7.3 金属的冶炼与防护（第一课时）导学案--2025-2026学年九年级化学北京版下册

该初中化学导学案聚焦“金属的冶炼与防护（第一课时）”，核心内容涵盖金属矿物认知、一氧化碳还原氧化铁实验原理及操作、工业炼铁流程等。通过课前预习案引导学生自主梳理金属矿物基础知识和实验装置，课中结合炼铁实验仿真视频、工业流程图等资源拆解重难点，构建“预习-探究-应用”的学习支架，衔接金属性质与冶炼原理的知识脉络。 以实验探究为核心特色，通过规范一氧化碳还原氧化铁实验操作培养科学探究与实践能力，对比归纳实验室与工业炼铁异同发展科学思维，融入绿色化学理念强化科学态度与责任。分层设计预习基础题与课中探究题，兼顾不同层次学生，助力学生掌握物质转化本质，提升解决实际问题的能力。

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 金属的冶炼与防护（第一课时） 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 认识常见的金属矿物，了解铁的冶炼原理与基本流程，掌握一氧化碳还原氧化铁的实验核心知识与操作规范。能区分实验室炼铁与工业炼铁的差异，理解金属冶炼的本质是金属化合物转化为金属单质。初步学会结合化学原理分析工业生产问题，树立化学服务于工业生产、节约金属资源的科学理念。 学习目标 宏观辨识与微观探析：从宏观实验现象和微观反应本质认识炼铁反应。 科学思维：通过对比、归纳，梳理实验室与工业炼铁的异同，建立物质转化的逻辑思维。 科学探究与创新意识：规范完成炼铁实验探究，掌握实验操作与误差分析方法。 科学态度与社会责任：了解冶金工业发展，树立绿色化工、资源节约的责任意识。 重难点 重点：一氧化碳还原氧化铁的实验原理、现象、化学方程式及操作要点；工业炼铁的原料、设备、原理与产物。 难点：理解一氧化碳还原氧化铁“先通后点、先停后通”的操作顺序及原因；辨析实验室炼铁与工业炼铁的本质差异，结合反应原理解决实际问题。 资源与 建议 教学资源：新教材课本、炼铁实验仿真视频、工业高炉炼铁流程图、常见金属矿物实物图片、实验装置图课件。 教学建议：本节课以实验探究为核心，课前引导学生自主预习金属矿物基础知识，初步感知炼铁原理。课中依托仿真实验和图示拆解重难点，突破实验操作难点。结合生活和工业实例，衔接理论与实际。教学中注重分层设问，兼顾不同层次学生，强化化学方程式书写规范，渗透绿色化学理念，培养学生学以致用的能力。 学习过程 （一）课前预习案 【预习目标】1. 认识常见金属矿物，知晓铁的主要矿石种类及成分；2. 初步了解铁冶炼的基本原理，知晓炼铁常用还原剂；3. 提前熟悉一氧化碳还原氧化铁实验的基础装置和简单操作；4. 初步区分实验室炼铁和工业炼铁的基础差异。 【预习基础填空题】 1. 自然界中大多数金属以________形式存在，少数不活泼金属如金、银以________形式存在。 2. 常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等，其中赤铁矿的主要成分为________，磁铁矿的主要成分为________。 3. 铁的冶炼核心是利用________性物质，将铁从其氧化物中还原为铁单质，工业炼铁最常用的还原剂是________。 4. 工业炼铁的主要原料包括铁矿石、________、________和空气，核心设备是________。 5. 一氧化碳还原氧化铁的反应条件是________，该反应的基本反应类型________（填“是”或“不是”）置换反应。 【预习选择题】 1. 下列矿石中，最适合用于工业炼铁的是（ ） A. 菱铁矿（FeCO₃） B. 赤铁矿（Fe₂O₃） C. 铝土矿（Al₂O₃） D. 黄铜矿（CuFeS₂） 2. 工业炼铁中焦炭的主要作用是（ ） ①燃烧提供高温 ②转化生成还原剂一氧化碳 ③直接还原氧化铁 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②③ 3. 关于一氧化碳还原氧化铁实验，下列说法初步认知正确的是（ ） A. 实验无需处理尾气 B. 固体颜色会发生改变 C. 反应不需要加热 D. 反应后得到纯净铁单质 【预习简答题】 1. 为什么自然界中铁元素大多以化合物形式存在，而金、银可以以单质形式存在？ 2. 结合生活常识，简单推测一氧化碳还原氧化铁实验中，固体和溶液会出现哪些现象？ 【预习疑惑记录】请记录自主预习中遇到的知识点疑问、操作困惑，留待课中探究解决。 ________________________________________________________________________ （二）课中探究案 【课堂探究目标】1. 精准掌握一氧化碳还原氧化铁的实验原理、操作、现象、注意事项及化学方程式书写；2. 深度理解工业炼铁的完整流程、原料作用、反应原理和产物特点；3. 精准区分实验室炼铁与工业炼铁的异同；4. 能运用炼铁原理解决基础计算和实验分析问题。 探究一：金属矿物的认知与炼铁原理初探 【探究问题1】结合新教材内容，完成下列填空与简答，梳理金属矿物基础知识。 1. 金属资源存在形式分类：活泼金属（铁、铝等）以________存在，不活泼金属（金、银等）以________存在，金属冶炼的本质是________。 2. 写出下列常见金属矿物的主要成分化学式：赤铁矿________、磁铁矿________、铝土矿________。 3. 思考拓展：工业炼铁优先选择赤铁矿、磁铁矿，不选择菱铁矿、黄铁矿的原因是什么？________________________ 【探究问题2】炼铁还原剂探究 1. 碳、一氧化碳均具有还原性，工业炼铁为何不直接用碳还原氧化铁，而选用一氧化碳？________________________ 探究二：一氧化碳还原氧化铁实验深度探究（重难点） 结合教材实验装置与操作步骤，完成系列探究习题，突破核心难点。 【实验基础填空】 1. 实验药品：氧化铁粉末、一氧化碳气体、澄清石灰水；实验仪器：铁架台、硬质玻璃管、酒精灯、导管、试管等。 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。 【实验操作顺序探究（核心难点）】 1. 实验开始操作：先________，再________。原因：排尽硬质玻璃管内的空气，防止________。 2. 实验结束操作：先________，继续________，直至装置冷却。原因：防止________；防止高温下生成的铁再次被空气中的氧气氧化。 3. 尾气处理：一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，常用的尾气处理方法有两种：①________；②________。 【实验选择与分析题】 1. 下列关于CO还原Fe₂O₃实验的说法错误的是（ ） A. 该实验体现了CO的还原性 B. 反应前后固体质量减小 C. 反应后玻璃管中固体一定是纯铁 D. 澄清石灰水用于检验生成物CO₂ 2. 实验结束后，若未冷却就停止通入CO，会出现的现象是（ ） A. 红色固体持续不变 B. 黑色固体重新变红 C. 澄清石灰水变浑浊 D. 发生爆炸 【实验探究简答题】 1. 对比反应前后固体成分，分析该实验中固体质量减小的原因是什么？ 2. 除了题目中的尾气处理方法，能否用气球收集尾气？该方法的优缺点是什么？ 探究三：工业炼铁完整流程探究 结合教材工业炼铁流程图，梳理工业炼铁核心知识点，完成习题。 【基础填空】 1. 工业炼铁核心设备：________。 2. 四大原料及作用： ①铁矿石：________；②焦炭：________、________；③石灰石：________；④空气：________。 【对比探究题】对比实验室炼铁与工业炼铁，完成表格填空 对比项目 实验室炼铁 工业炼铁 反应条件 原料 产物 产物纯度 【深度思考题】 1. 工业炼铁中石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，若没有石灰石，会对炼铁生产造成什么影响？ 2. 为什么工业炼铁得到的是生铁，而实验室炼铁可得到较纯净的铁单质？ 探究四：炼铁原理综合应用与基础计算 结合本节课核心知识点，完成综合习题，巩固重难点，提升应用能力。 【综合填空题】 1. 金属冶炼的本质是将金属________转化为金属________的过程，铁的冶炼是初中核心的氧化还原反应。 2. CO还原Fe₂O₃的反应中，________是氧化剂，发生________反应；________是还原剂，发生________反应。 【拓展探究题】 结合绿色化学理念，分析工业炼铁过程中存在的环境问题，并提出两条合理的改进措施。 板书设计 金属的冶炼与防护（第一课时）金属的冶炼 一、金属矿物 1. 存在形式：活泼金属→化合物；不活泼金属→单质 2. 常见铁矿：赤铁矿(Fe₂O₃)、磁铁矿(Fe₃O₄) 二、实验室炼铁（CO还原Fe₂O₃） 现象：红变黑、石灰水变浑浊、尾气蓝色火焰 操作：先通CO排空气→加热→停热→冷却停CO 尾气处理：点燃、气球收集 三、工业炼铁 1. 设备：高炉 2. 原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 3.产物：生铁（混合物） 四、核心总结 冶炼本质：金属化合物→金属单质；炼铁核心：CO还原氧化铁 参考答案 （一）课前预习案答案 预习基础填空题 1. 化合物；单质 2. 氧化铁（Fe₂O₃）；四氧化三铁（Fe₃O₄） 3. 还原；一氧化碳（CO） 4. 焦炭；石灰石；高炉 5. 高温；不是 预习选择题 1. B 2. A 3. B 预习简答题 1. 铁金属活动性较强，易与氧气等物质反应，因此自然界中以化合物形式存在；金、银金属活动性极弱，化学性质稳定，不易发生化学反应，可稳定以单质形式存在。 2. 硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色；试管内澄清石灰水逐渐变浑浊。 （二）课中探究案答案 探究一答案 1. 化合物；单质；将金属化合物转化为金属单质 2. Fe₂O₃；Fe₃O₄；Al₂O₃ 3. 赤铁矿、磁铁矿中铁元素含量高，杂质少，冶炼效率高；菱铁矿含铁量低，黄铁矿含硫元素，冶炼会产生二氧化硫污染空气。 1. 碳为固体，与氧化铁接触不充分，反应不彻底，冶炼效率低；一氧化碳为气体，与反应物充分接触，反应更充分，炼铁效果更好。 探究二答案 实验基础填空 2. 红色粉末逐渐变为黑色；变浑浊；蓝 实验操作顺序探究 1. 通入一氧化碳；加热；一氧化碳与空气混合加热发生爆炸 2. 停止加热；通入一氧化碳；澄清石灰水倒吸炸裂硬质玻璃管 3. 点燃尾气；用气球收集尾气 实验选择与分析题 1. C 2. B 实验探究简答题 1. 反应前固体为氧化铁，反应后固体为铁，氧化铁中的氧元素与一氧化碳结合生成二氧化碳气体逸出，导致固体总质量减小。 2. 可以用气球收集。优点：操作简单、无污染、可回收利用一氧化碳；缺点：气球容量有限，不适合长时间、大规模实验使用。 探究三答案 基础填空 1. 高炉 2. ①提供铁元素，作为炼铁原料 ②燃烧提供高温、生成还原剂一氧化碳 ③除去矿石中的杂质二氧化硅，形成炉渣 ④支持焦炭燃烧，提供热量 对比探究题答案 反应条件：高温；高温 原料：氧化铁、一氧化碳；铁矿石、焦炭、石灰石、空气 产物：纯铁；生铁 产物纯度：纯度高；含杂质，纯度低 深度思考题 1. 无法除去矿石中的二氧化硅杂质，杂质混入生铁中，降低生铁品质，影响炼铁产品质量。 2. 实验室炼铁反应物纯净、反应充分、杂质少，可得到较纯净的铁；工业炼铁原料复杂、反应环境开放，含有碳、硅等多种杂质，因此只能得到含杂质的生铁。 探究四答案 综合填空题 1. 化合物；单质 2. 氧化铁（Fe₂O₃）；还原；一氧化碳（CO）；氧化 拓展探究题 环境问题：炼铁过程产生一氧化碳、二氧化硫等有毒气体，污染空气；产生大量炉渣固体废弃物，造成资源浪费和环境污染。 改进措施：对尾气进行回收处理，循环利用一氧化碳；优化原料配比，选用低硫矿石；加装废气净化装置，减少有害气体排放。 ( 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 $