8.3 金属资源的利用和保护（教学教案）-【梓耕教育】初中九年级下册化学同步教学（人教版）

课题3　金属资源的利用和保护 【知识目标】 1.知道赤铁矿和磁铁矿的主要成分;了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2.能够依据化学方程式进行涉及一定量杂质(杂质不参加反应)的反应物或生成物质量的计算。 3.了解铁锈蚀的过程是铁跟空气里的氧气、水等发生化学反应的过程,能恰当地选择简单的防锈、除锈方法。 4.了解保护金属资源的有效途径。 【素养目标】 1.通过对我国古代炼铁工艺的介绍,让学生了解我国冶金的悠久历史,激发学生的爱国情感。 2.通过废弃金属对环境的污染,让学生树立环保意识,认识到保护金属资源的重要性。 3.通过对矿物可供开采年限的介绍,让学生产生金属资源的危机意识,以便让学生懂得要保护金属资源。 【教学重点】 铁的冶炼,以及有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究”。 【教学难点】 化学方程式中有关杂质问题的计算,以及对铁的锈蚀和防护的“活动探究”的结论的辨析归纳,从而得出铁生锈的条件,以及防锈的方法。 一、导入新课 【导入1】 人类生活离不开金属,军事与科技也需要大量的金属,金属有广泛的用途,对于人类社会起着不可替代的作用。由于地球上的金属资源是有限的,故我们对其要进行合理的利用和有效的保护。这节课我们一起来探究金属资源的利用和保护。 【导入2】 图片展示: 讲述:埃菲尔铁塔是法国巴黎的标志性建筑。埃菲尔铁塔建成后,许多人预言,这座塔的寿命不会长久,因为它将在风雨中遭到锈蚀,变脆,最后坍塌。美国曾有几家报纸断言铁塔已经完全生锈而可能在不久的将来会倒塌,但法国的科学家和工程师只是给铁塔重新刷上了一层防锈油漆保护它,并告诉美国报纸,那些说铁塔要倒的说法,不过是一些耸人听闻的谣传,不要把它当回事!果然,铁塔至今还耸立在巴黎的上空。金属在空气中为什么会生锈呢?怎样才能防止铁制品锈蚀呢?这节课我们就来学习金属资源的利用与保护。 二、探究新知 探究一、铁的冶炼 1.展示常见的金属矿石,思考金属资源的存在方式。 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,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.结合素材中有关一氧化碳还原氧化铁的视频,探究下列问题:(见素材) (1)为什么实验前应先通一会儿CO,然后再加热? 实验前先通CO将装置内的空气排尽,然后再加热; (2)装置的末端放置的酒精灯有什么作用? 因为尾气有毒,所以用酒精灯点燃多余的一氧化碳气体; (3)为什么实验完毕,撤去酒精喷灯后,还要继续通入CO直到玻璃管冷却? 实验结束,撤去酒精喷灯后,还要继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却,是为了防止生成的铁重新被氧化; (4)如何确定生成物? 向反应后的固体中滴加稀盐酸,有气泡产生,可证明有铁生成。 3.结合素材中高炉炼铁的视频,思考工业炼铁与实验室炼铁的不同。(见素材) (1)还原剂不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气,焦炭和空气发生一系列化学反应,得到一氧化碳,同时放出大量的热,为反应提供高温条件,而实验室“炼铁”采用直接通入还原剂一氧化碳气体的方法。 (2)设备不同。工业炼铁使用高炉,可实现连续投料、连续生产,而实验室“炼铁”使用硬质玻璃管,用酒精喷灯来实现“高温”条件。 (3)产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁,实验室“炼铁”能得到较纯净的铁。 【例1】　炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应,某同学利用该原理设计了一个实验,实验装置如图所示。 请你对实验进行分析并回答: (1)实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是由红棕色逐渐变为黑色,反应的化学方程式是3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 (2)实验前先通入CO,后开始加热,实验后先停止加热,后停止通入CO的原因是实验前:除去装置中的空气,以免加热时装置发生爆炸;实验后:作保护气,以免生成的铁在高温下被氧化。 (3)实验要在装置末端a处放置一盏燃着的酒精灯,其作用是除去尾气中的一氧化碳,以免一氧化碳污染空气。 [过渡]根据有关报道,现在世界上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课题。 探究二、铁锈蚀条件的探究 1.展示学生一周前做的铁钉生锈的对比实验,结合素材中铁生锈与防锈的视频,说出铁制品锈蚀的条件及铁锈的主要成分。 铁制品锈蚀,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的结果,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。 2.分析铁锁、菜刀、铁丝、水龙头锈蚀的原因,讨论防止它们生锈的方法。 保持铁制品表面干燥和洁净;在铁制品表面涂一层保护膜,如刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属,进行“烤蓝”处理等;制成合金钢,如不锈钢等。 3.结合一些矿物可供开采的年限图(教材P19图8 - 25)及素材中钢铁的使用视频,思考保护金属资源的途径主要有哪些。