用氧气或铁的氧化物将生铁中所含过量的碳转变为气体或炉渣除去。21·cn·jy·com
C＋O2CO2
我们比较高炉炼铁与实验室用CO还原氧化铁的区别
1.原料、产物不同。工业炼铁原料和产物都是混合物，实验室炼铁原料和产物都是纯净物。
2.设备不同。工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管。
3.温度不同。高炉内温度高，玻璃管内温度较低。
4.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
5.操作难易程度不同。高炉炼铁工艺复杂，实验室操作简单。
四、含杂质的化学反应计算
化学方程式表达的是纯净物发生化学变化时的相互关系
当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质的物质的质量转换为纯物质的质量
含杂质物质的质量÷纯物质的质量分数＝纯物质的质量
纯物质的质量×纯物质的质量分数＝含杂质物质的质量
物质的纯度＝纯物质的质量/混合物的质量×100%
含杂质物质的化学方程式的计算步骤
1.将含杂质的物质量换算成纯物质的质量：
纯物质的质量=含杂质物质的质量×纯度
2.将纯物质的质量代入化学方程式进行计算
3.将计算得到的纯净物质的质量换算成含杂质物质的质量
含杂质物质的质量=纯物质的质量/纯度
例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？
[解：1001t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%=800t
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 2×56
800t x
x==560t
折合为含铁96%的生铁质量为 560t÷96%=583t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁583吨]
巩固学习：
1.某炼铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，理论上可生产含Fe 98%的生铁多少吨？
[解：Fe2O3质量为5000t×76%＝3800t
设：生铁质量为x，则纯铁质量为98%·x
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
3800 98%·x
160∶3800t＝112∶98%·x
x＝2714.3t
答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨]
2.某炼铁厂每天生产1000t含Fe 96%的生铁理论上需消耗含Fe2O3 70%的赤铁矿石多少吨？
解：Fe质量为1000 t×96%＝960 t
设：铁矿石质量为x，则氧化铁质量为70%·x
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
70%·x 960t
160∶70%x＝112∶960t
x＝1959.2 t
答:需消耗含氧化铁70%的赤铁矿1959.2吨
课堂练习：
1.下列说法正确的是（ D ）
A.铝是人类最早利用的金属材料
B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.大多数金属元素在自然界中以单质形式存在
D.日常使用的金属材料大多数是合金
2.炼铁高炉中发生了下列反应：
①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石
③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧
其中属于化合反应的是（ C ）
A.①和④ B.②和③ C.③和④ D.只有④
3.下列有关高炉炼铁的说法正确的一组是（ D ）
①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳
②高炉中焦炭的作用是供热
③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：
2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2
④高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
课堂小结：
本节我们学习的主要内内容是什么？
[1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。21世纪教育网版权所有
2.在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应注意杂质问题。]
【板书设计】
铁的冶炼
一、金属在自解界的存在有单质和化合物两种状态
二、一氧化碳还原氧化铁
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
三、铁的冶炼
原理是高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来
四、含杂质的化学反应计算
【作业布置】
1. P21练习与应用1、4、5、6
2. 查阅资料，了解我们的钢铁冶炼情况
【教学反思】
本课题涉及面很广，包括地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算等，既有知识、技能方面的内容，又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。本课知识对学生来说是比较熟悉的，生活中也有许多学生感兴趣的学习素材，在前面的学习中，学生对金属材料和金属的化学性质等知识已经有了一定的了解，调动了他们的创新潜能，激发了他们的学习兴趣。动员学生利用多种途径收集资料，培养学生的资料收集能力。同时设置了一个悬念：钢铁是怎样炼成的？激发了学生的求知欲望。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。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。由一个简单的设问和一个具体的数字，将学生的思维带入了金属资源的保护中来。让学生清楚地认识到金属资源的保护的重要性。学完本课题，让学生有时间再整理本课题内容，使知识形成脉络。
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人教版 九年级下册
金属资源的利用和保护
导入新课
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
金属活动性顺序表：
金属的冶炼难易与金属活动顺序有关
新课学习
一、金属在自然界中的存在形式
少数不活泼金属以单质形式存在
大多数金属以化合物的形式存在
金
银
新课学习
金属元素在地壳中含量
元素名称 质量分数/% 元素名称 质量分数/%
铝 7.73 镁 2.00
铁 4.75 锌 0.008
钙 3.45 铜 0.007
钠 2.74 银 0.00001
钾 2.47 金 0.0000005
新课学习
赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4)
菱铁矿(FeCO3)
铝土矿(Al2O3)
黄铜矿(CuFeS2)
辉铜矿(Cu2S)
常见矿石及主要成分
扩展学习
1.目前人们使用的金属主要是铁、铜、铝等的原因
与它们在地壳中的含量有关，铝、铁在地壳中含量最高。
铜的含量虽不高，但铜有特殊的性质，且提炼成分不高。
2.矿石的选择：一般选择相对金属含量高，且冶炼过程不易产生有害物质的矿石
磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿(FeS2)中，我们一般不选哪两矿石？
不选菱铁矿，因含铁量低。不选黄铁矿，因冶炼中会产生二氧化硫，污染空气。
黄铁矿(FeS2)
新课学习
二、一氧化碳还原氧化铁
新课学习
铁架台、硬质玻璃管、橡皮塞、酒精灯、试管、酒精喷灯、导气管
氧化铁粉末、一氧化碳、澄清的石灰水
装置：
CO
氧化铁
石灰水
仪器：
药品：
新课学习
步骤
现象
方程式
①检查装置气密性；
②装入样品并固定；
③向玻璃管内通入CO气体；
④给氧化铁加热；
⑤停止加热；
⑥停止通入CO。
①玻璃管里红色粉末逐渐变成黑色；
②澄清石灰水变浑浊；
③点燃尾气时，产生蓝色火焰。
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
拓展学习
先通CO的目的
实验完成后继续通入CO的目的
尾气的处理目的
排出装置中的空气，免加热时CO与空气混合，可能会爆炸
防止被还原出的铁在较高的温度下重新被氧化
CO有毒，尾气中的CO气体要经过点燃处理或收集备用防止污染空气
新课学习
三、铁的冶炼
新课学习
在高温的条件下，CO夺取铁矿石中的氧，将铁还原出来
铁矿石、焦炭、石灰石和空气
高炉
主要化学反应：
点燃
C＋O2 CO2
C＋CO2 2CO
高温
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
CaCO3 CaO＋CO2↑
高温
CaO+SiO2 CaSiO3
高温
原理：
原料：
设备：
拓展学习
空气
焦炭
石灰石
炼钢
以生铁为原料，在高温条件下，用氧气或铁的氧化物将生铁中所含过量的碳转变为气体或炉渣除去。
点燃
C＋O2 CO2
提高炉体温度、产生CO
将矿石中的SiO2转变为炉渣
炼铁原料的作用
提供氧气
新课学习
1.原料、产物不同。工业炼铁原料和产物都是混合物，实验室炼铁原料和产物都是纯净物。
2.设备不同。工业炼铁设备是高炉，实验室用玻璃管。
3.温度不同。高炉内温度高，玻璃管内温度较低。
4.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
5.操作难易程度不同。高炉炼铁工艺复杂，实验室操作简单。
高炉炼铁与实验室用CO还原氧化铁区别
新课学习
四、含杂质的化学反应计算
化学方程式表达的是纯净物发生化学变化时的相互关系
当参加反应的物质含有杂质时，先要把含杂质的物质的质量转换为纯物质的质量
含杂质物质的质量
纯物质的质量
纯物质的质量
×纯物质的质量分数
÷纯物质的质量分数
纯物质的质量
混合物的质量
物质的纯度=
×100%
含杂质物质的化学方程式的计算步骤
1.将含杂质的物质量换算成纯物质的质量
纯物质的质量=含杂质物质的质量×纯度
2.将纯物质的质量代入化学方程式进行计算
3.将计算得到的纯净物质的质量换算成含杂质物质的质量
含杂质物质的质量=
纯物质的质量
纯度
新课学习
新课学习
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？
解：1001t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%=800t
2×56
800t x
160
2×56
800t
x
=
x=
2×56×800t
160
=560t
折合为含铁96%的生铁质量为 560t÷96%=583t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁583吨
巩固学习
1.某炼铁厂每天需消耗5000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，理论上可生产含Fe 98%的生铁多少吨？
160 112
3800t 98%·x
160∶3800t＝112∶98%·x
x＝2714.3t
答：理论上可日产含铁98%的生铁2714.3吨
解：Fe2O3质量为5000 t×76%＝3800 t
设：生铁质量为x，则纯铁质量为98%·x
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
巩固学习
2.某炼铁厂每天生产1000t含Fe 96%的生铁理论上需消耗含Fe2O3 70%的赤铁矿石多少吨？
160 112
70%·x 960t
160∶70%x＝112∶960t x＝1959.2 t
答:需消耗含氧化铁70%的赤铁矿1959.2吨
解：Fe质量为1000 t×96%＝960 t
设：铁矿石质量为x，则氧化铁质量为70%·x
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
课堂练习
1.下列说法正确的是（ ）
A.铝是人类最早利用的金属材料
B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.大多数金属元素在自然界中以单质形式存在
D.日常使用的金属材料大多数是合金
2.炼铁高炉中发生了下列反应：
①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石
③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧
其中属于化合反应的是（ ）
A.①和④ B.②和③ C.③和④ D.只有④
D
D
C
课堂练习
3.下列有关高炉炼铁的说法正确的一组是（ ）
①高炉中焦炭的作用是产生一氧化碳
②高炉中焦炭的作用是供热
③高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：
④高炉中把铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是：
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
D
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
高温
2Fe2O3＋3C 4Fe＋3CO2
课堂小结
本节我们学习的主要内内容是什么？
1.把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。
2.在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应注意杂质问题。
作业布置
P21练习与应用1、4、5、6
查阅资料，了解我们的钢铁冶炼情况
1
2
板书设计
铁的冶炼
一、金属在自解界的存在有单质和化合物两种状态
二、一氧化碳还原氧化铁
高温
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
三、铁的冶炼
四、含杂质的化学反应计算
原理是高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来
