“零作业”课堂教学之导学案：课题3 金属资源的利用和保护导学案
文档属性
| 名称 | “零作业”课堂教学之导学案：课题3 金属资源的利用和保护导学案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 944.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-02-12 09:37:41 | ||
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文档简介
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“零作业”课堂教学之导学案
课题 编写人 授课人 课型 时间
课题3 金属资源的利用和保护 吕书生 新授
一、自主导学目标：
【知识与技能】
（1）知道常见的金属（铁、铝等）矿物；
（2）了解实验室和工业冶炼钢铁方法。
（3）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。
（4）了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
【过程与方法】
（1）通过实验，让学生了解练铁的原理，使学生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，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。
【情感态度与价值观】
（1）通过对我国古代练铁的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。
（2）通过对废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。
（3）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，更让学生懂得要保护金属资源。
二、徜徉书海活动探究
模块（一）金属在自然界中的存在
1、问题情境导学：
目前，由于房地产、汽车、高铁等大型行业对钢材需求量很大，那么钢铁是如何炼制的呢？炼制金属的原料是什么呢？
2、金属在自然界中的存在
（1）地球上，少数很不活泼的金属如金、银以 形式存在，其余金属以 形式存在。
（2）金属元素在地壳中的含量： 、 、 、钠、钾。
（3）工业上把能用来提炼 的矿物叫做矿石。
3、想一想议一议：
常见的铁矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)，从含铁量和产物对环境的影响两个角度考虑，哪种矿石适合炼铁？
含铁量较高的是赤铁矿，黄铁矿产物中有二氧化硫污染空气，所以赤铁矿适合炼铁。
模块（二）铁的冶炼
1、问题情境导学：
人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢？
2、动手操作实验探究
（1）实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验
①实验装置：
A B C
②实验步骤：：
a、先通入 一段时间（目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时玻璃管内的 与
的混合气体发生爆炸）；
b、点燃 给氧化铁加热；
c、熄灭酒精喷灯，继续通 直至装置 （防止刚生成的 在高温下又与 反应，使实验失败）；
d、停止通入 。
此实验步骤可以概括为：通、点、熄、停。
③实验现象：
玻璃管A中的现象：红色的氧化铁粉末逐渐变为 。
B中的现象：澄清石灰水变 。
④原理：
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
⑤交流讨论：
为什么要进行尾气处理？
。
（2）工业炼铁
①主要设备：炼铁
②原料： 、 、石灰石、空气等。
③原理：在高温条件下，利用 与 反应生成的 把铁从铁矿石里还原出来。
反应的方程式：C+O2CO2 CO2+C2CO Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
④产品：生铁。
模块（三）含杂质物质的化学方程式的计算
1、问题情境导学：
化学方程式的计算都是纯净物的计算，而实际生产所用的原料或产物一般都含有杂质，所以在计算用料和产量时就必须要考虑杂质问题。
2、动手操作实验探究
（1）不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
纯度=×100%
（2）例题解题思路：
①题目中铁矿石的质量×Fe2O3的纯度＝ ；
②根据化学方程式，由Fe2O3的质量求 ；
③含杂质生铁的质量＝铁的质量÷ 。
模块（四）铁制品的锈蚀
1、问题情境导学：
人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%—40%！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。为了防止金属腐蚀的方法和措施，先要知道金属腐蚀的条件。
2、动手操作实验探究
（一）控制变量法探究铁制品的锈蚀条件
（1）原理：铁与空气中的 、 等发生复杂的 反应过程。
（2）铁锈的主要成分：
（3）铁锈的结构特点：结构 ，不能阻碍里层的铁继续与 、 等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
（二）防锈措施：
（1）保持铁制品 ；
（2）制成 ；
（3）覆盖保护层：如 、 、制成 等。
3、想一想议一议：
自行车的主要材料钢铁易生锈，对于不同的自行车部件各采用了什么不同的防锈措施？
车架： ；
车把、辐条： ；
链条： 。
模块（五）金属资源的保护
1、问题情境导学：
金属资源与人类社会发展密切相关，一些矿物可供开采的年限有限，并且不可再生，金属资源的合理利用和保护就显得尤为重要。
2、动手操作实验探究
（1）矿物资源的储量 ，而且不可 。
（2）废旧金属的回收再利用的好处：
①节约 和能源；
②减少对环境的 。
（3）保护金属资源的有效途径：
①防止金属 ；
②回收利用 ；
③ 开采矿物；
④寻找金属的 。
当堂达标练习
一、巩固练习：
1、人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（ ）
A、铁是由钢冶炼成的 B、生铁是含有碳的铁合金
C、炼铁的过程是把铁矿石变成纯净的氧化铁 D、被腐蚀后的铁制品属于不可回收垃圾
2、下列叙述正确的是
A．做细铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶底应先放一些水
B．氧气可以支持燃烧，具有可燃性
C．经常用钢丝球洗刷铝锅，能使之光亮、耐用
D．钢铁闸门浸入水下的部分比靠近水面的部分更容易生锈
3、关于金属物品的使用正确的是
A.铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨
B.铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液
C.铝壶内的水垢用质量分数为18％的热盐酸长时间浸泡
D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
4、下列说法正确的是
A. 合金属于纯净物 B.金属的活动性：Zn＞Ag＞Cu
C. 铁在潮湿的空气中容易生锈 D.铝是地壳中含量最多的元素
5、埋在地下的铸铁管道在下列哪种情况下腐蚀最慢 ( )
A.在干燥、致密的土壤中 B. 在干燥、疏松的土壤中
C. 在潮湿、致密的土壤中 D. 在潮湿、疏松的土壤中
6、在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
实验① 实验② 实验③
【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 （填名称）发生反应的结果。
【实验思考】
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是 。
（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是 。
7、钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：
(1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。
几天后，他们会发现 处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空
气中生锈实际是铁和 、 等物质相互作用发生一系列复杂的
化学反应的过程。
(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu2(OH)2CO3(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO2参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，也可以表示成CuCO3·Cu(OH)2。
与孔雀石相似，还有许多矿物可用xCuCO3·yCu(OH)2(x、y都是正整数)表示，石青
就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。
实验操作 实验现象 结论
步骤l 取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸 (1)产生大量气体(2)溶液呈蓝色 (1)石青中含有 离子(2)石青中含有 离子
步骤2 取少量石青样品置于大试管中加热 (1)残留固体呈 色(2)大试管内壁 石青加热易分解
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是 。
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和 的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面 (任写一种方法)
二、拓展提高：
1、下列有关金属的说法错误的是
A．金属具有金属光泽，常温下金属都是固体
B．生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量
C．炒完菜后，应及时除掉锅底的水，这样可以防止铁锅生锈
D．金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
2、许多资源都是不可再生的，每个公民都应树立保护资源的观念。下列做法不利于保护金属资源的是（ ）
A、采取各种有效防锈方法避免金属锈蚀 B、用塑料代替钢和其他金属制造管道
C、乱挖、滥采矿物 D、回收利用铝制品饮料罐
3、小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是
A.装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升 B.装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀
C.比较铁钉一侧的液面,装置Ⅱ比装置I的高 D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
4、锁是日常生活中常用的工具，其中的铁锁经常会生锈。
(1)铁锁在哪种情况下使用易生锈
(2)铁锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施 (例举两个不同部位的不同措施)
(3)铁锁锁身生锈可用化学试剂除去，试写出除锈的反应方程式 。
(4)锁芯因生锈转动不灵活，可向其中加 使其润滑而转动灵活。
5、电动自行车以轻便、省力、操作简单、节能的优势正日益受到城镇居民的青睐。
（1）自行车的轮胎使用的材料是_____________（选填“金属材料”、 或“合成材料”）；
（2）自行车常用的防锈措施有：______________（写出一种即可）等。
（3）电动自行车常用的铅蓄电池是一种可充电的化学
电源，它工作时是_________能转化成__________能；
（4）铅蓄电池中的电解液常用30%～50%的稀硫酸。欲配制质量分数为40%的稀硫酸490g，需98%的浓硫酸___________g，水__________g。
（5）部分厂商在销售电动自行车时打出了“环保”的旗帜，跟以使用燃料为动力的轻便摩托车相比，行驶过程中电动自行车不会产生_____________ 。
三、中考链接：
1、（2011年山东烟台） 铁及其合金在生产、生活中应用广泛。下列关于铁及其合金的说法中正确的是
A、铁是地壳中含量最丰富的金属元素
B、不锈钢的抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械
C、铁丝能在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成氧化铁
D、铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程
2、（2011年山东滨州）为预防自行车生锈，下列做法中不合理的是
A．车架表面喷涂油漆 B．钢圈表面镀防护金属
C．链条表面涂机油 D．露天放置，日晒雨淋
3、（2011年湖南衡阳）金属资源是不可再生的资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是（ ）
A、大力开采矿物以保障金属材料的供用 B、提高废旧金属的回收利用率
C、在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀 D、用特种塑料代替金属制造机器的零部件
4、（2011年四川南充）CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原
性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如下实验装置。请回答以下
有关问题：
①CO气体能使人中毒，其原因是
②实验开始时，先通人CO一段时间后，再加热，其原因是 。
③实验中图A处玻璃管中发生的现象是 ，其化学反应方程式为 。
④实验中图B处发生的现象是 。
其化学反应方程式为 。
⑤该装置中有一个明显的缺陷，请指出改正方法 。
5、（2011年山东潍坊）钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要的标志。
（1）每年钢铁锈蚀都会造成巨大的损失，铁制品锈蚀的主要原因是
。
校课外兴趣小组的同学们去潍坊某钢铁长生铁样品进行实验：将四份不同质量的生
铁样品（假定其中只含单质铁和单质碳）分别加到100g质量分数相同的稀硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表（已知：在标准状况下，22.4LH2的质量为2g）
实验序号 1 2 3 4
生铁样品的质量 / g 2.88 5.76 9.24 10.28
生成H2的体积（标准状况下）/L 1.12 2.24 3.36 m
通过计算回答下列问题：
①上述表格中m的值为 。
②根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数。
参考答案：
模块（一）金属在自然界中的存在
1、问题情境导学：
目前，由于房地产、汽车、高铁等大型行业对钢材需求量很大，那么钢铁是如何炼制的呢？炼制金属的原料是什么呢？
2、金属在自然界中的存在
（1）地球上，少数很不活泼的金属如金、银以单质形式存在，其余金属以化合物形式存在。
（2）金属元素在地壳中的含量：铝、铁、钙、钠、钾。
（3）工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
3、想一想议一议：
常见的铁矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)，从含铁量和产物对环境的影响两个角度考虑，哪种矿石适合炼铁？
含铁量较高的是赤铁矿，黄铁矿产物中有二氧化硫污染空气，所以赤铁矿适合炼铁。
模块（二）铁的冶炼
1、问题情境导学：
人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢？
2、动手操作实验探究
（1）实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验
①实验装置：
A B C
②实验步骤：：
a、先通入一氧化碳一段时间（目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时玻璃管内的一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸）；
b、点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
c、熄灭酒精喷灯，继续通一氧化碳直至装置冷却（防止刚生成的铁在高温下又与氧气反应，使实验失败）；
d、停止通入一氧化碳。
此实验步骤可以概括为：通、点、熄、停。
③实验现象：
玻璃管A中的现象：红色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。
B中的现象：澄清石灰水变浑浊。
④原理：
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
⑤交流讨论：
为什么要进行尾气处理？
由于一氧化碳有毒，是一种空气污染物，故要进行尾气处理，防止其污染空气。处理方法有：①收集法（在图中C处系一个气球收集尾气或在C处用排水集气法收集尾气）；②燃烧法（如上图所示，在C处点燃一盏酒精灯，使CO燃烧）。
（2）工业炼铁
①主要设备：炼铁高炉
②原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。
③原理：在高温条件下，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。
反应的方程式：C+O2CO2 CO2+C2CO Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
④产品：生铁。
模块（三）含杂质物质的化学方程式的计算
1、问题情境导学：
化学方程式的计算都是纯净物的计算，而实际生产所用的原料或产物一般都含有杂质，所以在计算用料和产量时就必须要考虑杂质问题。
2、动手操作实验探究
（1）不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
纯度=×100%
（2）例题解题思路：
①题目中铁矿石的质量×Fe2O3的纯度＝Fe2O3的质量
②根据化学方程式，由Fe2O3的质量求生成铁的质量
③含杂质生铁的质量＝铁的质量÷铁的纯度
模块（四）铁制品的锈蚀
1、问题情境导学：
人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%—40%！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。为了防止金属腐蚀的方法和措施，先要知道金属腐蚀的条件。
2、动手操作实验探究
（一）控制变量法探究铁制品的锈蚀条件
（1）原理：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应过程。
（2）铁锈的主要成分：氧化铁（Fe2O3）
（3）铁锈的结构特点：结构疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
（二）防锈措施：
（1）保持铁制品洁净干燥；
（2）制成不锈钢；
（3）覆盖保护层：如刷漆、涂油、制成搪瓷等。
3、想一想议一议：
自行车的主要材料钢铁易生锈，对于不同的自行车部件各采用了什么不同的防锈措施？
车架：喷漆；
车把、辐条：电镀
链条：涂润滑油
模块（五）金属资源的保护
1、问题情境导学：
金属资源与人类社会发展密切相关，一些矿物可供开采的年限有限，并且不可再生，金属资源的合理利用和保护就显得尤为重要。
2、动手操作实验探究
（1）矿物资源的储量有限，而且不可再生。
（2）废旧金属的回收再利用的好处：①节约金属资源和能源；②减少对环境的污染。
（3）保护金属资源的有效途径：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；④寻找金属的代用品。
当堂达标练习
一、巩固练习：
1、B 2、A 3、D 4、C 5、A
6．
【实验结论】氧气和水蒸气
【实验思考】
（1）1/5（21%）
（2）试管内空气体积减小（或试管内液面上升）
（3）除去水，防止生锈
（4）易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应
7．(1) B O2或氧气 H2O或水 (2) 2Cu＋O2＋H2O＋CO2 ===Cu2(OH)2CO3
(3)
【查阅资料】CO32- Cu2+ 黑 有水珠
【反思与拓展】
①将产生的气体通入足量的澄清石灰水中
②水或二氧化碳
③涂油、漆等
二、拓展提高：
1、A 2、C 3、C
4、(1)雨淋(或在潮湿空气中，或接触酸碱盐的溶液等)
(2)锁芯通常是铜制的；锁身通常喷漆；锁勾通常是不锈钢或镀铬镍
(3)Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O
(4)注入铅笔芯粉末(或石墨粉、植物油、汽油等其它答案合理也可)
5、（1）合成材料（2）电镀（或油漆、涂油等）
（3）化学、电（或机械）（4）200、290（5）有害气体（或CO、NO等合理答案即可）
三、中考链接：
1、BD 2、D 3、A
4、①一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合从而使血红蛋白不能和氧气结合
②排出装置中的氧气，防止加热时发生爆炸
③黑色固体变红色 CuO+CO△Cu+CO2
④澄清的石灰水变浑浊 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
⑤在C处安装储气囊或放置一个燃着的酒精灯
5、 (1)铁与空气中的氧气和水蒸气发生反应
（2）①3.36
②解：据实验3进行计算
生成H2的质量为：＝0.3g
设生成H2SO4的质量为x
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
2
X 0.3g
X=14.7g
稀硫酸中H2SO4的质量分数为：×100%=14.7%
答：（略）
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“零作业”课堂教学之导学案
课题 编写人 授课人 课型 时间
课题3 金属资源的利用和保护 吕书生 新授
一、自主导学目标：
【知识与技能】
（1）知道常见的金属（铁、铝等）矿物；
（2）了解实验室和工业冶炼钢铁方法。
（3）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。
（4）了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
【过程与方法】
（1）通过实验，让学生了解练铁的原理，使学生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，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。
【情感态度与价值观】
（1）通过对我国古代练铁的介绍，让学生了解我国的悠久历史，激发学生的爱国热情。
（2）通过对废弃金属对环境的污染，让学生树立环保意识，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。
（3）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，更让学生懂得要保护金属资源。
二、徜徉书海活动探究
模块（一）金属在自然界中的存在
1、问题情境导学：
目前，由于房地产、汽车、高铁等大型行业对钢材需求量很大，那么钢铁是如何炼制的呢？炼制金属的原料是什么呢？
2、金属在自然界中的存在
（1）地球上，少数很不活泼的金属如金、银以 形式存在，其余金属以 形式存在。
（2）金属元素在地壳中的含量： 、 、 、钠、钾。
（3）工业上把能用来提炼 的矿物叫做矿石。
3、想一想议一议：
常见的铁矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)，从含铁量和产物对环境的影响两个角度考虑，哪种矿石适合炼铁？
含铁量较高的是赤铁矿，黄铁矿产物中有二氧化硫污染空气，所以赤铁矿适合炼铁。
模块（二）铁的冶炼
1、问题情境导学：
人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢？
2、动手操作实验探究
（1）实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验
①实验装置：
A B C
②实验步骤：：
a、先通入 一段时间（目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时玻璃管内的 与
的混合气体发生爆炸）；
b、点燃 给氧化铁加热；
c、熄灭酒精喷灯，继续通 直至装置 （防止刚生成的 在高温下又与 反应，使实验失败）；
d、停止通入 。
此实验步骤可以概括为：通、点、熄、停。
③实验现象：
玻璃管A中的现象：红色的氧化铁粉末逐渐变为 。
B中的现象：澄清石灰水变 。
④原理：
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
⑤交流讨论：
为什么要进行尾气处理？
。
（2）工业炼铁
①主要设备：炼铁
②原料： 、 、石灰石、空气等。
③原理：在高温条件下，利用 与 反应生成的 把铁从铁矿石里还原出来。
反应的方程式：C+O2CO2 CO2+C2CO Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
④产品：生铁。
模块（三）含杂质物质的化学方程式的计算
1、问题情境导学：
化学方程式的计算都是纯净物的计算，而实际生产所用的原料或产物一般都含有杂质，所以在计算用料和产量时就必须要考虑杂质问题。
2、动手操作实验探究
（1）不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
纯度=×100%
（2）例题解题思路：
①题目中铁矿石的质量×Fe2O3的纯度＝ ；
②根据化学方程式，由Fe2O3的质量求 ；
③含杂质生铁的质量＝铁的质量÷ 。
模块（四）铁制品的锈蚀
1、问题情境导学：
人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%—40%！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。为了防止金属腐蚀的方法和措施，先要知道金属腐蚀的条件。
2、动手操作实验探究
（一）控制变量法探究铁制品的锈蚀条件
（1）原理：铁与空气中的 、 等发生复杂的 反应过程。
（2）铁锈的主要成分：
（3）铁锈的结构特点：结构 ，不能阻碍里层的铁继续与 、 等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
（二）防锈措施：
（1）保持铁制品 ；
（2）制成 ；
（3）覆盖保护层：如 、 、制成 等。
3、想一想议一议：
自行车的主要材料钢铁易生锈，对于不同的自行车部件各采用了什么不同的防锈措施？
车架： ；
车把、辐条： ；
链条： 。
模块（五）金属资源的保护
1、问题情境导学：
金属资源与人类社会发展密切相关，一些矿物可供开采的年限有限，并且不可再生，金属资源的合理利用和保护就显得尤为重要。
2、动手操作实验探究
（1）矿物资源的储量 ，而且不可 。
（2）废旧金属的回收再利用的好处：
①节约 和能源；
②减少对环境的 。
（3）保护金属资源的有效途径：
①防止金属 ；
②回收利用 ；
③ 开采矿物；
④寻找金属的 。
当堂达标练习
一、巩固练习：
1、人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（ ）
A、铁是由钢冶炼成的 B、生铁是含有碳的铁合金
C、炼铁的过程是把铁矿石变成纯净的氧化铁 D、被腐蚀后的铁制品属于不可回收垃圾
2、下列叙述正确的是
A．做细铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶底应先放一些水
B．氧气可以支持燃烧，具有可燃性
C．经常用钢丝球洗刷铝锅，能使之光亮、耐用
D．钢铁闸门浸入水下的部分比靠近水面的部分更容易生锈
3、关于金属物品的使用正确的是
A.铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨
B.铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液
C.铝壶内的水垢用质量分数为18％的热盐酸长时间浸泡
D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
4、下列说法正确的是
A. 合金属于纯净物 B.金属的活动性：Zn＞Ag＞Cu
C. 铁在潮湿的空气中容易生锈 D.铝是地壳中含量最多的元素
5、埋在地下的铸铁管道在下列哪种情况下腐蚀最慢 ( )
A.在干燥、致密的土壤中 B. 在干燥、疏松的土壤中
C. 在潮湿、致密的土壤中 D. 在潮湿、疏松的土壤中
6、在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
实验① 实验② 实验③
【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 （填名称）发生反应的结果。
【实验思考】
（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是 。
（4）铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是 。
7、钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计，每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因，设计如下实验：
(1)如图，取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。
几天后，他们会发现 处最先出现铁锈，大家结合书本知识知道，铁在空
气中生锈实际是铁和 、 等物质相互作用发生一系列复杂的
化学反应的过程。
(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质，认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料，知道这种绿色物质的化学成分为Cu2(OH)2CO3(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测，铜生锈除了与铁生锈条件相同外，还应该有CO2参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，也可以表示成CuCO3·Cu(OH)2。
与孔雀石相似，还有许多矿物可用xCuCO3·yCu(OH)2(x、y都是正整数)表示，石青
就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分，他们设计了如下实验，请你共同参与探究。
实验操作 实验现象 结论
步骤l 取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸 (1)产生大量气体(2)溶液呈蓝色 (1)石青中含有 离子(2)石青中含有 离子
步骤2 取少量石青样品置于大试管中加热 (1)残留固体呈 色(2)大试管内壁 石青加热易分解
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是 。
②根据以上探究，只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和 的质量，就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多，如制成不锈钢、在金属表面 (任写一种方法)
二、拓展提高：
1、下列有关金属的说法错误的是
A．金属具有金属光泽，常温下金属都是固体
B．生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量
C．炒完菜后，应及时除掉锅底的水，这样可以防止铁锅生锈
D．金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
2、许多资源都是不可再生的，每个公民都应树立保护资源的观念。下列做法不利于保护金属资源的是（ ）
A、采取各种有效防锈方法避免金属锈蚀 B、用塑料代替钢和其他金属制造管道
C、乱挖、滥采矿物 D、回收利用铝制品饮料罐
3、小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是
A.装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升 B.装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀
C.比较铁钉一侧的液面,装置Ⅱ比装置I的高 D.装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
4、锁是日常生活中常用的工具，其中的铁锁经常会生锈。
(1)铁锁在哪种情况下使用易生锈
(2)铁锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施 (例举两个不同部位的不同措施)
(3)铁锁锁身生锈可用化学试剂除去，试写出除锈的反应方程式 。
(4)锁芯因生锈转动不灵活，可向其中加 使其润滑而转动灵活。
5、电动自行车以轻便、省力、操作简单、节能的优势正日益受到城镇居民的青睐。
（1）自行车的轮胎使用的材料是_____________（选填“金属材料”、 或“合成材料”）；
（2）自行车常用的防锈措施有：______________（写出一种即可）等。
（3）电动自行车常用的铅蓄电池是一种可充电的化学
电源，它工作时是_________能转化成__________能；
（4）铅蓄电池中的电解液常用30%～50%的稀硫酸。欲配制质量分数为40%的稀硫酸490g，需98%的浓硫酸___________g，水__________g。
（5）部分厂商在销售电动自行车时打出了“环保”的旗帜，跟以使用燃料为动力的轻便摩托车相比，行驶过程中电动自行车不会产生_____________ 。
三、中考链接：
1、（2011年山东烟台） 铁及其合金在生产、生活中应用广泛。下列关于铁及其合金的说法中正确的是
A、铁是地壳中含量最丰富的金属元素
B、不锈钢的抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械
C、铁丝能在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成氧化铁
D、铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程
2、（2011年山东滨州）为预防自行车生锈，下列做法中不合理的是
A．车架表面喷涂油漆 B．钢圈表面镀防护金属
C．链条表面涂机油 D．露天放置，日晒雨淋
3、（2011年湖南衡阳）金属资源是不可再生的资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是（ ）
A、大力开采矿物以保障金属材料的供用 B、提高废旧金属的回收利用率
C、在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀 D、用特种塑料代替金属制造机器的零部件
4、（2011年四川南充）CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原
性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性，设计了如下实验装置。请回答以下
有关问题：
①CO气体能使人中毒，其原因是
②实验开始时，先通人CO一段时间后，再加热，其原因是 。
③实验中图A处玻璃管中发生的现象是 ，其化学反应方程式为 。
④实验中图B处发生的现象是 。
其化学反应方程式为 。
⑤该装置中有一个明显的缺陷，请指出改正方法 。
5、（2011年山东潍坊）钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要的标志。
（1）每年钢铁锈蚀都会造成巨大的损失，铁制品锈蚀的主要原因是
。
校课外兴趣小组的同学们去潍坊某钢铁长生铁样品进行实验：将四份不同质量的生
铁样品（假定其中只含单质铁和单质碳）分别加到100g质量分数相同的稀硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表（已知：在标准状况下，22.4LH2的质量为2g）
实验序号 1 2 3 4
生铁样品的质量 / g 2.88 5.76 9.24 10.28
生成H2的体积（标准状况下）/L 1.12 2.24 3.36 m
通过计算回答下列问题：
①上述表格中m的值为 。
②根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数。
参考答案：
模块（一）金属在自然界中的存在
1、问题情境导学：
目前，由于房地产、汽车、高铁等大型行业对钢材需求量很大，那么钢铁是如何炼制的呢？炼制金属的原料是什么呢？
2、金属在自然界中的存在
（1）地球上，少数很不活泼的金属如金、银以单质形式存在，其余金属以化合物形式存在。
（2）金属元素在地壳中的含量：铝、铁、钙、钠、钾。
（3）工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
3、想一想议一议：
常见的铁矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)，从含铁量和产物对环境的影响两个角度考虑，哪种矿石适合炼铁？
含铁量较高的是赤铁矿，黄铁矿产物中有二氧化硫污染空气，所以赤铁矿适合炼铁。
模块（二）铁的冶炼
1、问题情境导学：
人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢？
2、动手操作实验探究
（1）实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验
①实验装置：
A B C
②实验步骤：：
a、先通入一氧化碳一段时间（目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时玻璃管内的一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸）；
b、点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
c、熄灭酒精喷灯，继续通一氧化碳直至装置冷却（防止刚生成的铁在高温下又与氧气反应，使实验失败）；
d、停止通入一氧化碳。
此实验步骤可以概括为：通、点、熄、停。
③实验现象：
玻璃管A中的现象：红色的氧化铁粉末逐渐变为黑色。
B中的现象：澄清石灰水变浑浊。
④原理：
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
⑤交流讨论：
为什么要进行尾气处理？
由于一氧化碳有毒，是一种空气污染物，故要进行尾气处理，防止其污染空气。处理方法有：①收集法（在图中C处系一个气球收集尾气或在C处用排水集气法收集尾气）；②燃烧法（如上图所示，在C处点燃一盏酒精灯，使CO燃烧）。
（2）工业炼铁
①主要设备：炼铁高炉
②原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。
③原理：在高温条件下，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。
反应的方程式：C+O2CO2 CO2+C2CO Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
④产品：生铁。
模块（三）含杂质物质的化学方程式的计算
1、问题情境导学：
化学方程式的计算都是纯净物的计算，而实际生产所用的原料或产物一般都含有杂质，所以在计算用料和产量时就必须要考虑杂质问题。
2、动手操作实验探究
（1）不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：
纯度=×100%
（2）例题解题思路：
①题目中铁矿石的质量×Fe2O3的纯度＝Fe2O3的质量
②根据化学方程式，由Fe2O3的质量求生成铁的质量
③含杂质生铁的质量＝铁的质量÷铁的纯度
模块（四）铁制品的锈蚀
1、问题情境导学：
人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%—40%！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。为了防止金属腐蚀的方法和措施，先要知道金属腐蚀的条件。
2、动手操作实验探究
（一）控制变量法探究铁制品的锈蚀条件
（1）原理：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应过程。
（2）铁锈的主要成分：氧化铁（Fe2O3）
（3）铁锈的结构特点：结构疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。
（二）防锈措施：
（1）保持铁制品洁净干燥；
（2）制成不锈钢；
（3）覆盖保护层：如刷漆、涂油、制成搪瓷等。
3、想一想议一议：
自行车的主要材料钢铁易生锈，对于不同的自行车部件各采用了什么不同的防锈措施？
车架：喷漆；
车把、辐条：电镀
链条：涂润滑油
模块（五）金属资源的保护
1、问题情境导学：
金属资源与人类社会发展密切相关，一些矿物可供开采的年限有限，并且不可再生，金属资源的合理利用和保护就显得尤为重要。
2、动手操作实验探究
（1）矿物资源的储量有限，而且不可再生。
（2）废旧金属的回收再利用的好处：①节约金属资源和能源；②减少对环境的污染。
（3）保护金属资源的有效途径：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；④寻找金属的代用品。
当堂达标练习
一、巩固练习：
1、B 2、A 3、D 4、C 5、A
6．
【实验结论】氧气和水蒸气
【实验思考】
（1）1/5（21%）
（2）试管内空气体积减小（或试管内液面上升）
（3）除去水，防止生锈
（4）易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应
7．(1) B O2或氧气 H2O或水 (2) 2Cu＋O2＋H2O＋CO2 ===Cu2(OH)2CO3
(3)
【查阅资料】CO32- Cu2+ 黑 有水珠
【反思与拓展】
①将产生的气体通入足量的澄清石灰水中
②水或二氧化碳
③涂油、漆等
二、拓展提高：
1、A 2、C 3、C
4、(1)雨淋(或在潮湿空气中，或接触酸碱盐的溶液等)
(2)锁芯通常是铜制的；锁身通常喷漆；锁勾通常是不锈钢或镀铬镍
(3)Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O
(4)注入铅笔芯粉末(或石墨粉、植物油、汽油等其它答案合理也可)
5、（1）合成材料（2）电镀（或油漆、涂油等）
（3）化学、电（或机械）（4）200、290（5）有害气体（或CO、NO等合理答案即可）
三、中考链接：
1、BD 2、D 3、A
4、①一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合从而使血红蛋白不能和氧气结合
②排出装置中的氧气，防止加热时发生爆炸
③黑色固体变红色 CuO+CO△Cu+CO2
④澄清的石灰水变浑浊 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
⑤在C处安装储气囊或放置一个燃着的酒精灯
5、 (1)铁与空气中的氧气和水蒸气发生反应
（2）①3.36
②解：据实验3进行计算
生成H2的质量为：＝0.3g
设生成H2SO4的质量为x
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
2
X 0.3g
X=14.7g
稀硫酸中H2SO4的质量分数为：×100%=14.7%
答：（略）
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