6.1金属矿物及铁的冶炼教学设计--2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)上册

该初中化学教学设计聚焦“金属矿物及铁的冶炼”核心内容，通过地壳金属元素含量数据设问，引出金属存在形式（单质与化合物），梳理从金属矿物到冶炼的知识脉络。 以情境导入激发探究欲，实验室炼铁步骤口诀化（查装通点停通熄）培养有序思维，工业炼铁原料作用分析体现推理能力，尾气处理强化环保意识，含杂质计算实例联系实际。提升学生科学探究与实践能力，为教师提供分层教学清晰框架。

2025-2026年度 九 年级 化学 备课 年 月 日 教 学 课 题 6.1 金属矿物及铁的冶炼 课型 新授 课时 第 1 课时 总 1 课时 教 学 目 标 1.认识多数金属在自然界存在形式。 2.体会化学方法在金属冶炼的重要性。 3.掌握工业炼铁原理、原料及设备。 教 学 重 点 实验室模拟炼铁的反应原理、实验步骤及现象；工业炼铁的原料、设备、反应原理。 教 学 难 点 1.实验室炼铁中 “先通 CO 后加热”“先停加热后停 CO” 的操作原因； 2.工业炼铁中焦炭和石灰石的作用；含杂质物质的相关计算。 教 学 过 程 集 体 备 课 二 次 备 课 任务一课堂导入：情境激趣，引出主题 数据呈现：展示地壳中金属元素含量表格（铝 7.73%、铁 4.75% 等），提问： 地壳中含量较高的铁、铝等金属，为什么我们日常生活中很少见到纯金属单质？ 金、银等金属为什么能以单质形式存在于自然界中？ 引出课题：大多数金属化学性质较活泼，在自然界中以化合物形式存在（即金属矿物）。要得到金属单质，需要通过 “冶炼” 实现。今天我们就来认识常见的金属矿物，重点探究铁的冶炼原理与方法。 任务二探究新知：分层突破，核心探究 环节1：认识常见的金属矿物 1.分类讲解： 金属在自然界的存在形式：极少数不活泼金属（金、银、铂）以单质形式存在；大多数金属以化合物形式存在（金属矿物）。 2.常见金属矿物： 铁的矿物：赤铁矿（Fe2O3，红棕色）、磁铁矿（Fe3O4，黑色， 集 体 备 课 二 次 备 课 有磁性）、黄铁矿（FeS2）。 铜的矿物：孔雀石（Cu2(OH)2CO3）、赤铜矿（Cu2O）。 铝的矿物：铝土矿（Al(OH)3）。 3.金属的冶炼 以金属矿物为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金属单质。使金属矿物转化成金属的过程称为金属的冶炼。 重点说明：工业炼铁常用赤铁矿或磁铁矿（含铁量高、污染小），黄铁矿因含硫元素，冶炼时会产生SO2污染环境，较少使用。 环节2：实验室模拟炼铁 1.原料: Fe2O3粉末、CO气体 2.反应原理： 讲解：用一氧化碳作为还原剂，在高温条件下还原氧化铁，生成铁和二氧化碳。高温 化学方程式：(Fe2O3 + 3CO ===2Fe + 3CO2)。 强调：CO 是还原剂，夺取 Fe2O3 中的氧元素（还原反应）。 3.实验装置：展示装置图（硬质玻璃管、酒精喷灯、澄清石灰水、尾气处理装置），说明各部分作用： 硬质玻璃管：发生还原反应的场所； 酒精喷灯：提供高温条件（温度高于酒精灯）； 澄清石灰水：检验生成的 CO₂； 尾气处理装置（气球或点燃）：CO 有毒，防止污染空气。 集 体 备 课 二 次 备 课 4.实验步骤（口诀：查→装→通→点→停→通→熄）： ① 查：检查装置气密性； ② 装：向硬质玻璃管中装入氧化铁粉末； ③ 通：通入纯净的CO（排尽装置内空气，防止加热时爆炸）； ④ 点：点燃酒精喷灯，加热氧化铁； ⑤ 停：反应结束后，先熄灭酒精喷灯； ⑥ 通：继续通入CO，直至装置冷却（防止石灰水倒吸、生成的铁被氧化）； ⑦ 熄：处理尾气（点燃或收集）。 5.实验现象与验证： 现象：① 红棕色粉末逐渐变为黑色；② 澄清石灰水变浑浊。 铁的验证：① 用磁铁吸引黑色粉末（铁能被磁铁吸引）；② 向黑色粉末中加入稀盐酸，产生气泡，溶液变为浅绿色（Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑）。 6.关键提问： 为什么先通 CO 再加热？（排尽空气，避免 CO 与空气混合加热爆炸） 为什么先停加热后停CO？（防止装置冷却导致石灰水倒吸；防止热的铁粉与空气接触被氧化） 尾气为什么要处理？（CO有毒，污染空气，处理方式：点燃、收集或循环利用） 环节3：工业炼铁 核心要素： 1.设备：高炉。 2.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 3.产品：生铁（含碳量 2%~4.3% 的铁合金，硬而脆）。 4.反应原理与原料作用： （1）焦炭的双重作用：高温 ① 燃烧放热提供高温：(C + O2=== CO2)；② 与 CO2反应生成还原剂CO：(CO2 + C===2CO)。高温 （2）石灰石的作用：将矿石中的杂质（如 SiO2）转化为炉渣除去（CaCO3=== CaO + CO2↑)，(CaO + SiO2===CaSiO3)，炉渣密度小于生铁，从炉渣出口排出）。高温 高温 高温 （3）主要反应：3CO + Fe2O3 ===2Fe + 3CO2 （4）装置说明：展示高炉结构动画，说明生铁出口低于炉渣出口（生铁密度大于炉渣）。 环节4：含杂质物质的计算 在实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。当原料中含有杂质时，要先把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，再进行计算。计算公式： 纯度 =（纯物质质量 / 含杂质物质总质量）× 100%。 纯物质质量 = 含杂质物质质量 × 纯度。 例题示范：用 490 万吨含氧化铁 60% 的赤铁矿石炼铁，最多含铁多少万吨？ 解：① 纯 Fe2O₃质量 = 490 万吨 × 60% = 294 万吨； ② 设含铁质量为 x，高温 3CO + Fe2O3 ===2Fe + 3CO2 160 112 294万吨 x 160/112 = 294万吨/x x = 205.8 万吨。 强调：计算时需先将含杂质原料质量换算为纯物质质量。 任务三：课堂小结与作业布置 小结： 核心知识：金属矿物的存在形式；实验室炼铁（原理、步骤、现象）；工业炼铁（原料、设备、原理）；含杂质计算方法。 作业布置：用 1000t 含氧化铁 80% 的赤铁矿石，理论上可炼出含铁 96% 的生铁多少吨？（答案：583.3t） 板书 设计 6.1 金属矿物及铁的冶炼 一、金属矿物 存在形式：单质（Au、Ag、Pt）、化合物（多数金属） 常见矿物：赤铁矿（Fe2O₃）、磁铁矿（Fe3O₄）、孔雀石等 二、铁的冶炼 实验室模拟炼铁：高温 原理：3CO + Fe2O3 ===2Fe + 3CO2 步骤：查→装→通→点→停→通→熄（先通后点、先停后断） 现象：红棕变黑、石灰水变浑浊 尾气处理：点燃、收集 工业炼铁： 设备：高炉 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气高温 原理：3CO + Fe2O3 ===2Fe + 3CO2 产品：生铁（含碳 2%~4.3%） 三、含杂质计算 纯度 = 纯物质质量 / 不纯物质总质量 × 100% 纯物质质量 = 不纯物质质量 × 纯度 教学 反思 1 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $