4.1常见的金属材料（第二课时）导学案--2026-2027学年九年级化学鲁教版（五四学制）全一册

该初中化学导学案围绕“常见的金属材料（第二课时）”展开，核心知识点包括金属矿物的存在形式与种类、实验室（CO还原Fe₂O₃）和工业炼铁的原理流程及还原反应概念。通过课前预习案（基础填空、选择、思考题）夯实基础，课中探究案分四个探究活动（金属矿物、实验室炼铁、工业炼铁、氧化还原反应）层层递进，构建前后衔接的学习支架。 资料特色在于运用金属矿物实物图片、工业炼铁视频、实验演示视频等直观素材降低抽象难度，通过分层探究（预习+课中）和实验操作专项探究（如CO还原Fe₂O₃的操作顺序、尾气处理）培养学生科学思维与科学探究能力，同时渗透绿色化学与资源保护理念，助力科学态度与责任的养成，习题设计兼顾基础与易错点，提升学习效率。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 常见的金属材料（第二课时） 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据义务教育化学课标要求，学生需认识常见金属矿物，了解铁的冶炼原理与工业生产流程，掌握还原反应的基本概念。能结合实验现象分析一氧化碳还原氧化铁的反应规律，书写对应化学方程式。建立物质性质与制备用途的关联，树立化学服务工业生产的认知，初步形成资源合理利用与绿色化学的学科理念。 学习目标 化学观念：认识金属矿物的存在形式，理解铁冶炼的化学反应本质，明晰还原反应核心内涵。 科学思维：通过实验现象推理反应原理，对比实验室与工业炼铁的差异，培养逻辑分析能力。 科学探究：参与炼铁实验探究，规范观察、记录实验现象。 科学态度：了解我国冶金发展史，增强民族自豪感，树立节约资源、绿色环保的科学理念。 重难点 教学重点：常见金属矿物的种类与成分、一氧化碳还原氧化铁的实验原理、现象及化学方程式，工业炼铁的设备、原料和核心反应，还原反应的定义与判断。 教学难点：理解实验室炼铁的操作顺序及原因，区分实验室炼铁与工业炼铁的异同，准确判断还原反应，初步掌握含杂质物质炼铁的简单计算思路。 资源与 建议 教学资源：新教材课本、金属矿物实物图片、工业炼铁工艺视频、一氧化碳还原氧化铁实验演示视频、实验装置模型、课堂习题课件、冶金工业科普资料。教学建议：本节课理论与实践性较强，教学中以直观素材突破抽象知识点，借助视频和模型降低炼铁原理理解难度。采用分层探究模式，先依托预习案夯实基础，再通过课中实验探究突破重难点。结合生活和工业实际，关联金属资源的利用与保护，渗透绿色化学思想。针对易错点，如实验操作顺序、还原反应判断，设置专项习题巩固，兼顾不同层次学生的学习需求。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：1. 了解金属在自然界的存在形式及常见金属矿物；2. 初步认知铁的冶炼原料、设备和基本原理；3. 提前熟悉一氧化碳还原氧化铁实验的基础内容，标注疑难问题。 基础填空题 1. 自然界中绝大多数金属以________形式存在，只有少数化学性质稳定的金属，如________、________以单质形式存在。 2. 常见的铁矿石有赤铁矿（主要成分________）、磁铁矿（主要成分________）、菱铁矿等，其中________含铁量最高，是优质炼铁原料。 3. 工业炼铁的主要原料有________、________、石灰石和空气，主要设备是________。 4. 工业炼铁的核心反应是在高温下，利用________夺取铁矿石中的氧，将铁还原出来。 5. 物质与氧发生的反应属于氧化反应，含氧化合物中的氧被夺去的反应属于________反应。 基础选择题 1. 下列金属在自然界中能以单质形式稳定存在的是（） A. 铁 B. 铝 C. 金 D. 锌 2. 赤铁矿的主要成分是（） A. FeO B. Fe₂O₃ C. Fe₃O₄ D. FeCO₃ 3. 工业炼铁的主要设备是（） A. 坩埚 B. 试管 C. 高炉 D. 烧杯 预习思考题 1. 为什么多数金属在自然界中以化合物形式存在，而金、银可以以单质形式存在？请结合金属的化学性质简要分析。 2. 结合生活常识，思考钢铁在生产生活中有哪些广泛用途，为什么钢铁是目前使用最广泛的金属材料？ 3. 初步猜想：一氧化碳还原氧化铁的实验中，装置末端为什么需要设置尾气处理装置？ 预习疑惑记录 请将预习过程中无法解决的知识点、疑问逐一记录，便于课中重点探究：________________________________ （二）课中探究案 课堂探究目标：1. 精准掌握常见金属矿物的成分与特点；2. 深度理解实验室炼铁的实验原理、操作、现象及注意事项；3. 熟练掌握工业炼铁的完整流程与核心反应；4. 准确区分氧化反应与还原反应，突破重难点易错点。 探究一：金属矿物的存在与种类 结合教材内容和展示的金属矿物图片，完成下列探究习题，梳理核心知识点。 1. 归纳总结：金属在自然界的存在形式分为哪两种？分别适用于什么样的金属？ 2. 填表梳理常见铁矿石相关信息： 赤铁矿：主要成分化学式________、颜色________；磁铁矿：主要成分化学式________、颜色________；菱铁矿：主要成分化学式________。 3. 拓展思考：炼铁时优先选用磁铁矿和赤铁矿的原因是什么？从矿石纯度、含铁量、开采难度角度分析。 4. 下列矿石中，不适合用于炼铁的是（） A. 赤铁矿 B. 磁铁矿 C. 铝土矿 D. 菱铁矿 5. 地壳中含量最高的金属元素是________，该金属在自然界中以________形式存在。 探究二：实验室炼铁——一氧化碳还原氧化铁实验 结合教材实验内容、实验演示视频，小组合作完成系列探究问题，深度突破实验重难点。 1. 实验药品：氧化铁粉末、一氧化碳气体、澄清石灰水；实验装置：硬质玻璃管、酒精灯、铁架台、导管、尾气处理装置。 2.实验现象：硬质玻璃管中________；试管内澄清石灰水________；尾气燃烧产生________色火焰。 3. 实验操作顺序专项探究（核心易错点） （1）实验开始时，先通入一氧化碳，再加热氧化铁，原因是什么？ （2）实验结束后，先停止加热，继续通入一氧化碳至装置冷却至室温，原因是什么？ 4. 尾气处理探究：实验中为什么必须处理尾气？常用的尾气处理方法有哪两种？分别说明操作方式。 5. 反应类型判断：该反应中，氧化铁失去氧发生________反应，一氧化碳得到氧发生________反应，一氧化碳在反应中作________剂。 6. 专项选择题：关于一氧化碳还原氧化铁实验，下列说法正确的是（） A. 实验开始先加热后通CO B. 黑色固体逐渐变为红棕色 C. 澄清石灰水变浑浊证明有CO₂生成 D. 尾气可以直接排放 7. 深度思考：该实验得到的铁和工业炼铁得到的生铁，成分是否相同？为什么？ 探究三：工业炼铁的原理与流程 结合教材工业炼铁图文内容、工业生产视频，对比实验室炼铁，完成探究习题，构建工业生产认知。 1. 工业炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气，分别说明各原料的作用。 （1）铁矿石：________________ （2）焦炭：________________ （3）石灰石：________________ （4）空气：________________ 2.工业炼铁的产物：高炉炼出的是________，属于混合物，其含碳量为2%~4.3%，经过进一步冶炼可得到钢。 3. 对比分析题：简要写出实验室炼铁与工业炼铁的三点不同之处（原理、设备、产物、条件任选角度）。 4. 易错辨析：工业炼铁的还原剂是焦炭还是一氧化碳？说明理由。 探究四：氧化反应与还原反应专项辨析 结合本节课所有反应，梳理核心概念，完成专项习题，突破概念混淆难点。 1. 概念填空：物质________氧的反应是氧化反应，物质________氧的反应是还原反应。在同一个化学反应中，氧化反应和还原反应________（同时/不同时）发生。 2. 在3CO+Fe₂O₃高温2Fe+3CO₂反应中： （1）Fe₂O₃发生________反应，是________剂；（2）CO发生________反应，是________剂。 板书设计 常见的金属材料（第二课时）——金属矿物与铁的冶炼 1. 金属矿物的存在 存在形式：单质（Au、Ag）、化合物（绝大多数金属） 常见铁矿：赤铁矿(Fe₂O₃)、磁铁矿(Fe₃O₄)、菱铁矿(FeCO₃) 2. 实验室炼铁（CO还原Fe₂O₃） 现象：红棕色粉末变黑，石灰水变浑浊，尾气蓝色火焰 操作：先通CO后加热，先停热后停CO（防爆炸、防氧化） 尾气处理：点燃法、收集法 3. 工业炼铁（高炉炼铁） 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 产物：生铁（混合物） 4. 氧化、还原反应 得氧→氧化反应→还原剂；失氧→还原反应→氧化剂 参考答案 （一）课前预习案答案 基础填空题 1. 化合物；金；银 2. Fe₂O₃；Fe₃O₄；磁铁矿 3. 铁矿石；焦炭；高炉 4. 一氧化碳 5. 还原 基础选择题 1. C 2. B 3. C 预习思考题 1. 金、银化学性质极不活泼，不易与氧气等物质发生反应，因此能以单质形式存在；多数金属化学性质较活泼，易与氧气、水等反应，故以化合物形式存在。 2. 钢铁硬度大、韧性好、耐腐蚀、价格低廉、易加工，广泛用于建筑、机械、交通、生活用品等领域，是目前应用最广泛的金属材料。 3. 一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，危害人体健康，因此必须进行尾气处理。 （二）课中探究案答案 探究一：金属矿物的存在与种类 1. 单质形式：化学性质极不活泼的金属（金、银）；化合物形式：绝大多数化学性质较活泼的金属。 2. Fe₂O₃、红棕色；Fe₃O₄、黑色；FeCO₃ 3. 磁铁矿和赤铁矿含铁量高、杂质少、储量大、易开采冶炼，炼铁效率高、成本低。 4. C 5. 铝；化合物 探究二：实验室炼铁——一氧化碳还原氧化铁实验 2. 红棕色粉末逐渐变为黑色；变浑浊；蓝 3.（1）排尽装置内空气，防止加热时一氧化碳与空气混合发生爆炸；（2）防止生成的高温铁单质与空气中氧气再次反应，被重新氧化。 4. CO有毒，直接排放污染空气；处理方法：点燃尾气，将CO转化为无毒的CO₂；用气球、塑料袋收集尾气。 5. 还原；氧化；还原 6. C 7. 不同；实验室炼铁得到纯净的铁单质，工业炼铁得到的生铁是含碳的混合物。 探究三：工业炼铁的原理与流程 1.（1）提供铁元素，作为炼铁原料；（2）燃烧放热提供高温，同时生成还原剂一氧化碳；（3）除去矿石中的杂质，形成炉渣；（4）支持焦炭燃烧，提供热量。 2.生铁 3. ①设备不同：实验室用硬质玻璃管，工业用高炉；②产物不同：实验室得纯铁，工业得生铁；③反应条件：工业炼铁温度更高、反应更复杂；④原料不同：工业原料更丰富，包含石灰石除杂。 4. 还原剂是一氧化碳；焦炭的作用是供热和生成CO，真正夺取氧化铁中氧、还原铁的是一氧化碳。 探究四：氧化反应与还原反应专项辨析 1. 得到；失去；同时 2.（1）还原、氧化；（2）氧化、还原 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $