6.1 金属矿物及铁的冶炼---2024-2025学年九年级化学沪教版(2024)上册

配套中学沪教版 金属矿物及铁的冶炼 一、教材分析 内容结构：本节内容在教材中起到承上启下的作用，既承接了之前学习的化学基本概念和实验技能，又为后续学习金属的性质和应用、金属防护和废金属回收等内容奠定了基础。教材先介绍了一些常见的金属矿物，让学生了解金属在自然界中的存在形式，然后重点讲解铁的冶炼原理和实验，使学生对金属的冶炼有一个初步的认识。 素材特点：教材中融入了中国优秀传统文化内容，如提及我国明代著作《天工开物》五金卷中记载的古代炼铁的方法，还用《千里江山图》、《天工开物》等素材作为习题情境，增强学生对金属应用和矿物颜料的认识，培养学生的民族自豪感和文化自信心。 实验设计：新教材对铁的冶炼实验内容进行了调整，将图例名称改为 “炼铁原理示意图”，并删除了 “将黑色粉末加入稀盐酸中” 的步骤，使实验内容更加贴近学生思维水平，鼓励学生通过观察和讨论来深入理解实验原理与结果。 二、教学目标 科学思维 了解常见金属矿物的主要成分及存在形式，能识别赤铁矿、磁铁矿等常见铁矿石。 理解铁的冶炼原理，能写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式，并能说出该反应中的氧化剂和还原剂。 掌握炼铁高炉的构造及炼铁过程中的主要化学反应，了解工业炼铁的主要设备和原料。 科学探究 通过观察炼铁原理示意图和实验演示，培养学生的观察能力和分析推理能力，能根据实验现象推断反应的产物和化学方程式。 通过对铁的冶炼原理的探究，让学生学会运用对比、归纳等方法总结化学知识，提高学生的科学探究能力。 小组合作讨论工业炼铁的流程和注意事项，培养学生的合作交流能力和解决实际问题的能力。 化学观念目标 元素守恒观：在学习铁的冶炼过程中，理解化学反应前后铁元素的守恒，即铁矿石中的铁元素通过一系列反应转化为铁单质，从而建立起元素守恒的观念。 化学变化观：认识到铁的冶炼是一个复杂的化学变化过程，涉及到氧化还原反应等多种化学反应类型，理解化学变化的本质是有新物质生成，且在一定条件下可以相互转化。 物质转化观：了解金属矿物通过冶炼可以转化为金属单质，认识到物质之间可以通过一定的化学反应实现相互转化，形成物质转化的观念。 科学态度与责任 感受我国古代炼铁技术的伟大成就，增强民族自豪感和文化自信心，培养学生的爱国主义情感。 体会化学在金属冶炼领域的重要作用，认识到化学与生活、生产的密切联系，激发学生学习化学的兴趣和积极性。 通过了解工业炼铁对环境的影响，培养学生的环保意识和社会责任感，引导学生树立可持续发展的观念。 三、教学重难点 教学重点 金属矿物的认识：了解常见金属矿物的种类、主要成分及存在形式，认识金属矿物是金属冶炼的原料来源。 铁的冶炼原理：理解一氧化碳还原氧化铁的反应原理，掌握相关的化学方程式，这是本节课的核心知识。 炼铁的工业流程：了解炼铁高炉的构造、主要原料及炼铁过程中的主要化学反应，使学生对工业炼铁有一个整体的认识。 教学难点 一氧化碳还原氧化铁的实验：该实验涉及到一氧化碳的毒性、实验装置的复杂性以及反应条件的控制等，学生理解和掌握起来有一定难度。 氧化还原反应的理解：在铁的冶炼过程中，一氧化碳还原氧化铁是一个典型的氧化还原反应，学生对氧化反应和还原反应的概念、氧化剂和还原剂的判断等容易混淆，理解起来有一定困难。 工业炼铁与实验室炼铁的联系与区别：学生需要理解工业炼铁和实验室炼铁在原理上是相似的，但在设备、规模、原料、操作等方面存在很大的差异，并且要能够将实验室炼铁的原理和方法迁移到工业生产中，这对学生的综合分析能力要求较高。 四、教学过程 导入新课： 教师：同学们，在我们的日常生活中，铁制品无处不在，像铁锅、铁钉、铁栏杆等等。大家有没有想过，这些铁是从哪里来的呢？其实呀，铁是从铁矿石中冶炼出来的。今天，我们就一起来学习 “金属矿物及铁的冶炼”。 金属矿物： 教师：首先，让我们来认识一下常见的金属矿物。请同学们看大屏幕，这是赤铁矿，它的主要成分是三氧化二铁，这是磁铁矿，主要成分是四氧化三铁，还有菱铁矿，主要成分是碳酸亚铁，以及铝土矿，主要成分是氧化铝。金属在自然界中的存在形式主要有两种，像金、银等少数金属以单质形式存在，而大多数金属如铁、铝等则以化合物形式存在于金属矿物中。 铁的冶炼原理： 教师：接下来，我们重点学习铁的冶炼原理，老师给大家做一个一氧化碳还原氧化铁的实验，请同学们仔细观察。 教师演示实验：在硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末，先通入一氧化碳气体一段时间，然后点燃酒精喷灯加热硬质玻璃管，观察实验现象，并引导学生思考。 教师：同学们，你们看到了什么现象呀？ 学生：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊。 教师：非常好，那大家想一想，为什么会出现这些现象呢？ 学生思考、讨论后回答：红色的氧化铁被一氧化碳还原成了黑色的铁，同时生成了二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。 教师：回答得很正确！这个反应的化学方程式为 在这个反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，发生了氧化反应，它是还原剂；氧化铁失去了氧，发生了还原反应，它是氧化剂。 炼铁的工业流程： 教师：在实验室中，我们可以用一氧化碳还原氧化铁来模拟铁的冶炼过程。那么，在工业上，又是如何大规模炼铁的呢？请同学们看大屏幕上的炼铁高炉构造图。 教师：工业炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。铁矿石提供铁元素，焦炭燃烧提供热量，同时产生一氧化碳作为还原剂，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去。 教师详细讲解炼铁高炉内发生的化学反应： 课堂小结： 教师：好，今天我们学习了金属矿物及铁的冶炼。首先了解了常见金属矿物的主要成分和存在形式，然后重点学习了铁的冶炼原理，通过一氧化碳还原氧化铁的实验，掌握了该反应的化学方程式和氧化剂、还原剂的判断，最后还了解了工业炼铁的主要设备、原料和流程。同学们，你们都掌握了吗？ 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$