初中化学鲁教九年级下册（2023年新编） 金属金属矿物及其冶炼教学设计

1、金属矿物及其冶炼一、活动目标知识目标1知道一些常见的金属(如铁、铝、铜)等矿物。2知道铁的冶炼原理，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。能力目标：通过收集资料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动，培养学生良好的学习习惯和学习方法。情感目标：使学生体会学习化学的价值；保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲，培养学生学习化学的兴趣。二、活动重点和难点重点了解从常见铁矿石中提炼铁的原理。难点冶炼铁的原理、步骤、氧化还原反应。四、活动方法实验探究、讨论交流、多媒体辅助等五、活动准备多媒体课件：常见矿石的图片；视频：我国的金属资源、一氧化碳还原氧化铁的实验。六、活动过程一、活动引入：创设情景 在日常生活

2、中，经常要接触到与金属和金属材料有关的物品，如铁门、铝锅、铜制电线等等。而一个国家的经济命脉重工业，更离不开各种金属的使用。那么金属是哪里来的呢？大自然中是不是就有我们所需要的金属？【学生回答】：活动元一： 播放介绍金属矿石的相关视频，学生阅读教材58页，了解金属在自然界的存在，并观察常见矿石的图片。提出问题：1、金属在自然界中都以什么形式存在的？为什么金银等少数金属在自然界存在单质，而绝大多数金属元素只能以化合物的形式存在？【学生回答】：金、银的化学性质比较稳定，不易被氧化。像铝、铁、铜等金属相对较活泼，容易被氧化，而以化合物的形式存在。【教师小结】：地球上的金属广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中

3、，像金、银等少数不活泼的金属在自然界中以单质的形式存在，因此，人们可以“沙里淘金”。其他金属在自然界以化合物的形式存在，而以化合物形式存在的金属在自然界又以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。2、金属矿石都有哪些？主要成分是什么？【学生看书后回答】铝土矿：Al2O3 钾长石： KAlSi2O8 明矾石： KAl3(SO4)2(OH)6 赤铁矿主要成分：Fe2O3；磁铁矿主要成分：Fe3O4；黄铁矿主要成分：FeS2 菱铁矿：FeCO3。【教师小结】：金属材料的使用，标志着人类的进步和发展。工业上是从矿石中提炼金属的。我国在商代就炼制了青铜器，春秋战国时期就会炼铁炼钢。想一想，如何把金属矿石中

4、的金属冶炼出来。【活动元二】了解将铁从铁矿石中还原出来的原理和方法。师：在众多的金属材料中，铁铝及其合金一直是人类生产生活中占据主导地位，我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。那么如何才能炼成铁呢？现在以赤铁矿(主要成分为Fe2O3)为例，学习如何炼铁。1【提出问题】如何炼铁？讨论：如何将铁矿石中的Fe2O3转化成铁单质？【学生讨论和思考】方案一：加热使Fe2O3发生分解。方案二：寻找一种物质，主动使其夺走Fe2O3中的“O”。学生评论后教师总结优缺点：方案一，氧化铁在一定条件下可以分解，但是并不能得到金属铁。方案二，比较切合实际，但大家考虑寻找什么物质才能夺走其中的“O”。【学

5、生讨论和思考】氢气、炭和一氧化碳等能够和氧气发生反应，所以它们应该也能夺取氧化铁中的氧元素，所以它们应该都符合条件。【教师小结】在工业上，综合考虑经济效益和安全等因素，一般选用炭或一氧化碳来冶炼铁。请同学们CO在高温下与氧化铁反应的化学反应方程式：学生书写 高温 Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2师：这个化学方程式就是工业炼铁的原理。【提出问题】CO在该反应中的作用是什么？请大家回忆，什么是氧化反应？观察这个化学反应方程式中CO在反应前后的变化。【学生讨论和思考后回答】物质与氧气的反应属于氧化反应、物质和氧的反应是氧化反应。因为CO反应后变成了CO2，实际上是获得了氧元素，所以C

6、O发生了氧化反应【教师补充】因为CO获得氧的同时，铁变成了单质，所以我们把其中的CO所起的作用叫还原性，它本身叫做还原剂。【提出问题】从另一个角度看，氧化铁反应前后有什么变化？ 学生回答：氧化铁失去了氧 教师：我们把氧化铁这种失去氧的反应叫还原反应，氧化铁叫氧化剂。 氧化反应和还原反应往往是同时存在的，要注意的是氧化还原反应不属于基本反应类型之一。实际上在工业上还常常用CO还原磁铁矿来冶炼铁，请同学们写出相应的方程式并判断氧化剂、还原剂。【学生书写和回答】 高温 Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2【活动元三】：让学生观察实验室用工业炼铁的原理，用一氧化碳还原氧化铁的装置。【提出问

7、题】(1)该实验装置分为几部分？ (2)为什么要用两个酒精灯？装置最后要放一盏点燃的酒精灯起什么作用？相关化学方程式怎么写？还可以用什么方法代替这盏酒精灯？【学生讨论和回答】(1)该实验装置分为三部分：还原装置、生成物检验装置和尾气处理装置 点燃(2)前一个酒精灯还原氧化铁，最后一个酒精灯烧掉尾气中的CO, 2CO+O2= =2CO2，还可以利用气球收集等等。师：知道了实验装置后，那么该实验怎样操作呢？看动画演示，了解CO还原氧化铁的实验过程，想一想为什么是这样的？。(小组内交流，找出合理答案小组代表抢答展示老师点评)【实验步骤】在硬质试管中，放入少量的氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出管内的空

8、气后，后加热氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。试管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。强调实验安全后由，学生分小组完成实验，记录实验现象：【提出问题】(1)将产物通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明生成了什么气体。把得到的黑色粉末放在白纸上观察，该物质能被磁铁吸引，说明生成的固体是什么物质？请写出有关化学方程式。(2)为什么先通CO然后才能点灯？为什么先熄灯然后才能停止通CO?【学生讨论回答】(1)反应中生成了二氧化碳和铁单质。(2)先通一氧化碳气体，熄灭酒精灯后继续通一氧化碳是为了防止生成的铁被空气中的氧气氧化。 【教师小结】上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，工业上铁的冶炼原理虽然与上述实验相同，但其规模、条件、装置等与此差异很大。把铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭和氧气反应生成一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。通电另外工业上冶炼金属的方法也不是只有用还原剂还原的方法，比如常见的用电解法电解氧化铝得到金属铝，请同学们写出该反应的化学方程式： 2Al2O3=2Al + 3O2【活动元四】小结我的收获：【提出问题】今天这一节课你收本节我们学习的主要内容是什么？常见的金属矿物工业冶铁的原理、步骤、检验、尾气的处理等等。氧化还原反应工业上铝的冶炼课堂练习及课