课例设计 第八章金属和金属材料

1、课例设计 第八章 金属和金属材料义务教育课程标准实验教科书 初中三年级下册（胡美玲主编，人民教育出版社，2006年） 指导教师 徐建飞1教学设计思路：本课题涉及的金属方面内容非常广泛，从中国金属资源概况到金属冶炼，最后还有含杂质金属冶炼的计算以及金属资源的保护等，内容繁多且实验少，应从身边有趣的事例以及历史事件着手，在引起同学兴趣的同时还可拓宽知识面、2教学目标 2.1知识目标：1.了解地球上各种矿物及其存在形式，知道从铁矿石中冶炼铁的原理及方法。 2.了解金属腐蚀的条件以及防止金属腐蚀的简单方法。 3.知道如何保护金属资源的四种方法。 2.2能力目标：1.会根据化学方程式计算含杂质的反应物或

2、生成物的相关题目。 2.学会将课本知识与实际的生活现象相联系，提高动手能力及解决问题的能力。2.3德育目标：1.增强学生对生活及自然的化学现象的好奇心，提高对化学的学习兴趣。2.树立珍惜地球资源及爱护环境的观念。3.关注有关化学的历史事件，社会现象。3教学重点：1.铁的冶炼。2.有关化学方程式计算中的杂质问题计算。3.金属腐蚀的条件以及金属资源的保护。4.知道如何合理利用金属资源。4教学难点：1.有关杂质问题的计算。2.金属的腐蚀条件以及金属资源保护的简单。5教学方法 收集材料，联系实际，实验探究，讨论交流，得出结论，应用计算，联系实际，发挥想象，提高兴趣 6教学准备 赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、

3、铝土矿、黄铜矿、辉铜矿7教学过程课题三 金属资源的利用与保护第一课时 炼铁原理 杂质计算 讲解：地球上有许多金属资源，不仅是在陆地上有在海洋中也有。有学者统计了一下，海洋中所储的各种矿物约有500亿吨。如果把这些矿物铺在地球表面，大约厚200米，如果装在火车上，火车的长度可以从地球到太阳。比如说19世纪有个淘金热，怎么回事呢？是有人发现美国太平洋沿岸有一个巨大的金矿，因此很多人离开家园去淘金。据估计，在那里淘金一天平均收入是2000美元，天上掉馅饼了对吧？这金为什么能直接淘出来？说明他是以什么形式存在于自然界的？学生回答：单质。提问：但是我们在金属的化学性质那一课题学过，大多数金属是很活泼的，

4、比如钠、镁他们在自然界都是以化合物的形式存在于自然界。大家看一下课本图8-15、8-16，为什么金银就能与其他金属不同，以单质的形式存在于自然界呢？学生回答或教师回答：是因为“真金不怕火炼”，说明金在高温的情况下都不被氧化，更何况是在自然界中的常温常压。提问：除了不容易被氧化，还有说明原因使得金这么昂贵呢？大家请看一下课本第15页的资料，金元素在地壳中的质量分数是多少？同学回答：0.0000005%讲解：对，0.0000005%，很小对吧？物以稀为贵，所以金就比较昂贵了。再看一下，在地壳中含量最多的金属是什么？同学回答：铝。讲解：是的，在地壳中含量最多的元素是铝，他在地壳中的质量分数高达7.7

5、3%，是一个很大的数目，通俗一点说就是100斤的土里有7.73斤的铝，当然这是一个平均值，接下来到铁4.75%,钙3.45%。那么这些金属元素在地壳中得得含量那么多，他们是不是以单质形式存在的？学生回答：不是！提问：好的，那么，他们是以什么形式存在的呢？同学回答：化合物。讲解:对，也就是矿物。我们就把这类能用来提炼金属的矿物叫做矿石。板书：一、矿石的概念：用来提炼金属的矿物叫做矿石。讲解：看图8-17常见的矿石，这里有几个图，分别是赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、铝土矿、黄铜矿、辉铜矿。在这里我们就只在课堂上展示赤铁矿、铝土矿、黄铜矿，还有几种矿石油兴趣的同学下课可以到我这里观看。教师活动：走下讲台分

6、别向同学们展示与简单介绍赤铁矿、铝土矿与黄铜矿。提问：同学们看课本上列举了这么多种矿物，说明地球上的矿物种类怎么样？学生回答：很丰富！提问：那我国的矿物种类呢？多不多呢？学生回答：多！讲解：对，我国的矿物种类也很齐全。大家看16页第一段，我国的矿物种类不仅齐全并且储量怎么样？学生回答:丰富。讲解:对，而且其中以钨、铜、钛、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰储量在世界上占主要地位。提问：既然这些金属矿物储量这么丰富，那么我们是不是开采出来就能用了？学生回答：不能！讲解:是的，不能。大家看一下课本17页的图8-18.我国从春秋战国时期，就开始生产和使用铁器。知道现在，铁的使用就更为广泛和重要了。在金属

7、材料那一课时我们了解了钢市含C量为0.03%2%的铁而生铁是含C量2%4.3%的铁。这些我们常用的金属材料是不是本来就存在于自然界了？学生回答:不是！讲解：对，这些金属材料是要经过冶炼之后再经过一系列的加工材能为我们所用。由此，我们可以知道，冶炼的重要地位。下面，我们以铁为例，给大家讲一下铁矿石如何冶炼成铁的。讨论：如何将赤铁矿还原成铁呢？我们学过两种方法：1。是加热使Fe2O3分解，需较高温度，并且Fe易与氧气反应，所以需要在什么样的一个环境下进行？同学回答：在没有氧气的环境下进行。讲解：对，空气中是不是含有氧气？所以我们要在一种没有空气的氛围下进行。讨论：第2种方案：就是用一种物质夺取氧化

8、铁中的“氧”，用什么物质来夺取呢？同学回答：用碳、氢气、一氧化碳都可以！讲解：他们都是还原剂，所以有夺取“氧”的功能。提问:刚才我们讨论的两种方法，两种都能使得氧化铁还原成铁，那么，究竟用哪一种呢？同学回答：第二种！讲解：回答正确！用第二种，因为加热分解氧化铁，需要的温度很高，而且还要在非空气的条件下，条件怎么样？是不是很要求很高？同学回答：是！讲解：所以，我们用消耗成本低一些的方法，就是用还原剂还原氧化铁的方法。在这里我们考虑到经济效益的原因，所以选用一氧化碳做还原剂。接下来我给大家讲解实验室模拟冶炼铁实验。板书：二、铁的冶炼提问：刚才我们说的铁的冶炼他的原理是什么？同学回答：用一氧化碳还原

9、氧化铁。板书：原理：教师活动：一步步边简单的画实验图边讲解。图画在副板。板书：讲解：首先通入一氧化碳，我们说了一氧化碳的作用是什么？同学回答：还原氧化铁。 讲解：对，并且一氧化碳是无色无味的气体。好，接下来一氧化碳通入到以个试管里，并且下面还有个类似酒精灯的东西，我们把他叫做酒精喷灯。这个酒精喷灯加热的温度比酒精灯高很多。那么，是加热什么东西呢？这试管在通入一氧化碳前有什么物质在里面？同学回答加教师补充：有氧化铁，还有空气。讲解：我们知道空气中是含有氧气的吧？所以我问大家一个问题，在实验前究竟是先点火加热还是先通一氧化碳？自问自答：应该先通一氧化碳，。因为，先加热，这试管里被还原了的氧化铁是不

10、是又会跟空气里的氧气反应生成氧化铁。所以，我们要先通一氧化碳，赶走试管里的氧气，使得被还原的氧化铁不会被氧化。提问：接着我们把生成的气体通入澄清石灰水，这里加一个澄清石灰水他的作用是什么？同学回答：澄清石灰水会与反应生成的二氧化碳反应。讲解：对，最后还有一步，这里又有个酒精灯，我们可以看到他的火焰是蓝色的。那么，他的作用是什么？同学回答或自问自答：燃烧一氧化碳以免污染大气，我们在化学上吧这一步叫做尾气处理。提问：那么反应完成，我们是应该先灭酒精喷灯还是先停止通一氧化碳？自问自答：应该先灭酒精喷灯，因为刚才也说过了，在高温下已经还原了的铁在加热时易与空气中氧气反应生成氧化铁，所以我们要先灭酒精喷

11、灯知道被还原的铁冷却了再停止通一氧化碳。提问：实验完成后，我们怎么验证反应得到的是铁呢？同学回答或自问自答：用磁铁，能吸气铁的是磁铁。讲解：好的，刚才我们说的是实验室模拟铁的冶炼过程。工业上铁的冶炼原理跟课本图8-20的实验原理相同，但是规模比较大，条件、装置也不一样。大家看一下课本图8-21.工业上冶炼铁所用的设备是什么？同学回答：高炉。板书：设备：高炉提问：那原料呢？同学回答:铁矿石、焦炭、石灰石。板书：原料：铁矿石、焦炭、石灰石提问：怎么没有一氧化碳在原料中呢？自问自答：因为碳在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳。板书：2C+O22CO(不完全燃烧)讲解：碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，但是二

12、氧化碳会与碳反应生成一氧化碳。所以，这两个反应最终都是生成一氧化碳。板书：C+O2CO2(完全燃烧) CO2+O2=CO提问：还有这个石灰石怎么在原料里，他有什么作用呢？看一下课本17页下面的小字。同学回答：石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅装化成炉渣。讲解：我们知道石头的主要成分是二氧化硅，所以矿石中也会含有二氧化硅。我们把二氧化硅转化为炉渣是因为他不是我们所要的物质，所以他在这里是一种杂质。平时我们做计算题所遇到的都是纯净物，在这里，铁矿石都是含有一定量的杂质的。那么在含有杂质的情况下我们如何计算用料与产量呢？下面我们一起来计算。板书：三、有关化学方程式计算中有关杂质问题的计算讲解：以前

13、我们学过的计算方法首先第一步是什么？同学回答：设未知量。讲解：对，以前我们所遇到的计算题诗先设未知量。并且我们所设的未知量应该是纯净物还是混合物的？在这一题，纯净物是氧化铁，混合物是铁矿石。同学回答：设的是纯净物的质量为未知量。讲解：是在这题我们并不知道纯净物氧化铁的质量，所以我们要先求纯净物氧化铁的质量。所以，第一步首先解：1000t赤铁矿石含氧化铁的质量为。板书：解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为讲解:在这里，我们已知混合物的质量，怎么求纯净物的呢？题目是说1000t赤铁矿石含氧化铁80%，说明其余的20%是杂质对吧？我们的反应不需要。所以，如果要求反应物氧化铁的质量，应该怎么样？同

14、学回答：1000t乘以80%讲解：回答正确，1000t是混合物的质量，80%是纯净物的质量百分比，我们用混合物的质量乘以纯净物的质量百分比就等于纯净物的质量。板书：纯净物的质量=混合物的质量*纯净物的质量分数讲解：纯净物氧化铁的质量分数是80%，那么剩下的20%是什么？同学回答：是杂质的质量分数。提问：那么杂质的质量分数加上纯净物的质量分时等于多少？同学回答或自问自答：等于1！讲解：所以，如果我们不知道纯净物的质量分数但知道杂质的质量分数，那怎么求解呢？同学回答加教师补充：1-杂质质量分数。板书：纯净物的质量=混合物的质量*（1-杂质的质量分数）讲解：所以在这题我们怎么求氧化铁的质量？板书：1

15、000t*80%=800t讲解：接下来，我们就可以设未知量了。设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。板书：设：800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。讲解：我们学过的，设了未知量以后接下来到什么？同学回答：列相关的化学方程式。板书：提问：接下来到哪一步？写出未知量、已知量还有相关物质的相对原子质量对吧？板书：160 2*56 800t X提问：然后呢？到哪一步？同学回答：列方程求解.板书：讲解：我们求得的这个是纯净的铁的质量对吧？但是题目要我们求的是混合物的质量，所以，根据刚才我写的式子，怎么算？同学回答：纯净物的质量除以纯净物的质量分数。板书：讲解：最后，答：1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为583t。课堂小结：本节课我们认识了各种矿石以及他们的存在形式。并且还介绍了我国的金属资源概况还有金属冶炼的历史。最后我们还