部编人教版九年级化学下册《金属资源的利用和保护》第一课时【创新教案】

课题3 金属资源的利用和保护
第一课时
【核心素养】
通过实验室和工业冶炼铁的原理、条件、装置对比，使学生认识化学原理对
实际生产的指导作用。

【教学目标】
1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

2.通过活动探究，认识一氧化碳还原氧化铁实验设计的全面性、合理性，探究过程要根据物质性质，考虑实验安全性、直观性和效果。

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，并能利用所学知识解决实际生产中的问题。

【教学重难点】
教学重点：铁的冶炼。

教学难点：铁的冶炼。

【教学用具】
课件和多媒体设备。

【课前准备】
学生完成教师发布的课前预习任务，教师通过预习反馈，了解学生的薄弱点【教学过程】
创设情境：
展示教材中图8—15金，图8—16银，教材中图8—17常见的矿石，说明地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，金属在自然界的存在形式反映了金属不同的性质。

大自然向人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年要提取数以亿吨计的金属用于工农业生产和其他领域。

总结板书：
一、金属资源
1、在自然界中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。

2、矿物
①矿石：能用来提炼金属的矿物叫做矿石。

②常见的矿石（括号中是主要成分）：赤铁矿（Fe2O3）、黄铁矿（FeS2）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）
问题引入：
当今社会铁的提取量是最大的，以铁矿石为例，如何把其中的金属还原出来呢？说明我国早在春秋战国时期就开始生产和使用铁器，展示教材图8—18进一步激发学生思考。

探究实验展示：
1、教师课件展示高炉炼铁过程中的一氧化碳还原氧化铁的模拟实验。

2、要求学生观察并思考：①现象；②实验前先通一会一氧化碳的原因；③尾气是如何处理的？
看到石灰水中的气泡连续均匀时，把尖嘴管的气体点燃，再给反应物加热。

反应2-3分钟，红色粉末变黑时，用磁铁靠近试管底部。

效果比较明显。

总结板书：
二、铁的冶炼
1、一氧化碳还原氧化铁实验
（1）操作步骤：
①检查装置的气密性
②装入红色的氧化铁粉末
③点燃酒精灯
④通入一氧化碳
⑤点燃酒精喷灯加热
⑥实验结束时先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至冷却
⑦停止通入一氧化碳
⑧熄灭酒精灯。

（2）现象：红色粉末变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。

（3）化学方程式：2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
提问过渡：
分析上述反应，一氧化碳可以把氧化铁中的铁还原出来，那么铁矿石中的铁怎么提取出来呢？是否也可利用一氧化碳来还原呢？
类比迁移：
将实验室和工业冶炼铁的装置、条件、原理进行对比，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。

主要设备：高炉
原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
反应原理：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里还原出来。

C + O2CO2
CO2 + C 2CO
2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
总结板书：
2、铁的冶炼
（1）主要设备：高炉
（2）冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
（3）冶炼原理：2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
提问过渡：
像铁的冶炼，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就要考虑杂质问题，我们应该怎样解决呢？
【例题】用1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量是多少？
分析讨论：
帮助学生理清思路，因为化学方程式所反映的都是纯净物发生化学反应时的量的关系。

①反应的化学方程式：2CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
②根据题目中铁矿石与氧化铁的关系，求氧化铁的质量。

③根据化学方程式，由氧化铁的质量求出生产纯铁的质量。

④根据③中求出的纯铁质量与含杂质生铁的质量关系，求出含杂质生铁的质量。

归纳总结：
讨论这类计算题的解法时，有一个关键问题就是含杂质物质的质量 与纯物质的质量的换算问题。

如何换算？ 纯净物在不纯物质中的质量分数即纯度＝
不纯物质的质量
纯净物的质量 ×100％ 纯度＝1 －所含杂质的质量分数
纯净物的质量＝不纯物质的质量×纯度
总结板书：
三、含杂质的计算 纯净物在不纯物质中的质量分数即纯度＝
不纯物质的质量纯净物的质量 ×100％ 纯度＝1 －所含杂质的质量分数
纯净物的质量＝不纯物质的质量×纯度
解：1000 t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000 t × 80％＝800 t
设：800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x 。

2CO + Fe 2O 3 2Fe + 3CO 2 160 2×56
800t x
112160=x
800t x ＝560 t
折合为含铁96％的生铁的质量为560 t ÷ 96％＝583 t
答：1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583 t 。

（说明熟练后可将不纯量列综合式直接代入关系式中进行计算。

）
【板书设计】
课题3 金属资源的利用和保护（第1 课时）
一、金属资源
1、除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式 存在。

2、矿物
①矿石：能用来提炼金属的矿物叫做矿石。

②常见的矿石（括号中是主要成分）：赤铁矿（Fe 2O 3）、黄铁矿（FeS 2）、磁铁矿（Fe 3O 4）、菱铁矿（FeCO 3）、铝土矿（Al 2O 3）、黄铜矿（CuFeS 2）、辉铜矿（Cu 2S ）
二、铁的冶炼
1、一氧化碳还原氧化铁实验
（1）操作步骤：
①检查装置的气密性
②装入红色的氧化铁粉末
③点燃酒精灯
④通入一氧化碳
⑤点燃酒精喷灯加热
⑥实验结束时先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至冷却
⑦停止通入一氧化碳
⑧熄灭酒精灯。

（2）现象：红色粉末变成黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。

（3）化学方程式：2CO + Fe 2O 3
2Fe + 3CO 2 2、铁的冶炼
（1）主要设备：高炉
（2）冶炼原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
（3）冶炼原理：2CO + Fe 2O 3
2Fe + 3CO 2
三、含杂质的计算 纯净物在不纯物质中的质量分数即纯度＝
不纯物质的质量纯净物的质量 ×100％ 纯度＝1 －所含杂质的质量分数
纯净物的质量＝不纯物质的质量×纯度
解：1000 t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为 1000 t × 80％＝800 t
设：800 t 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x 。

2CO + Fe 2O 3 2Fe + 3CO 2
160 2×56
800t x
112160=x
800t x ＝560 t
折合为含铁96％的生铁的质量为560 t ÷ 96％＝583 t
答：1000 t 含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583 t 。