鲁教版九年级化学下册第一节 常见的金属材料 第2课时 教案

第九单元第一节常见的金属材料（第2课时）
【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。

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。

（2）认识到化学原理对实际生产的指导作用。

【教学重点】
（1）工业炼铁原理。

【教学难点】
（1）工业炼铁原理。

【课前准备】
多媒体、实验所需器具。

【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
在金属材料中，钢铁的生产量是居世界第一位的。

[如何冶炼出钢铁制品的呢？]
二、新课学习
三、金属矿物及其冶炼
地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，其中少数很不活泼的金属（如金、银、铂等）以单质形式存在，其余金属都以化合物的形式存在。

铝元素在自然界中的分布极广，以化合物的形式存在于各种岩石和矿物中，常见的有铝土矿、钾长石和明矾石等，它们的主要成分分别是Al2O3、KAlSi3O8和KAl3(SO4)2(OH)6。

铜元素主要存在于黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)中。

铁元素在自然界中的分布也很广，大多以化合物的形式存在于各种铁矿石中。

常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等，它们的主要成分分别是Fe2O3、Fe3O4、FeCO3和FeS2。

多识一点：稀土金属简介
稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇及镧系金属共17种元素的总称。

我国稀土储量和产量均居世界首位，已探明的工业稀土储量占世界的80%，且具有种类全、品位高等特点。

稀土金属广泛应用于彩电荧光屏、绿色高能充电电池、汽车尾气净化催化剂、电脑驱动器、核磁共振
成像仪、固体激光器、光纤通讯、磁悬浮列车及核反应堆等高科技领域。

此外，导弹、飞机等军用装备都需要稀土金属来制造耐热电机与合金材料，精确制导武器的研制也依赖稀土金属。

稀土是全球民用和国防科技发展的战略性资源。

随着科学技术的进一步发展，稀土的用途会越来越广泛，世界范围内对稀土资源的争夺也会越来越激烈，我们应该珍惜这种宝贵的不可再生性资源。

在众多的金属材料中，铁、铝及其合金一直在人类生产、生活中占据着主导地位，钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志之一。

那么，人类是如何从铁矿石中得到铁的呢？下面让我们通过实验来探究炼铁的化学反应原理。

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
注意：一氧化碳气体有毒，实验时一定要注意安全，同时要进行尾气处理！
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，防止加热时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]
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。

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。

在一氧化碳还原氯化铁的反应中，氧化铁中的氧被一氧化碳夺去，铁被还原出来，一氧化碳是还原剂。

像这样，含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。

在加热的条件下，氢气、一氧化碳也能夺取氧化铜中的氧，使氧化铜还原成铜。

你能写出这个反应的化学方程式吗？
2CuO＋H22Cu＋H2O
CuO＋CO Cu＋CO2
工业上采用电解法冶炼铝，反应的化学方程式为：
2Al2O34Al+3O2↑
如图：是电解铝的生产线
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
4.实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质.关于该实验，下列说法错误的是（ B ）
A.实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
B.实验结束时，玻璃管中红棕色的氧化铁粉末部分变成黑色，该产物一定全是铁
C.反应后，先熄灭酒精灯，继续通入一氧化碳至玻璃管冷却
D.为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
课堂小结：
本节我们学习的主要内容是什么？
[1.大多数金属性质活泼，在自然界中主要以化合物的形式存在于各种矿物中。

2.工业上冶炼铁和铝的主要化学反应原理分别是：
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
2Al2O34Al+3O2↑]
【板书设计】
三、金属矿物及其冶炼
1.金属在自解界的存在有单质和化合物两种状态
2.工业炼铁的原理
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
3.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
4.还原反应
5.电解铝2Al2O34Al+3O2↑
【作业布置】
1.P60挑战自我3、4。

2. 请收集并查阅资料，写一篇有关我国矿产资源或钢铁工业的小论文。

【教学反思】
涉及面很广，包括地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼等，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。

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。

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。