第八单元课题3第1课时金属矿物及铁的冶炼教学设计-2025-2026学年九年级化学人教版下册

该初中化学教学设计聚焦“金属矿物及铁的冶炼”，以玉柄铁剑情境导入，串联金属存在形式、铁的冶炼原理、工业流程及含杂质计算，通过自主探究、小组讨论和高炉炼铁视频辅助，构建“性质—制备—应用”知识链。 设计以情境贯穿和任务驱动为特色，体现化学观念中的物质转化、科学思维中的证据推理，如通过金属活动性分析存在形式、原料选择讨论培养逻辑，结合我国矿物资源优势渗透家国情怀，助力学生提升探究能力，教师可依托丰富资源（矿物样品、视频）高效教学。

“金属矿物及铁的冶炼”教学设计 武汉市光谷汤逊湖学校 杨艳 一、教材分析 本教学内容来自人教版九年级化学下册第八单元“金属和金属材料”课题 3“金属资源的利用和保护”第1课时，是初中化学“金属及其化合物”知识模块的核心内容之一。本单元前两课题已介绍金属的物理性质、化学性质及合金特点，本课时聚焦“金属资源的利用”，承接“金属性质”的理论知识，转向“工业应用”的实践维度，同时为下一课时“金属资源的保护”（金属腐蚀与防护）奠定认知基础，形成“性质—制备—应用—保护”的完整知识链，是连接化学理论与工业生产的关键桥梁。 2、 学情分析 九年级学生已掌握金属活动性顺序、CO 的还原性、化学方程式基本计算，熟悉生活中的金属制品，能理解 “金属活动性强弱与存在形式的关联”，为学习金属矿物及铁的冶炼奠定基础。但他们对工业炼铁流程（如焦炭双重作用、石灰石除杂原理）认知模糊，易混淆 “生铁与纯铁”；含杂质计算中，常忽略 “需先换算纯净物质量” 的关键步骤；且思维以具象为主，对 “多步反应逻辑” 等抽象内容理解困难。此外，学生虽对 “古代炼铁、工业生产” 有好奇心，但缺乏将生活经验与化学知识结合的能力，需通过直观素材（视频、模型）和分层任务，化解抽象难点，引导知识迁移。 三、设计理念： 以“情境激趣 — 任务驱动 — 探究建构 — 应用提升”为主线，结合历史文物、工业实际和实验探究，让学生在解决真实问题的过程中掌握知识、提升能力，渗透科学精神和家国情怀教育。 3、 教学目标 1.通过原料选择讨论、工业流程分析，培养对比分析和逻辑推理能力； 2.通过含杂质计算练习，提升化学计算的实际应用能力。 3.通过了解我国金属矿物资源优势，增强民族自豪感； 4.通过认识金属冶炼与环境保护的关系，树立绿色化学理念，体会化学技术对人类文明的推动作用。 五、教学重难点 1.重点：铁的冶炼原理；含杂质物质的化学方程式计算。 2.难点：含杂质物质与纯净物之间的质量换算；工业炼铁中各原料的作用。 6、 教学准备 1.教具准备：多媒体课件（包含玉柄铁剑图片、古代炼铁图、高炉炼铁视频、实验室模拟炼铁装置图）、常见金属矿物样品（赤铁矿、磁铁矿等）、学案（含任务单和练习题）。 2.学具准备：课本、笔记本、计算器（用于计算练习）。 七、教学过程 （1） 课堂导入：情境激趣，跨越时空 1.展示河南省博物馆镇馆之宝 —— 玉柄铁剑的图片，介绍其基本信息：西周晚期文物，通长 34.2 厘米，是 "中华第一剑"。 2.提出问题：“这把锈迹斑斑的铁剑，为何能被誉为‘中华第一剑’？它背后蕴含着怎样的化学智慧？” 3.过渡：玉柄铁剑的出土证明我国早在西周晚期就掌握了人工冶铁技术，今天我们就一同走进金属的世界，探索金属矿物的奥秘和铁的冶炼历程。 （2） 任务一：寻金属之前世 —— 金属的存在与矿物 1.自主探究：让学生阅读课本第16页，完成学案任务一： 2.互动讲解： （1）邀请学生背诵金属活动性顺序表，引导学生发现：金属活动性越强，越易与其他物质反应，越难以单质形式存在。 （2）展示常见金属矿物样品和图片，介绍其颜色特征（如赤铁矿红棕色、磁铁矿黑色）。 3.家国情怀渗透：介绍我国金属矿物资源优势，钨、钼、钛等储量居世界前列，增强学生民族自豪感。 4.过渡：目前世界年产量最高的金属是铁，如何将铁矿转化为铁？让我们进入任务二的学习。 （3） 任务二：识炼铁之法则 —— 原料选择与反应原理 1.小组讨论：原料选择 （1） 展示四种铁矿石的对比表格（主要成分、含铁量、产物影响），引导小组讨论：选择炼铁原料的原则是什么？应优先选择哪种矿石？ （2） 小组代表分享观点，教师总结选料原则：含铁量高、含杂质少、产物环保、成本低；工业上常用赤铁矿（Fe₂O₃）或磁铁矿（Fe₃O₄），黄铁矿因产物含 SO₂污染环境而不选用。 2.原理探究： （1）提出问题：如何将 Fe₂O₃中的铁还原出来？可选择哪些还原剂？ （2）引导学生思考 C、H₂、CO 三种还原剂的优缺点：C 为固体反应不充分，H₂制取成本高，CO 具有流动性、与矿石接触充分、反应彻底，是工业炼铁的最佳选择。 （3）书写炼铁核心化学方程式，强调 Fe₂O₃失去氧发生还原反应。 （4） 任务三：探铁石之重生 —— 工业炼铁流程 1.视频辅助：播放高炉炼铁工业流程视频，结合课本第17页内容，让学生完成学案任务三。 2.表格梳理：工业炼铁原料及作用 3.关键讲解： （1）设备：高炉；产物：生铁（含碳量 2%~4.3% 的铁合金），生铁可进一步冶炼为钢（含碳量 0.03%~2%）。 （2）强调高炉炼铁的反应链条：CO 还原 Fe₂O₃生成铁。 4.过渡：工业生产中原料和产物往往含有杂质，如何进行相关计算？进入任务四的学习。 （5） 任务四：习杂质之计算 —— 化学计算的实际应用 1.方法指导： 讲解含杂质计算的核心思路：将不纯物质质量转化为纯净物质量（纯净物质量 = 不纯物质质量 × 纯度），再根据化学方程式计算，最后将纯净物质量转化为不纯物质质量。 2.例题解析： （1）展示例题：用 1000t 含氧化铁 80% 的赤铁矿石，理论上可炼出含铁 96% 的生铁质量是多少？ （2）分步讲解解题步骤：①计算纯 Fe₂O₃质量（1000t×80%=800t）；②设未知数，根据化学方程式列比例式计算纯 Fe 质量；③将纯 Fe 质量转化为含铁 96% 的生铁质量（560t÷96%≈583.3t）。 3.实战演练：让学生在5分钟内完成学案变式训练第（1）题，教师巡视指导，强调计算格式规范。 （6） 任务五：悟金属之大用 —— 知识应用与情感升华 1.引导学生交流金属材料在生产生活中的应用（如建筑、交通、机械、航天等领域）。 2.总结：金属的冶炼技术推动了人类文明进步，从古代玉柄铁剑到现代工业钢铁，化学技术的发展让金属资源更好地服务于人类。 （7） 课堂小结与巩固训练 1.小结：邀请学生分享本节课收获，教师梳理知识脉络：金属存在形式→铁的冶炼（原料、原理、设备）→含杂质计算。 2.巩固训练：快速完成基础练习题，检验学习效果。 （八）课堂结束：励志寄语 国家间的竞争核心是科技实力的较量，金属冶炼技术的创新是科技进步的重要体现。希望同学们今日深耕知识，明日勇攀科技高峰，为国家科技腾飞贡献力量。 八、板书设计 金属矿物及铁的冶炼 1. 金属的存在与矿物 · 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）等 2. 铁的冶炼 · 原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气 · 原理： · 设备：高炉 · 产物：生铁（含碳 2%~4.3%） 3. 含杂质计算：纯净物的质量 ＝ 不纯物质的总质量×纯度 不纯物质的质量=纯净物的质量 ÷纯度 九、教学反思 1.本节课以玉柄铁剑为情境主线，将历史文化与化学知识有机结合，有效激发了学生的学习兴趣；任务驱动式教学让学生主动参与探究，提升了自主学习和合作交流能力。 2.含杂质计算是教学难点，通过例题解析和分步训练，多数学生能掌握解题思路，但部分学生在纯度换算时容易出错，需在课后通过针对性练习强化。 3.可进一步优化工业炼铁流程的可视化展示，如增加高炉内部结构模型，让学生更直观地理解各原料的作用和反应发生的部位；同时可适当拓展实验室模拟炼铁的实验注意事项，衔接后续实验教学。 10、 设计亮点 1.情境贯穿：以 "玉柄铁剑" 为线索，串联金属存在、炼铁原理、工业应用等内容，兼具历史感和趣味性。 2.任务驱动：设置五大任务，层层递进，符合学生认知规律，让学生在完成任务的过程中建构知识体系。 3.素养渗透：融合家国情怀、绿色化学、科技励志等元素，实现知识传授与价值引领的统一。 4.实用导向：工业流程分析和含杂质计算紧密联系生产实际，提升学生化学应用能力。 学科网（北京）股份有限公司 $