6.3金属矿物与金属冶炼第二课时导学案--2025-2026学年九年级化学科粤版下册

6.3 金属矿物与金属冶炼（第二课时）导学案 科粤版·九年级化学下册·第六单元·金属 一、学习目标（四维核心素养） 通过本课时学习，认识从金属矿物中冶炼金属的化学原理，建立物质转化与元素守恒的化学观念；在一氧化碳还原氧化铁的实验探究中，发展基于证据推理与控制变量分析的科学思维；经历实验方案设计、现象观察与结论推导的完整过程，提升科学探究能力；体会金属冶炼对人类文明的推动作用，树立合理利用矿物、节约金属资源与保护环境的科学态度与社会责任。 二、学习重难点 重点：一氧化碳还原氧化铁的实验装置、操作步骤与实验现象；工业炼铁的原料、设备与主要过程。难点：实验操作顺序的原因分析，即先通入气体后加热、先停止加热后停止通气体的道理；尾气处理的必要性；从矿石到金属的转化逻辑。 三、课前预习案 （一）旧知回顾 1．下列金属在自然界中主要以单质形式存在的是（　　） A．铁　　　　B．铝　　　　C．金　　　　D．铜 2．写出下列常见金属矿石的主要成分名称：赤铁矿的主要成分是______；磁铁矿的主要成分是______；铝土矿的主要成分是______。 3．工业上把从金属矿物中提取金属的过程叫做______。由于金属矿物中的金属大多以______（填“单质”或“化合物”）形式存在，因此冶炼金属需要把金属从其化合物中______出来。 （二）预习新知 4．下列关于金属冶炼的说法中，正确的是（　　） A．冶炼金属只能通过热分解的方法 B．炼铁是把铁从铁矿石中还原出来的过程 C．炼铁过程中发生的变化属于物理变化 D．炼铁得到的产物是纯铁 5．在实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验中，观察到硬质玻璃管内红棕色粉末逐渐变成______色，盛有澄清石灰水的试管中出现______。 6．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）一氧化碳有毒，实验时必须进行尾气处理。（　　） （2）实验开始时应先加热玻璃管，再通入一氧化碳。（　　） （3）实验结束时应先停止通入一氧化碳，再停止加热。（　　） 7．工业上炼铁的主要设备是______，炼铁的主要原料有______、______、______和空气。 8．生铁和钢在组成上的主要区别是______的含量不同；生铁的含碳量比钢______（填“高”或“低”），因此生铁比钢更______（填“硬”或“软”），韧性较______（填“好”或“差”）。 四、课中探究案 探究点一：一氧化碳还原氧化铁的实验 9．在一氧化碳还原氧化铁的实验中，下列仪器不需要用到的是（　　） A．硬质玻璃管　　B．酒精喷灯　　C．集气瓶　　D．盛有澄清石灰水的试管 10．实验开始时，正确的操作顺序是（　　） A．先点燃酒精喷灯加热，再通入一氧化碳 B．先通入一氧化碳排尽装置内的空气，再点燃酒精喷灯加热 C．先通入一氧化碳，紧接着同时点燃酒精喷灯加热 D．先通入氮气排尽空气，再加热，最后通入一氧化碳 11．实验结束时，正确的操作是（　　） A．先停止通入一氧化碳，再熄灭酒精喷灯 B．先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却至室温 C．同时停止通入一氧化碳和加热 D．先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳 12．实验开始时先通入一氧化碳的目的是（　　） A．把氧化铁吹出玻璃管 B．排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 C．让一氧化碳与氧化铁充分接触 D．吸收玻璃管内的水蒸气 13．实验结束后继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却的原因是（　　） A．防止生成的铁在高温下重新被空气中的氧气氧化 B．把残留的氧化铁吹走 C．让一氧化碳与剩余氧化铁继续反应 D．冷却装置以便拆卸 14．在实验中，尾气不能直接排入空气中，需要进行处理。下列尾气处理方法中，不可行的是（　　） A．在尾气导管口处点燃酒精灯，把一氧化碳转化为二氧化碳 B．在尾气导管口处套一个气球收集尾气 C．把尾气直接通入盛有水的烧杯中 D．把尾气导管引到酒精喷灯火焰上点燃 15．下列对实验现象的描述中，错误的是（　　） A．硬质玻璃管内红棕色粉末逐渐变为黑色 B．盛有澄清石灰水的试管中液体变浑浊 C．尾气导管口处气体燃烧，产生蓝色火焰 D．硬质玻璃管内产生大量白烟 16．如何用简单的方法证明硬质玻璃管内生成的黑色粉末是铁粉？请写出你的实验方案、操作步骤、预期现象和结论。 17．实验中盛有澄清石灰水的试管的作用是______；从硬质玻璃管中导出的气体经过澄清石灰水后，仍含有未反应的______，因此必须进行尾气处理。 18．在一氧化碳与氧化铁的反应中，一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，把铁还原出来，说明一氧化碳具有______性；氧化铁失去氧，发生了______反应。 探究点二：工业炼铁 19．工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉。其中焦炭的作用是（　　） ①燃烧放出大量热，提供高温条件　②与二氧化碳反应生成一氧化碳　③作为还原剂直接还原铁矿石　④除去铁矿石中的杂质 A．①②　　B．②③　　C．③④　　D．①④ 20．炼铁高炉中加入石灰石的主要作用是（　　） A．作为还原剂还原铁矿石 B．与铁矿石中的杂质（主要是二氧化硅）反应，形成炉渣除去 C．提高炉内温度 D．增加生铁的产量 21．下列关于高炉炼铁的说法中，错误的是（　　） A．高炉炼铁的原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气 B．高炉炼铁得到的产品是生铁 C．高炉炼铁过程中发生的都是物理变化 D．高炉炼铁时从炉顶加入原料，从炉下方通入热空气 22．高炉内生成一氧化碳的过程是：焦炭先与热空气中的氧气反应，放出大量热并生成______；该气体再与灼热的焦炭反应，生成______。 23．从高炉中出来的气体叫做高炉煤气，其中含量较多的是氮气、二氧化碳和未反应的一氧化碳等。高炉煤气不能直接排放到空气中的主要原因是含有______。 24．炼铁时选择赤铁矿或磁铁矿作为炼铁原料，而不选择黄铁矿（主要成分是二硫化亚铁），主要原因是什么？请从矿石品位和环境保护两个角度加以分析。 探究点三：生铁和钢 25．下列关于生铁和钢的说法中，正确的是（　　） A．生铁和钢都是铁的单质 B．生铁和钢的主要区别是含碳量不同 C．钢的含碳量比生铁高 D．生铁比钢的性能更优良 26．下列物质中，不属于合金的是（　　） A．生铁　　B．钢　　C．纯铁　　D．不锈钢 27．炼铁高炉中得到的生铁是一种______（填“纯净物”或“混合物”），其中除了铁以外，还含有较多的______以及少量的硅、锰、硫、磷等元素。 28．把生铁炼成钢的过程，主要是通过在炼钢炉中通入氧气，把生铁中过多的______除去，使它的含量降低到钢的标准范围内。这一过程属于______变化。 29．下列用途中，主要利用生铁的是（　　） A．制作手术刀　　B．制作机床底座　　C．制作钢筋　　D．制作不锈钢餐具 探究点四：含杂质物质的计算思路 30．工业上用1000吨含氧化铁百分之八十的赤铁矿石炼铁，理论上可以炼出含铁百分之九十六的生铁多少吨？请写出你的解题思路（只写出解题步骤和关系式，不要求写出具体得数）。 31．用含氧化铁百分之七十的赤铁矿石冶炼生铁，若要炼出含铁百分之九十八的生铁700吨，理论上需要这种赤铁矿石多少吨？请写出解题思路。 32．某炼铁厂每天消耗含氧化铁百分之八十的赤铁矿石5000吨，理论上每天可以炼出含铁百分之九十六的生铁多少吨？请写出解题思路。 33．在含杂质物质的化学计算中，下列说法正确的是（　　） A．代入化学方程式计算的必须是纯净物的质量 B．矿石的质量可以直接代入化学方程式计算 C．生铁的质量可以直接代入化学方程式计算 D．计算时不需要把杂质的质量扣除 34．把含有杂质的物质质量换算成纯净物质量的方法是：纯净物质量 = 含杂质物质的质量 × ______；把纯净物质量换算成含杂质物质质量的方法是：含杂质物质的质量 = 纯净物质量 ÷ ______。 35．下列关于含杂质物质计算的说法中，错误的是（　　） A．化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系 B．在实际生产中，所用的原料或产物一般都含有杂质 C．计算时可以用含杂质的物质质量直接列比例式 D．计算前必须先把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量 五、板书设计 一、一氧化碳还原氧化铁实验 1．原理：一氧化碳 + 氧化铁 →（高温）铁 + 二氧化碳 2．现象：红棕色粉末变黑；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧呈蓝色火焰 3．操作顺序：先通一氧化碳后加热；先停加热后停通一氧化碳 4．尾气处理：点燃或收集，防止污染空气 二、工业炼铁 1．设备：高炉 2．原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 3．焦炭作用：提供高温、制取一氧化碳 4．石灰石作用：除去杂质形成炉渣 5．产品：生铁 三、生铁和钢 含碳量不同；生铁含碳量高，硬而脆；钢含碳量低，韧性好 四、含杂质计算：先换算纯净物质量，再代入计算 参考答案 （一）课前预习案 1．C。金的化学性质很不活泼，在自然界中主要以单质形式存在。 2．氧化铁；四氧化三铁；氧化铝。 3．金属冶炼；化合物；还原（提取）。 4．B。炼铁是把铁从铁矿石中还原出来的化学变化，得到的是生铁而不是纯铁。 5．黑；白色浑浊（沉淀）。 6．（1）√；（2）×，应先通一氧化碳排尽空气再加热；（3）×，应先停止加热，继续通一氧化碳直到冷却。 7．高炉；铁矿石；焦炭；石灰石。 8．碳；高；硬；差。 （二）课中探究案 9．C。该实验不需要集气瓶，主要仪器为硬质玻璃管、酒精喷灯、盛石灰水的试管和尾气处理装置。 10．B。先通一氧化碳排尽装置内空气，防止加热时一氧化碳与空气混合发生爆炸。 11．B。先停止加热，继续通一氧化碳至玻璃管冷却，防止生成的铁在高温下重新被空气中的氧气氧化。 12．B。排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。 13．A。防止生成的灼热铁粉接触空气，被氧气重新氧化。 14．C。一氧化碳难溶于水，不能用水吸收。 15．D。实验中不会产生大量白烟，生成的铁粉为黑色固体。 16．取少量反应后的黑色粉末于试管中，加入足量稀盐酸（或稀硫酸），若观察到有气泡产生，且溶液由无色逐渐变为浅绿色，则证明生成的黑色粉末是铁粉。原理：铁能与稀酸反应生成氢气和浅绿色的亚铁盐溶液，而氧化铁与酸反应不产生气体。 17．检验并吸收反应生成的二氧化碳；一氧化碳。 18．还原；还原。 19．A。焦炭燃烧放热提供高温，并与二氧化碳反应生成一氧化碳作为还原剂。 20．B。石灰石在高温下分解，与铁矿石中的二氧化硅等杂质反应形成炉渣除去。 21．C。高炉炼铁过程中既发生物理变化（熔化、流动），也发生化学变化（还原反应）。 22．二氧化碳；一氧化碳。 23．一氧化碳。 24．从矿石品位看，赤铁矿和磁铁矿中铁的含量较高，而黄铁矿中铁的含量低、硫的含量高；从环境保护看，黄铁矿冶炼时会产生大量含二氧化硫的废气，容易形成酸雨，污染环境，因此工业上一般不选用黄铁矿炼铁。 25．B。生铁和钢都是铁的合金，主要区别在于含碳量不同。 26．C。纯铁是纯净物，不是合金。 27．混合物；碳。 28．碳；化学。 29．B。生铁硬而脆，适合铸造机床底座等对韧性要求不高的重型构件。 30．解题思路：第一步，计算1000吨赤铁矿石中含氧化铁的质量，即1000吨乘以百分之八十；第二步，根据一氧化碳与氧化铁在高温下反应的质量关系，由氧化铁质量求出生成铁的质量；第三步，把铁的质量换算成含铁百分之九十六的生铁质量，即用铁的质量除以百分之九十六。 31．解题思路：第一步，把700吨含铁百分之九十八的生铁换算成纯铁的质量；第二步，根据反应的质量关系，由纯铁质量求出需要氧化铁的质量；第三步，把氧化铁质量除以百分之七十，得到需要赤铁矿石的质量。 32．解题思路：第一步，计算5000吨赤铁矿石中含氧化铁的质量；第二步，根据反应的质量关系，由氧化铁质量求出生成纯铁的质量；第三步，把纯铁质量除以百分之九十六，得到含铁百分之九十六的生铁质量。 33．A。化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系，代入计算的必须是纯净物质量。 34．纯度（纯净物在混合物中的质量分数）；纯度。 35．C。计算时必须先把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，不能直接代入含杂质物质质量列比例式。 学科网（北京）股份有限公司 $