6.3　金属矿物与金属冶炼-2024-2025学年九年级化学科粤版下册

6.3　金属矿物与金属冶炼 课标分析 内容要求 1.认识一些常见金属的存在形式以及常见的矿物。 2.了解金属的冶炼方法,特别是铁的冶炼原理。 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。 学业要求 1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,并了解金属的存在形式与金属的活动性密切相关。 2.掌握常见金属的冶炼方法和原理,认真体会化学方法在金属冶炼中的重要性。 3.掌握铁矿石冶炼铁的反应原理、化学反应方程式及注意事项,实际生产在计算用料和产量时,应注意杂质问题。 教材分析 本节由常见金属矿物的照片以及资料“常见金属元素在地壳中所占的质量分数”表引入,简单介绍了地球上及我国的金属资源情况。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属,而其中冶炼量最大的是铁。因此,教材很自然地转入到对铁的冶炼的讨论中。 “铁的冶炼”是本节教学的重点。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外,主要是通过实验,说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理,并结合炼铁的实际情况,以习题的方式学习化学方程式计算中有关杂质问题的计算。这样,把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起,使学习活动成为有机的整体,有利于学生主动参与学习。 续表 学情分析 学生已经有了日常生活中使用金属制品的经验,也初步了解了金属制品的特殊用途。但学生对金属的了解比较零散,还不够系统,也不清楚物质的用途与其性质之间的内在联系。他们不了解铁矿石是怎样冶炼成钢铁的,不了解自己使用的金属制品都是用合金材料制成的,更不了解性能各异的合金竟是通过多种金属(或金属与非金属)熔合而成的。因此,教师应从学生已有的生活经验出发,通过实验探究和交流讨论,使其将自己对金属制品的成分和各项性能及其用途的认识逐渐清晰、系统、深入,进而产生学习有关金属的性质和生产知识的积极心态。 素养目标 1.知道金属在自然界的存在和常见的金属矿物。 2.认识从铁矿石中将铁还原出来的方法。 3.会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行计算。 4.通过炼铁、炼钢过程的对比、生铁和钢成分的对比,体会对比在学习中的重要作用。 5.通过我国在炼钢、炼铁中取得的辉煌成就,对学生进行爱国主义教育。 教学重点 1.铁的冶炼 2.化学反应中有关杂质问题的计算 教学难点 化学反应中有关杂质问题的计算 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 [创设情境　导入新课] 【教师活动】 金属对于人类社会的发展起着不可替代的作用。军事、科技、交通等各方面都离不开金属。但地球上的金属资源中除了少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余较活泼的金属都以化合物的形式存在于矿物中。 人们在日常生活和生产中需要用到大量的金属单质,这些金属单质是如何由矿物制取的呢?这就需要了解金属的冶炼原理。 金属在人类日常生活中应用广泛,人们是如何从自然界中得到金属的呢? [新知探究] 一、几种金属矿物 【教师活动】 俗话说:“沙里淘金”,金可以从河沙里淘出,这说明金以什么形态存在的?为什么呢?地壳中含量最多的前四位金属元素是哪些?它们的化学性质是否活泼,在地壳中是以什么形态存在的呢? 【结论】 少数化学性质较不活泼的金属在自然界中以单质形态存在,如金、银等;化学性质较活泼的金属,如铁、锌、钠和钙等在自然界中以化合物形态存在。 【教师活动】 常见金属元素在地壳中所占的质量分数 元素名称 铝 铁 钙 钠 钾 镁 其余60余种 金属元素 质量分数/% 7.73 4.75 3.45 2.74 2.47 2.00 <1 由此可见:地壳中的金属元素,铝和铁的含量最多。 思考讨论:学生回忆已学知识,教师指定2~3名学生说出常见金属的活动性顺序 认真思考,体会金属资源在自然界的存在情况 复习巩固已学知识 创设问题情境,实施启发式教学 过渡铺垫,不让学生感到突兀 使学生认识到自然界中的金属资源,明确要想获得金属需要从金属矿石中去提炼 续表 【教师活动】 阅读教材,了解常见的矿石有铁矿石、铜矿石、铝矿石等。 铁矿石:赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿等。 铜矿石:孔雀石、赤铜矿等。 铝矿石:铝土矿等。 思考:自然界中的金属矿物是如何变成人们使用的金属产品的呢? 二、钢铁的冶炼 【教师活动】 现有如下四种矿物: 铁矿石 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 黄铁矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 FeS2 铁含量 70% 72% 48% 47% 思考:以上四种矿物中哪些铁矿石最适宜炼铁? 最适宜炼铁的两种矿物是磁铁矿和赤铁矿,因为这两种矿物含铁量高(质量分数大),且含硫等“有害元素”少,冶炼时产生的污染小。 1.实验室炼铁 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玻璃管里红棕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:先通CO的目的是什么? 排出装置中的空气,防止加热时CO与空气混合发生爆炸。 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。 2.工业炼铁 引导学生观看教材第18页炼铁高炉示意图,思考: 认真听讲,认识常见矿石 学生认真观察实验,思考问题,明确实验室炼铁实验的现象、步骤、原理、实验注意事项等 学生认真思考,找出一氧化碳和氧化铁反应的各种情况 引导学生分析常见铁矿石的成分和含铁量 通过实验室炼铁,使学生领会冶炼金属铁的方法,掌握一氧化碳与氧化铁反应的现象、原理等知识 续表 　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 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 高炉炼得的铁中含有2%~4.3%的碳,以及少量硫和磷等,因而是铁的合金——生铁。 生铁和钢的区别 类别 含碳量/% 含杂质 (硫、磷等) 机械性能 机械加工 生铁 2~4.3 多 硬而脆 可铸不可锻 钢 0.03~2 少 硬而韧、有弹性 可铸可锻 三、有关含杂质物质的计算 出示例题: 2 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼得含铁95%的生铁的质量。 师生共同分析,找出解题方法。 分析:代入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量,纯净物的质量=混合物的质量×纯净物的质量分数。 解:设可炼得含铁95%的生铁的质量为x。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160 112 2 000 t×80% x×95% = x≈1 179 t 答:2 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼得含铁95%的生铁1 179 t。 四、金属冶炼的方法 思考:金属冶炼的难易程度与金属活动性顺序有何关系? 学生阅读知识视窗,老师讲解冶炼金属的几种方法。 1.热还原法。如: 2CuO+C2Cu+CO2↑　CuO+H2Cu+H2O 2.电解法。如电解Al2O3制铝,电解MgCl2制镁: 2Al2O34Al+3O2↑　MgCl2Mg+Cl2↑ 3.热分解法。如氧化汞加热分解,可得到汞: 2HgO2Hg+O2↑ 学以致用 阅读,理解钢的含义。思考钢、生铁的不同点 分析含杂质计算题的解题思路,正确书写本题的解答过程 学生阅读教材第20页,思考金属冶炼的方法 通过此环节,使学生对实际生产中的炼铁情况加以认识 通过生铁和钢的对比,认识将生铁转化为钢的必要性 通过本题使学生学会含杂质题目的解答方法 拓展延伸增加知识面 续表 课堂小结 　　本课主要学习了铁的冶炼和含杂质物质的有关化学方程式的计算,将化学原理、计算和生产实际结合,体会化学的应用价值。学完本课需要掌握铁矿石冶炼铁的反应原理、化学反应方程式及注意事项,实际生产在计算用料和产量时,应注意杂质问题。 板书设计 6.3　金属矿物与金属冶炼 一、几种金属矿物 二、钢铁的冶炼 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 三、有关含杂质物质的计算 四、金属冶炼的方法 教学反思 　　本课的知识内容学生较为熟悉,用丰富的素材引导学生感知熟悉学习的对象,从生活经验出发,引出课题,易激发学生的兴趣,在整个教学过程中体现了学生“从生活走向化学,从化学走向社会”的理念。 注意培养学生阅读教材、查阅资料的能力,展示学生课前调查和收集样品的信息,能较好地达到资源共享的目的,有利于培养“合作”意识。 化学方程式计算中的杂质问题计算是一类在实际生产中具有重要意义的计算,在此引入的有关化学方程式的计算都是纯物质的计算,要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量,以加深学生对实验的定量理解和分析。 学科网（北京）股份有限公司 $$