8.3 金属资源的利用和保护（课时1）-2025-2026学年九年级化学下册同步教学设计（人教版2024）

该初中化学教学设计聚焦金属资源的利用，核心知识点包括金属矿物的存在形式、铁的冶炼（实验室与工业原理）及含杂质物质的计算。通过展示地壳元素含量图提问，连接金属存在形式与冶炼问题，搭建从金属性质到资源利用的学习支架。 该资料特色在于融合科学探究与实践，如通过一氧化碳还原氧化铁实验视频、高炉炼铁动画辅助理解，结合科学思维培养，分析“CO先来后走”操作原理及含杂质计算方法。采用实验探究、小组讨论、分层作业等教学方法，助力学生提升实验分析与计算能力，为教师提供丰富资源，有效落实化学观念与科学态度等核心素养。

九年级化学下册教案 课题 8.3.1金属的化学性质 第1课时 总第2课时 设计者 参研人 授课时间 月 日第 节 素养目标 化学观念 了解金属在自然界的存在形式及常见金属矿物，认识从铁矿石中冶炼铁的原理和方法，建立“资源有限、合理利用”的化学观念。 科学思维 通过一氧化碳还原氧化铁的实验探究，培养实验观察、现象分析和结论归纳的能力；掌握含杂质物质化学方程式计算的方法。 科学探究与实践 能设计并完成一氧化碳还原氧化铁的实验，掌握实验操作步骤和注意事项，了解工业炼铁的主要原料、设备及原理。 科学态度与责任 认识金属资源的宝贵性，增强节约资源和保护环境的意识，体会化学在金属冶炼中的重要作用。 教学重难点 重点：铁的冶炼原理（实验室和工业）；一氧化碳还原氧化铁的实验现象、操作步骤及注意事项；含杂质物质的化学方程式计算。 难点：实验操作中“CO先来后走”的原因分析；含杂质物质计算中纯净物质量的转换。 教学准备 多媒体课件（含金属矿物图片、炼铁高炉示意图、实验装置图） 实验用品：氧化铁粉末、一氧化碳（或模拟视频）、澄清石灰水、硬质玻璃管、试管、导管、酒精喷灯、酒精灯、磁铁等 实物或图片：赤铁矿、磁铁矿、铝土矿、生铁样品等 小组讨论任务单、课堂练习纸 教学板块 教与学活动 二次备课 导入新课 任务一：金属矿物 任务二：实验室炼铁 任务三：工业炼铁 任务四：含杂质物质的计算 课堂练习与小结 展示地壳中元素含量图（氧、硅、铝、铁、钙），提问：“金属元素在地壳中以什么形式存在？铁是如何从矿石中冶炼出来的？”引出课题。 1. 讲解金属在自然界的存在形式：单质（不活泼金属如Au、Ag、Pt）和化合物（大部分金属）。 2. 展示常见铁矿石（赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿）和铜矿石、铝矿石的图片及主要成分。 3. 归纳：工业上常用赤铁矿（Fe₂O₃）和磁铁矿（Fe₃O₄）炼铁。 高温 1. 讲解实验原理：Fe₂O₃ + 3CO ＝ 2Fe + 3CO₂。 2. 展示实验装置图，介绍仪器和药品。 3. 归纳实验现象：红棕色粉末变黑、澄清石灰水变浑浊、尾气燃烧产生蓝色火焰。 4. 分析实验注意事项：先通CO后加热、先停止加热后停CO、尾气处理等，理解“CO先来后走”的原因。 1. 展示炼铁高炉示意图，讲解原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气。 2. 分析高炉内主要反应：焦炭燃烧生成CO₂，CO₂与C反应生成CO，CO还原Fe₂O₃，石灰石除杂。 3. 比较实验室与工业炼铁的异同。 1. 讲解解题思路：纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度；混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度。 2. 例题演示：用1000t含Fe₂O₃ 80%的赤铁矿炼含铁96%的生铁的质量。 3. 强调：带入化学方程式的必须是纯净物的质量。 4. 学生独立完成练习并讲评。 1. 完成选择题：下列关于工业炼铁的做法或说法不正确的是( D ) A.使用的原料是铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 B.焦炭的一个作用是提供热量 C.因为炉渣的密度小于铁水，所以炉渣出口比生铁出口高 D.炼铁高炉内焦炭与氧化铁反应，最终得到生铁 2. 小组讨论：实验室炼铁实验中为什么先通CO后加热？ 3. 师生共同总结知识框架。 可播放“钢铁是怎样炼成的”短视频，激发学生兴趣。 可组织学生分组观察矿石标本或图片，记录主要成分。 可播放实验视频，重点展示尾气燃烧和石灰水变浑浊现象。 可补充高炉炼铁动画视频，帮助学生理解内部反应过程。 可设计“计算闯关”题组，从易到难分层训练。 可设计“炼铁知识竞赛”活动，巩固重点内容。 板书设计 8.3.1金属资源的利用和保护 一、金属矿物 存在形式：单质（不活泼金属）、化合物（大部分金属） 常见铁矿石：赤铁矿（Fe₂O₃）、磁铁矿（Fe₃O₄） 二、实验室炼铁 高温 原理：Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂ 现象：红棕变黑、石灰水变浑浊、尾气燃烧 注意事项：CO先来后走、尾气处理 三、工业炼铁 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 设备：高炉 主要反应：C → CO₂ → CO → Fe 四、含杂质物质的计算 纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度 带入方程式的必须是纯净物质量 教学反思 学生对金属矿物图片和炼铁实验视频兴趣浓厚，能够积极参与现象描述和原理分析。实验注意事项中“CO先来后走”的原因分析是难点，需结合爆炸原理和安全要求反复强调。 分层作业 一、基础巩固题（全员必做） 1.下列矿石中，主要成分是Fe₂O₃的是（ ） A. 磁铁矿 B. 赤铁矿 C. 菱铁矿 D. 黄铁矿 2.实验室炼铁的原理是（用化学方程式表示）：____________。 3.工业炼铁的主要设备是______，主要原料包括铁矿石、______、______和热空气。 4.实验室炼铁实验中，为什么先通入一氧化碳后加热？ 二、能力提升题（中等难度） 1.下列关于工业炼铁的说法正确的是（ ） A. 焦炭的作用只是提供热量 B. 石灰石的作用是除去二氧化硅 C. 高炉中得到的是纯铁 D. 尾气可以直接排放 2.用500t含Fe₂O₃ 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？（写出计算过程） 3.一氧化碳还原氧化铁的实验结束后，应先停止加热还是先停止通CO？为什么？ 三、拓展探究题（拔高选做） 1.查阅资料，了解我国古代“块炼铁”和“灌钢法”的冶炼技术，写一篇200字左右的介绍。 2.设计一个简单实验，证明某黑色粉末是铁粉而不是氧化铜，写出实验步骤、现象和结论。 3.某钢铁厂每天需消耗2000t含Fe₃O₄ 70%的磁铁矿石，该厂理论上可日产含铁97%的生铁多少吨？计算结果保留一位小数。 参考答案 一、基础巩固题 1.B 高温 2.Fe₂O₃ + 3CO = 2Fe + 3CO₂ 3.高炉、焦炭、石灰石 4.排尽玻璃管内的空气，防止CO与空气混合加热发生爆炸。 二、能力提升题 1.B 2.解：Fe₂O₃质量 = 500t × 80% = 400t 设炼出铁质量为x Fe₂O₃ ~ 2Fe 160 : 112 = 400t : x x = 280t 生铁质量 = 280t ÷ 96% ≈ 291.7t 答：可炼出生铁291.7t。 3.先停止加热，继续通CO至冷却，防止生成的铁被空气中的氧气重新氧化。 三、拓展探究题（示例要点） 1.块炼铁：低温还原，得到海绵状铁；灌钢法：生铁与熟铁合炼，调节含碳量。 2.取少量粉末加入稀盐酸，若产生气泡且溶液变浅绿，则为铁粉；若溶液变蓝则为氧化铜。 3.解：Fe₃O₄质量 = 2000t × 70% = 1400t 设炼出铁质量为x Fe₃O₄ ~ 3Fe 232 : 168 = 1400t : x x ≈ 1013.8t 生铁质量 = 1013.8t ÷ 97% ≈ 1045.2t 答：略 学科网（北京）股份有限公司 $