九年级化学（下）学案
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）
一、【学情分析】
学习目标
1.能说出铁、铝、铜等常见金属的矿物，通过实验了解炼铁的原理和方法，认识化学原理对实际生产的指导作用。
2.通过对某些含有杂质的物质的计算，将化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起。
3.通过收集、查阅资料、讨论交流等具体探究活动养成良好学习习惯和学习方法。
学习重点
铁的冶炼和有关杂质问题的计算。
学习难点
含杂质等不纯量的化学方程式的计算。
二、【探究过程】
知识点一：金属在自然界中的存在
【阅读】阅读教材14页—15页，完成下面空缺部分：
地球上的金属资源广泛的存在于 和 中，除少数很不活泼的金属如 、 等以 形式存在外，其余都以 形式存在。工业上把能用来提炼金属的矿物叫做 。常见的矿石有赤铁矿（主要成分 ）、黄铁矿（主要成分 ）、菱铁矿（主要成分 ）、铝土矿（主要成分 ）、黄铜矿（主要成分 ）、辉铜矿（主要成分 ）等。
知识点二：铁的冶炼
【思考】常见的铁矿石主要有：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成份Fe3O4）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。你认为以上矿石中最适宜炼铁的两种是 ，理由是 。（提示：可考虑铁元素含量的高低及冶炼过程中对环境的影响）
【阅读】阅读教材16页，完成以下内容：
（1）炼铁的原料： 、 、石灰石 、空气等 。设备： 。
（2）炼铁的主要原理是：在 条件下，利用焦炭与氧气反应生成的 把铁从 中还原出来，反应方程式为 ，其中 具有还原性。
【实验探究】小明同学对于一氧化碳还原氧化铁的实验提出以下方案，你认为 方案最好，为什么？（考虑现实因素）
小伟同学选择甲方案，邀请我们和他一起做实验，并帮他记录完成以下问题：
【观察描述】实验现象及结论
玻璃管内
试管内
酒精灯上方
现象
色的氧化铁变为 色
澄清石灰水
导管口有 色火焰
化学方程式
【合作交流】
（1）实验开始时，先 ，后 ；这样做的目的是 。
（2）反应结束时，先 ，继续 ，直到 ，目的是 。
（3）导管口接一个燃着的酒精灯的目的是
【注意事项】
（2）炼铁高炉内可能发生的反应有哪些？（用化学反应方程式）
（3）工业炼铁中是否得到纯净的铁？
知识点三：含杂质问题的计算
【思考】在实际生产中，所用原料或产物一般都含有杂质，如何进行含杂质问题的计算呢？
【自学】阅读课本17页，尝试完成以下题目：
（1）用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少吨 ？
（2）如果炼出含铁为96%的生铁多少t？
【小结】对于含杂质的物质（不管是反应物还是生成物）必须换算成纯净物的质量才能进行计算。（纯净物的质量＝混合物的总质量╳纯净物的质量分数）
巩固练习：
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％的生铁多少吨?
2、冶炼2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的磁铁矿石多少吨?
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学完这节课，你有哪些收获？还有哪些疑问？
课题3金属资源的利用和保护（1）
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、炼铁的原料是 ( )
①焦炭 ②生石灰 ③石灰石 ④空气 ⑤铁矿石 ⑥一氧化碳
A．②④⑥ B．①②④⑤ C．①③④⑥ D．①③④⑤
4、某钢厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、空气等，主要反应过程如下所示：
焦炭[A] [B] 铁
(1)请写出上面方括号中反应后生成物的化学式：A B
(2)写出②、③两步反应的化学方程式。
② ，③ 。
5、某炼铁厂，用含Fe2O3的质量分数为80％的赤铁矿为原料炼铁，若每天生产含杂质2％的生铁1 000 t。问理论上需要赤铁矿石多少吨?
6、某同学使用下图所示装置，试验一氧化碳与氧化铜的反应。请回答下列有关问题：
(1)有下列实验步骤：①加热；②通入一氧化碳，请用上述实验步骤的标号填空。实验开始时，应先 ；然后 。
(2)实验进行一段时间后，A装置中出现的现象为 ，说明有 生成；B装置中出现的现象为 ，说明有 生成。
参考答案：
1-3：DDD
4：（1）CO2 CO （2）②C+CO2 2CO ③3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2
5：1750t
6：（1）② ① （2）由黑色物质逐渐变成红色 Cu 澄清石灰水变浑浊 CO2
九年级化学（下）教案
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
一、【教材分析】
教学目标
1.能说出铁、铝、铜等常见金属的矿物，通过实验了解炼铁的原理和方法，认识化学原理对实际生产的指导作用。
2.通过对某些含有杂质的物质的计算，将化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起。
3.通过收集、查阅资料、讨论交流等具体探究活动养成良好学习习惯和学习方法。
教学重点
铁的冶炼和有关杂质问题的计算。
教学难点
含杂质等不纯量的化学方程式的计算。
教学方法
联系实际→进行思考→实验探究→分析讨论→得出结论→联系实际→发挥想象→提高兴趣。
教学准备
1.教师准备：制作课件，收集有关工业炼铁的视频；
2.学生准备：复习课题2的有关知识，预习铁的冶炼。收集有关我国炼铁的相关资料。
二、【教学过程】
第一课时
教学活动
设计意图
教师活动
学生活动
情境引入
苏通大桥：总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一。
人类生活离不开金属。
军事科学也需要大量的金属。
观看思考
以情景引入课题，激发学生的学习热情。引出课题
我的方案
一 .金属在自然界中的存在
思考：
1.金属在自然界以什么形式存在？
2. 自然界中常见的矿石有哪些？铁矿石有哪些？
展示部分常见矿石的图片：
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）
【过渡】
现在，人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。那么：矿石如何变成金属呢？铁矿石如何变成铁呢？
阅读教材P14—P15页的内容，讨论并回答问题
观看图片，了解矿石的主要成分
思考讨论：铁矿石如何变成铁？
引导学生自己阅读，潜意识强化自主学习的重要性，培养学生的自学能力和分析归纳能力。
二 .铁的冶炼
阅读教材16页回答下列问题：
1.炼铁的原料：
2.炼铁的原理：
3炼铁的设备：
【介绍】把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，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。
【多媒体播放】生铁的冶炼
原料：石灰石、铁矿石
焦炭、空气
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中还原出来
设备：炼铁高炉
让学生通过所学化学知识选取炼铁原料，理解化学与社会和技术的相互关系。
过渡：
那么实验室是如何炼铁的呢？下面来做一氧化碳还原氧化铁的实验，了解实验室炼铁的方法
出示：
一氧化碳还原氧化铁的实验装置
观察实验现象：
反应的化学方程式：
思考：实验需要注意的事项：
1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？
2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？
过渡：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，应考虑到杂质问题。
三、有关杂质问题的计算
例题：
1、用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁多少吨 ?
2、如果炼出含铁为96%的生铁多少吨？
【分析】化学方程式表示的是纯物质间的质量关系，该物质的质量=含杂质物质的质量×纯物质的质量分数。含有的杂质不能直接代入化学方程式计算，因为杂质没有参加反应。
总结：
纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数
巩固练习：
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2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的磁铁矿石多少t?
【分享】学完本课题你有什么收获？
现象：
红色粉末逐渐变为黑色【这种黑色粉末是还原出来的铁】，澄清石灰水变浑浊【证明有二氧化碳生成】，尾气燃烧生成蓝色火焰【说明为一氧化碳气体】。
反应的化学方程式：
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O
2CO + O2 2CO2
【解答】
1、先通一氧化碳的目的：排除装置内的空气，以免加热时一氧化碳与空气混合，可能会发生爆炸。
2、实验后继续通入一氧化碳的目的：防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化（后果是得到铁和氧化铁的混合物）；防止液体倒吸。
1、解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000t×80％＝800 t。
设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。
Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2
160 2×56
800t x
x= ＝560 t。
2、折合为含铁96%的生铁的质量为
560t÷96%=583t。
答：1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出纯铁560吨折合含铁96％的生铁583 t。
由于一氧化碳具有毒性不适合课堂演示，用录像代替实验的演示，学生既能看到预期的现象，同时节约了教学时间、增加了课堂的容量。通过实验室和工业冶炼铁的原理、条件、装置的对比，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。
通过计算把化学原理和生产实际紧密结合在一起，使学习活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。培养了学生分析解决问题的能力。
在解题过程中培养学生严谨的思路，严谨的解题格式。培养学生严谨的学习习惯。
使学生在反思中找不足，在反思中进步提高。
随堂达标检测
板书设计
课题3 金属资源的利用和保护
教学反思
结合实际，每个问题进行详细的归纳总结，各个知识点都有拓展问题，融合在教学中，学生不仅学到教材知识，还能了解到很多近似的的问题。
课件27张PPT。课题3 金属资源的利用和保护（1）第八单元 金属和金属材料世界跨径最大的斜拉桥———苏通大桥 苏通大桥总长8206米，斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度306米,列世界第一；斜拉索的长度580米,列世界第一。 情境引入人类生活离不开金属金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!军事与科技也需要大量的金属阅读教材：P14---P161.金属的存在有哪些形式？
2.常见的铁矿石有哪些？
探究新知图8-16 自然界以单质形式存在的金图8-17 自然界以单质形式存在的银 除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。一、金属的存在形式：单质( 少数，如金和银)化合物( 大多数，如各种铁矿石)辉铜矿（主要成分是Cu2S） 黄铜矿（主要成分是CuFeS2） 赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）磁铁矿（主要成分是Fe3O4）常见的铁矿石矿石如何变成金属？？？1、原料：黄铁矿 FeS2赤铁矿 Fe2O3菱铁矿 FeCO3磁铁矿 Fe3O42、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中还原出来石灰石、铁矿石
焦炭、空气3、设备：高炉化学方程式：二、铁的冶炼（工业上）铁矿石焦炭热空气炉渣出口生铁出口石灰石高炉炼铁图：高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来 工业上工业上炼铁时各物质的作用：
石灰石：把杂质转化为炉渣
焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。提供热量提供还原剂造渣，除去二氧化硅实验：一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3]现象： 红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。用酒精灯点燃尾气的作用是防止CO污染空气 实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。操作中应注意些什么？1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。 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，应考虑到杂质问题。例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿
石，理论上可以炼出纯铁多少吨 ?解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
1000t ×80% = 800t
设理论上可以炼出的纯铁质量为xX= 560t答：可以炼出纯铁560t。例：用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿
石，理论上可以炼出纯铁多少吨 ?解：设理论上可以炼出的纯铁质量为xX= 560t答：可以炼出纯铁560t。如果炼出含铁为96%的生铁多少t？生铁的质量560t÷ 96%=583t可以炼出生铁583t。纯物质的质量= 不纯物质的质量×物质的质量分数不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数
注意：
带入化学方程式计算的数据应是
纯净物的质量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2000t含杂质3％的生铁，需要含Fe3O4的磁铁矿石多少t?巩固练习解：设可炼出生铁的质量为X Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温160 1125000t ╳ 76% 98%X 160
5000t ╳ 76%=== 112
98%X X==5000t ╳ 76% ╳ 112160 ╳ 98%==答：可炼出生铁的质量为2714.3 t2714.3 t解：设需要磁铁矿的质量为X Fe3O4+4CO===3Fe+4CO2高温232 16890%X 2000t ╳ （I — 3%） 232
90%X === 168
2240 t ╳ 97%X==2000 t ╳ 97% ╳ 232168 ╳ 90% ==答：需含Fe3O4质量分数为90%的磁铁矿2976.7 t2976.7 t满
载
而
归这节课你收获了什么？1）为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a→ → → C装置中NaOH的作用是 。
2）实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。
3）实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。
4）除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。1.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：d b e除去残余的二氧化碳 先通一氧化碳再加热 赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸 C或H2 固体由红棕色变成黑色达标测评高温2、下列关于金属资源的说法，不正确的是（ ） A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中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、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径B3、手机、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。
1）在LiMnO2里，锂元素显＋1价，则锰元素的化合价为 ；2）写出锂电池放电时的化学方程式 ；（3）锂电池充电时，是将电能转化为 能。＋3 Li+MnO2=LiMnO2 化学 4、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（ ）
A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸腐蚀
B、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱
C、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法
D、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、相对原子质量B5、下列有关对自行车的做法不合理的是（ ）
A、车架表面喷涂油漆 B、钢圈表面镀防护金属
C、露天放置，日晒雨淋 D、链条表面涂机油C
