6.1金属矿物及铁的冶炼（第一课时）导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学导学案围绕“金属矿物及铁的冶炼（第一课时）”展开，引导学生认识常见铁的矿物及成分，掌握一氧化碳还原氧化铁的实验原理、操作与现象，了解工业高炉炼铁的原料和流程。衔接金属性质知识，通过课前预习案铺垫矿物存在形式与实验基础，课中以矿物辨析、实验操作、工业流程、综合拓展四个探究活动为支架，构建完整知识脉络。 资料特色在于理论结合实验，利用实验室炼铁仿真视频和金属矿物标本增强直观认知，实验操作口诀卡片助力突破“先通后点、先停后熄”难点，分层习题兼顾基础与提升。通过科学探究与实践培养规范实验能力，科学思维引导对比分析实验室与工业炼铁差异，科学态度与责任渗透绿色化工理念，帮助学生建立物质转化思维，提升化学核心素养。

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 金属矿物及铁的冶炼（第一课时） 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 认识自然界中常见的金属矿物，知晓铁的主要矿石种类及成分。掌握一氧化碳还原氧化铁的炼铁原理、实验操作、实验现象与尾气处理方法。了解工业高炉炼铁的原料、核心反应与生产流程。树立金属资源合理利用与环境保护意识，能结合实验现象分析化学反应本质，初步建立物质转化与化工生产的化学思维。 学习目标 宏观辨识与微观探析：辨识金属矿物外观与成分，从微观角度理解炼铁的物质转化本质。 证据推理与模型认知：依托实验现象推导反应原理，构建金属还原反应认知模型。 科学探究与创新意识：规范完成模拟炼铁实验，探究实验操作细节的原理。 科学态度与社会责任：认识金属资源的宝贵性，树立绿色化工、尾气处理、资源节约的科学理念。 重难点 重点：常见铁的金属矿物名称及主要成分；一氧化碳还原氧化铁的化学方程式、实验现象与操作要点；工业炼铁的原料、原理与产物。 难点：理解模拟炼铁“先通气体后加热、先停热后停气”的操作原理；区分工业炼铁与实验室模拟炼铁的差异；掌握一氧化碳还原金属氧化物的反应规律及尾气环保处理方法。 资源与 建议 教学资源：沪教版九年级上册化学新教材、实验室炼铁仿真实验视频、高炉炼铁工业生产纪录片、一氧化碳还原氧化铁实验装置实物图、金属矿物标本、实验操作口诀卡片、课堂分层习题课件。 教学建议：本节课衔接金属性质知识，是金属资源利用的核心内容。教学中坚持理论结合实验，以学生自主预习、合作探究为主，教师点拨为辅。利用仿真视频规避一氧化碳实验的安全风险，借助矿物标本直观认知矿物特征。重点突破实验操作难点，对比实验室与工业炼铁的区别，渗透绿色化学理念。分层设计习题，兼顾基础巩固与能力提升，适配不同层次学生学习需求。 学习过程 （一）课前预习案 【预习目标】1. 了解自然界金属的存在形式及常见铁的矿物；2. 初步知晓实验室炼铁的实验器材、基本原理；3. 预习工业炼铁的基础原料与简单流程；4. 提前梳理实验安全注意事项，为课中探究做好铺垫。 【预习新知填空题】 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，铁、铝等活泼金属均以化合物形式存在于矿物中。 2. 常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿，其中赤铁矿的主要成分为________，磁铁矿的主要成分为________，二者是工业炼铁最常用的原料。 3. 工业炼铁的核心目的是将________态的铁元素转化为________态的铁单质，实现金属的提纯与利用。 4. 实验室模拟炼铁常用的还原剂是________，该气体具有可燃性、还原性，且________，因此实验中必须进行尾气处理。 5. 工业高炉炼铁的主要原料有________、________、________和空气，其中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳。 【预习选择题】 1. 下列矿石中，最适合用于工业炼铁的是（） A. 黄铁矿（FeS₂） B. 赤铁矿（Fe₂O₃） C. 孔雀石 D. 铝土矿 2. 自然界中铁元素主要以化合物形式存在，根本原因是（） A. 铁硬度大 B. 铁化学性质较活泼 C. 铁熔点高 D. 铁导电性好 3. 实验室炼铁实验中，不需要用到的仪器是（） A. 硬质玻璃管 B. 酒精喷灯 C. 量筒 D. 澄清石灰水试剂瓶 【预习思考题】 1. 对比赤铁矿和磁铁矿的成分，分析为什么工业炼铁优先选择这两种矿石，而不选择黄铁矿？ 2. 结合生活常识，列举3例铁单质在生产生活中的应用，思考铁的冶炼对人类生产生活的重要意义。 3. 已知一氧化碳有毒，结合预习内容，猜想实验室炼铁中尾气可以采用哪些处理方法？ 【预习小结】通过自主预习，初步掌握了金属矿物的存在形式、常见铁矿石成分、炼铁基础原料。但对实验室炼铁的具体操作顺序、反应原理、实验现象，以及工业炼铁的完整流程理解较为模糊，同时对实验特殊操作的原理存在疑问，需在课中探究环节重点突破。 （二）课中探究案 探究一：金属矿物的存在形式与常见铁矿石辨析 【探究问题1】结合教材内容与矿物标本，完成下列问题，厘清金属在自然界的存在规律。 1. 总结金属在自然界的两种存在形式，并说明影响金属存在形式的核心因素。 2. 填写表格，完善常见铁矿石的相关信息。 矿石名称 主要成分化学式 矿石颜色 是否适合炼铁及原因 赤铁矿 磁铁矿 黄铁矿 【探究讨论】小组合作交流，为什么黄铁矿不适合作为炼铁的主要原料？请从成分、产物污染、铁元素含量三个角度分析。 【对点训练1】 1. 下列关于金属矿物的说法正确的是（） A. 所有金属都以化合物形式存在于自然界 B. 赤铁矿和磁铁矿中铁元素质量分数相同 C. 铁矿石是纯净物，可直接用于炼铁 D. 工业炼铁优先选择铁元素含量高、无污染的矿石 2. 写出赤铁矿、磁铁矿主要成分的化学式：________、________。 探究二：实验室一氧化碳还原氧化铁实验（重难点突破） 【实验认知】阅读教材实验内容，结合仿真实验视频，梳理实验装置、药品、原理，完成系列探究问题。 1. 实验药品：氧化铁粉末、一氧化碳气体、澄清石灰水。 2. 实验装置：主要由气体通入装置、硬质玻璃管加热装置、澄清石灰水检验装置、尾气处理装置四部分组成。 3. 实验核心原理（化学方程式）：________________。 【实验操作与现象探究】严格按照“查、装、通、点、停、通、熄”实验口诀，完成操作分析。 1. 实验第一步需检查装置气密性，若装置漏气，会造成什么后果？ 2. 实验开始时，先通入一段时间一氧化碳，再点燃酒精喷灯加热，原因是什么？ 3. 加热过程中，观察硬质玻璃管内、澄清石灰水中分别出现什么实验现象？ 4. 实验结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直至玻璃管完全冷却，原因是什么？ 5. 实验尾气采用点燃法处理，可观察到尾气燃烧产生________色火焰，写出尾气燃烧的化学方程式：________________。除点燃法外，还可采用什么尾气处理方法？ 【实验误区辨析】小组讨论，判断下列说法是否正确，并说明理由。 1. 实验结束后可立即停止通入一氧化碳。（）理由：________________ 2. 该实验属于置换反应。（）理由：________________ 3. 澄清石灰水的作用是检验反应是否生成二氧化碳。（）理由：________________ 【对点训练2】 1. 一氧化碳还原氧化铁实验中，玻璃管内的现象是（） A. 黑色固体变红 B. 红色固体变黑 C. 白色固体变色 D. 无明显现象 2. 该实验中一氧化碳的作用是（） A. 助燃剂 B. 还原剂 C. 氧化剂 D. 催化剂 3. 简述实验室炼铁实验中尾气必须处理的原因：________________。 探究三：工业高炉炼铁原理与流程探究 【探究问题】结合教材工业炼铁内容，对比实验室模拟炼铁，完成下列探究任务。 1. 工业炼铁的主要原料：________、________、________、空气。 2. 分别写出工业炼铁中焦炭的两个作用：①________；②________。 3. 石灰石在炼铁过程中的作用是什么？ 4. 工业炼铁高炉内发生的三个核心反应方程式： ①焦炭充分燃烧：________________； ②二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳：________________； ③一氧化碳还原铁矿石：________________。 5. 工业炼铁的最终产物是生铁，生铁和纯铁的区别是什么？ 【对比探究】小组合作，列表对比实验室炼铁与工业炼铁的差异 对比项目 实验室模拟炼铁 工业高炉炼铁 反应条件 原料 产物纯度 生产规模 【深度思考】工业炼铁过程中为什么不能直接用焦炭还原氧化铁，必须先转化为一氧化碳再还原？ 【对点训练3】 1. 工业炼铁中，用于还原铁矿石的物质是（） A. 焦炭 B. 一氧化碳 C. 石灰石 D. 氧气 2. 下列不属于工业炼铁原料作用的是（） A. 焦炭提供热量和还原剂 B. 铁矿石提供铁元素 C. 石灰石除去矿石杂质 D. 空气作为还原剂 探究四：课堂综合拓展与素养提升 【综合简答题】结合本节课所有知识点，完成下列综合问题，构建完整知识体系。 1. 完整梳理实验室一氧化碳还原氧化铁的实验操作顺序，并逐一解释每一步操作的原理与安全注意事项。 2. 结合绿色化学理念，分析炼铁实验与工业生产中尾气处理的必要性，列举两种高效、环保的尾气处理方案。 3. 简述从金属矿物到铁单质的转化全过程，说明该过程体现的化学物质转化思想。 【课堂易错总结】学生自主梳理本节课易错点：1. 混淆实验室与工业炼铁的反应原料和条件；2. 记错一氧化碳还原氧化铁的实验现象和方程式；3. 无法理解实验特殊操作的原理；4. 误将炼铁反应判定为置换反应。 【课堂小结】通过本节课探究，系统掌握了常见金属矿物的成分、实验室炼铁的原理与操作、工业炼铁的流程与原理，厘清了重难点知识，树立了安全实验、绿色化工的化学理念，初步掌握了物质还原转化的化学思维，为后续金属材料的应用与保护学习奠定基础。 板书设计 参考答案 （一）课前预习案答案 【填空题】1. 化合物；单质 2. Fe₂O₃；Fe₃O₄ 3. 化合；单质 4. 一氧化碳；有毒 5. 铁矿石；焦炭；石灰石 【选择题】1. B 2. B 3. C 【思考题】1. 黄铁矿含铁量低，冶炼过程会产生二氧化硫有毒气体，污染空气，因此不适合炼铁；赤铁矿、磁铁矿含铁量高、产物无污染。2. 铁锅做饭、钢筋建房、机械制造等；铁的冶炼为工业生产、生活用具、基础设施建设提供核心材料，推动社会发展。3. 点燃燃烧法、气球收集法、排水收集法。 （二）课中探究案答案 探究一答案 1. 存在形式：活泼金属（Fe、Al）为化合物，不活泼金属（Au、Ag）为单质；核心因素：金属的化学活动性，活动性越强，越易与氧气等物质反应，以化合物存在。 2. 表格：赤铁矿：Fe₂O₃、红棕色、适合，含铁量高、无污染；磁铁矿：Fe₃O₄、黑色、适合，含铁量高、冶炼效率高；黄铁矿：FeS₂、浅黄色、不适合，含铁量低、产生SO₂污染气体。 【探究讨论】黄铁矿铁元素质量分数低，冶炼成本高；含硫元素，反应生成二氧化硫空气污染物；矿石杂质多，提纯难度大。 【对点训练1】1. D 2. Fe₂O₃；Fe₃O₄ 探究四答案 1. 操作顺序：查气密性→装药品→通CO→加热→停热→冷却后停CO→处理尾气。原理：查气密性防漏气；通CO排空气防爆炸；加热引发反应；停热防铁被氧化；冷却停气保产物纯净；尾气处理防污染。 2. 必要性：CO有毒，直接排放污染大气、危害人体健康。处理方案：点燃法将CO转化为无毒CO₂；气球收集后集中处理循环利用。 3. 自然界中铁以氧化铁化合物形式存在，通过还原剂一氧化碳在高温条件下夺取氧化铁中的氧元素，将化合态铁转化为单质铁，实现化合物到单质的物质转化，体现了氧化还原反应的物质转化规律。 ( 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 $