初中化學(xué)魯教九年級下冊（2023年新編） 金屬金屬礦物及其冶煉教學(xué)設(shè)計

1、金屬礦物及其冶煉一、活動目標知識目標1知道一些常見的金屬(如鐵、鋁、銅)等礦物。2知道鐵的冶煉原理，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。能力目標：通過收集資料、查閱資料、討論交流等具體探究活動，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。情感目標：使學(xué)生體會學(xué)習(xí)化學(xué)的價值；保持和增強對生活中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。二、活動重點和難點重點了解從常見鐵礦石中提煉鐵的原理。難點冶煉鐵的原理、步驟、氧化還原反應(yīng)。四、活動方法實驗探究、討論交流、多媒體輔助等五、活動準備多媒體課件：常見礦石的圖片；視頻：我國的金屬資源、一氧化碳還原氧化鐵的實驗。六、活動過程一、活動引入：創(chuàng)設(shè)情景 在日常生活

2、中，經(jīng)常要接觸到與金屬和金屬材料有關(guān)的物品，如鐵門、鋁鍋、銅制電線等等。而一個國家的經(jīng)濟命脈重工業(yè)，更離不開各種金屬的使用。那么金屬是哪里來的呢？大自然中是不是就有我們所需要的金屬？【學(xué)生回答】：活動元一： 播放介紹金屬礦石的相關(guān)視頻，學(xué)生閱讀教材58頁，了解金屬在自然界的存在，并觀察常見礦石的圖片。提出問題：1、金屬在自然界中都以什么形式存在的？為什么金銀等少數(shù)金屬在自然界存在單質(zhì)，而絕大多數(shù)金屬元素只能以化合物的形式存在？【學(xué)生回答】：金、銀的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被氧化。像鋁、鐵、銅等金屬相對較活潑，容易被氧化，而以化合物的形式存在?！窘處熜〗Y(jié)】：地球上的金屬廣泛存在于地殼和浩瀚的海洋中

3、，像金、銀等少數(shù)不活潑的金屬在自然界中以單質(zhì)的形式存在，因此，人們可以“沙里淘金”。其他金屬在自然界以化合物的形式存在，而以化合物形式存在的金屬在自然界又以礦物形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。2、金屬礦石都有哪些？主要成分是什么？【學(xué)生看書后回答】鋁土礦：Al2O3 鉀長石： KAlSi2O8 明礬石： KAl3(SO4)2(OH)6 赤鐵礦主要成分：Fe2O3；磁鐵礦主要成分：Fe3O4；黃鐵礦主要成分：FeS2 菱鐵礦：FeCO3?！窘處熜〗Y(jié)】：金屬材料的使用，標志著人類的進步和發(fā)展。工業(yè)上是從礦石中提煉金屬的。我國在商代就煉制了青銅器，春秋戰(zhàn)國時期就會煉鐵煉鋼。想一想，如何把金屬礦石中

4、的金屬冶煉出來?！净顒釉苛私鈱㈣F從鐵礦石中還原出來的原理和方法。師：在眾多的金屬材料中，鐵鋁及其合金一直是人類生產(chǎn)生活中占據(jù)主導(dǎo)地位，我國遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型鐵礦。那么如何才能煉成鐵呢？現(xiàn)在以赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)為例，學(xué)習(xí)如何煉鐵。1【提出問題】如何煉鐵？討論：如何將鐵礦石中的Fe2O3轉(zhuǎn)化成鐵單質(zhì)？【學(xué)生討論和思考】方案一：加熱使Fe2O3發(fā)生分解。方案二：尋找一種物質(zhì)，主動使其奪走Fe2O3中的“O”。學(xué)生評論后教師總結(jié)優(yōu)缺點：方案一，氧化鐵在一定條件下可以分解，但是并不能得到金屬鐵。方案二，比較切合實際，但大家考慮尋找什么物質(zhì)才能奪走其中的“O”?！緦W(xué)

5、生討論和思考】氫氣、炭和一氧化碳等能夠和氧氣發(fā)生反應(yīng)，所以它們應(yīng)該也能奪取氧化鐵中的氧元素，所以它們應(yīng)該都符合條件?！窘處熜〗Y(jié)】在工業(yè)上，綜合考慮經(jīng)濟效益和安全等因素，一般選用炭或一氧化碳來冶煉鐵。請同學(xué)們CO在高溫下與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：學(xué)生書寫 高溫 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2師：這個化學(xué)方程式就是工業(yè)煉鐵的原理?！咎岢鰡栴}】CO在該反應(yīng)中的作用是什么？請大家回憶，什么是氧化反應(yīng)？觀察這個化學(xué)反應(yīng)方程式中CO在反應(yīng)前后的變化?！緦W(xué)生討論和思考后回答】物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)、物質(zhì)和氧的反應(yīng)是氧化反應(yīng)。因為CO反應(yīng)后變成了CO2，實際上是獲得了氧元素，所以C

6、O發(fā)生了氧化反應(yīng)【教師補充】因為CO獲得氧的同時，鐵變成了單質(zhì)，所以我們把其中的CO所起的作用叫還原性，它本身叫做還原劑?！咎岢鰡栴}】從另一個角度看，氧化鐵反應(yīng)前后有什么變化？ 學(xué)生回答：氧化鐵失去了氧 教師：我們把氧化鐵這種失去氧的反應(yīng)叫還原反應(yīng)，氧化鐵叫氧化劑。 氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)往往是同時存在的，要注意的是氧化還原反應(yīng)不屬于基本反應(yīng)類型之一。實際上在工業(yè)上還常常用CO還原磁鐵礦來冶煉鐵，請同學(xué)們寫出相應(yīng)的方程式并判斷氧化劑、還原劑?！緦W(xué)生書寫和回答】 高溫 Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2【活動元三】：讓學(xué)生觀察實驗室用工業(yè)煉鐵的原理，用一氧化碳還原氧化鐵的裝置?！咎岢鰡?/p>

7、題】(1)該實驗裝置分為幾部分？ (2)為什么要用兩個酒精燈？裝置最后要放一盞點燃的酒精燈起什么作用？相關(guān)化學(xué)方程式怎么寫？還可以用什么方法代替這盞酒精燈？【學(xué)生討論和回答】(1)該實驗裝置分為三部分：還原裝置、生成物檢驗裝置和尾氣處理裝置 點燃(2)前一個酒精燈還原氧化鐵，最后一個酒精燈燒掉尾氣中的CO, 2CO+O2= =2CO2，還可以利用氣球收集等等。師：知道了實驗裝置后，那么該實驗怎樣操作呢？看動畫演示，了解CO還原氧化鐵的實驗過程，想一想為什么是這樣的？。(小組內(nèi)交流，找出合理答案小組代表搶答展示老師點評)【實驗步驟】在硬質(zhì)試管中，放入少量的氧化鐵粉末，先通入一氧化碳，排出管內(nèi)的空

8、氣后，后加熱氧化鐵，當紅棕色粉末變成黑色時停止加熱。試管內(nèi)物質(zhì)冷卻后，停止通入一氧化碳。強調(diào)實驗安全后由，學(xué)生分小組完成實驗，記錄實驗現(xiàn)象：【提出問題】(1)將產(chǎn)物通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，說明生成了什么氣體。把得到的黑色粉末放在白紙上觀察，該物質(zhì)能被磁鐵吸引，說明生成的固體是什么物質(zhì)？請寫出有關(guān)化學(xué)方程式。(2)為什么先通CO然后才能點燈？為什么先熄燈然后才能停止通CO?【學(xué)生討論回答】(1)反應(yīng)中生成了二氧化碳和鐵單質(zhì)。(2)先通一氧化碳氣體，熄滅酒精燈后繼續(xù)通一氧化碳是為了防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化。 【教師小結(jié)】上述實驗是實驗室模擬鐵的冶煉過程，工業(yè)上鐵的冶煉原理雖然與上述實驗相同，但其規(guī)模、條件、裝置等與此差異很大。把鐵礦石煉成鐵是一個復(fù)雜的過程。工業(yè)上煉鐵時，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭和氧氣反應(yīng)生成一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來。通電另外工業(yè)上冶煉金屬的方法也不是只有用還原劑還原的方法，比如常見的用電解法電解氧化鋁得到金屬鋁，請同學(xué)們寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 2Al2O3=2Al + 3O2【活動元四】小結(jié)我的收獲：【提出問題】今天這一節(jié)課你收本節(jié)我們學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是什么？常見的金屬礦物工業(yè)冶鐵的原理、步驟、檢驗、尾氣的處理等等。氧化還原反應(yīng)工業(yè)上鋁的冶煉課堂練習(xí)及課