《金屬礦物與金屬冶煉》（教案及反思）-2024-2025學年科粵版（2024）初中化學九年級下冊教學項目教學內容一、教材內容分析《金屬礦物與金屬冶煉》是科粵版（2024）初中化學九年級下冊中的章節，本節課主要首先通過展示常見金屬資源的來源以及“金屬元素在地殼中的含量”表，讓學生對地球上及我國的金屬資源現狀有初步了解。地球上金屬資源廣泛分布于地殼和海洋，除金、鉑、銀等少數很不活潑金屬能以單質形式存在，絕大多數金屬以化合物形式存在于礦物中。接著，教材自然地過渡到鐵的冶煉討論。“鐵的冶煉”是重點內容，教材不僅簡要介紹我國冶煉鐵的歷史，還通過實驗闡述從鐵礦石中將鐵還原出來的化學反應原理。同時，結合煉鐵實際情況，引入化學方程式計算中有關雜質問題的計算，將化學原理、計算與生產實際緊密相連，構建有機學習整體，有助于學生主動參與學習。在介紹鐵的冶煉過程中，詳細說明了工業煉鐵的原料（鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣）、過程（將原料投入高爐，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳還原鐵礦石）及產物（生鐵）。此外，還對比了實驗室模擬煉鐵與工業煉鐵的差異，如產物、設備、溫度、對環境影響以及操作難易程度等方面。教材最后設置了關于含雜質物質的化學方程式計算的內容，通過例題和交流討論，引導學生掌握計算步驟，提升學生運用化學知識解決實際問題的能力。二、核心素養目標1.宏觀辨識與微觀探析：學生能夠從宏觀角度認識金屬礦物的存在形式以及金屬冶煉的過程，理解不同金屬在自然界中存在形態與金屬活動性的關系；從微觀層面理解金屬冶煉過程中物質的轉化和化學反應的本質，如一氧化碳還原氧化鐵時分子、原子的變化。2.變化觀念與平衡思想：認識到金屬冶煉是物質發生化學變化的過程，理解在一定條件下金屬化合物可以轉化為金屬單質，同時明白化學反應存在一定的限度和條件，如煉鐵過程中溫度、反應物比例等條件對反應的影響。3.證據推理與模型認知：通過對金屬冶煉實驗現象和數據的分析，如實驗室模擬煉鐵實驗中觀察到的紅褐色固體變黑、澄清石灰水變渾濁等現象，以及工業煉鐵中的相關數據，推理得出金屬冶煉的原理和方法；建立金屬冶煉的化學模型，如一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式模型，能夠運用模型解釋和解決實際問題。4.科學探究與創新意識：在學習過程中，鼓勵學生對金屬冶煉的原理和方法提出問題、做出假設，并通過實驗探究、查閱資料等方式進行驗證。培養學生創新意識，引導學生思考如何改進金屬冶煉工藝，提高金屬產量和質量，減少環境污染等問題。5.科學態度與社會責任：通過了解金屬資源的現狀和金屬冶煉對環境的影響，培養學生珍惜金屬資源、保護環境的意識，樹立可持續發展的觀念。使學生認識到化學在金屬冶煉中的重要作用，以及化學科學對社會發展的貢獻，增強學生對化學學科的認同感和責任感。三、學情分析九年級下冊學生在學習本課題之前，已經學習了金屬的物理性質和化學性質，對金屬有了一定的認識，也掌握了一些基本的化學實驗操作技能和化學方程式的書寫。但對于金屬礦物的存在形式以及從金屬礦物中提取金屬的原理和方法，學生缺乏直觀的認識和深入的理解。九年級的學生好奇心強，具有一定的自主學習能力和合作探究能力，但在將化學知識與實際生產生活相聯系方面還存在不足。在學習過程中，可能會對工業煉鐵的復雜過程和化學方程式計算中有關雜質問題的計算感到困難。因此，在教學過程中，需要結合學生的生活實際，通過生動形象的實驗、圖片、視頻等教學資源，引導學生積極參與學習，幫助學生理解抽象的概念和復雜的原理，提高學生解決實際問題的能力。四、教學重難點1.教學重點：（1）認識常見的金屬礦物，了解金屬在自然界中的存在形式與金屬活動性的關系。（2）掌握煉鐵的化學原理，包括實驗室模擬煉鐵的實驗原理和工業煉鐵的原理。（3）了解工業煉鐵的原料、過程及產物，能夠區分實驗室模擬煉鐵與工業煉鐵的差異。（4）學會根據化學方程式對含有雜質的反應物或生成物進行有關計算。2.教學難點：（1）理解煉鐵過程中復雜的化學反應，如焦炭與氧氣的反應、二氧化碳與焦炭的反應以及一氧化碳還原氧化鐵的反應等，以及這些反應之間的相互關系。（2）掌握化學方程式計算中有關雜質問題的計算方法，理解在實際生產中為什么要進行雜質換算以及如何進行換算。五、教學方法和學習策略1.教學方法：（1）講授法：系統講解金屬礦物的種類、金屬冶煉的原理、工業煉鐵的過程等重要知識點，確保學生掌握基礎知識。（2）實驗法：通過實驗室模擬煉鐵實驗，讓學生直觀觀察實驗現象，深入理解煉鐵的化學反應原理，培養學生的觀察能力和實驗操作能力。（3）討論法：組織學生對金屬在自然界中的存在形式、工業煉鐵與實驗室煉鐵的差異、有關含雜質物質的化學方程式計算步驟等問題進行討論，激發學生思維，促進學生之間的交流與合作，培養學生的合作學習能力和解決問題的能力。（4）多媒體輔助教學法：利用圖片、視頻、動畫等多媒體資源，展示金屬礦物的圖片、工業煉鐵的視頻、煉鐵過程中化學反應的動畫模擬等，將抽象的知識形象化，幫助學生更好地理解和掌握教學內容，提高學生的學習興趣。2.學習策略：（1）自主學習策略：引導學生自主閱讀教材、查閱資料，獲取金屬礦物與金屬冶煉的相關信息，培養學生的自主學習能力和信息收集處理能力。（2）合作學習策略：組織學生進行小組合作學習，共同完成實驗探究、問題討論等學習任務，讓學生在合作中相互學習、相互啟發，提高學生的合作學習能力和團隊協作精神。（3）歸納總結策略：在教學過程中，引導學生對所學知識進行歸納總結，如總結金屬冶煉的方法、有關含雜質物質的化學方程式計算步驟等，幫助學生構建知識體系，加深對知識的理解和記憶。六、教學準備1.實驗儀器和藥品：鐵架臺、硬質玻璃管、酒精燈（或酒精噴燈）、試管、導管、橡皮塞、一氧化碳氣體（或甲酸與濃硫酸反應制取一氧化碳的裝置）、氧化鐵粉末、澄清石灰水、氫氧化鈉溶液、氣球。2.多媒體課件：包含金屬礦物的圖片、工業煉鐵的視頻、煉鐵過程中化學反應的動畫模擬、相關練習題等內容。3.其他：教材、黑板、粉筆、練習本。七、教學過程與資源設計（一）、導入新課1.展示圖片：展示各種金屬制品的圖片，如鐵鍋、鋁鍋、銅導線、金銀首飾等，提問學生這些金屬制品是由什么原料制成的，引導學生思考金屬的來源。【設計意圖：從學生熟悉的生活場景入手，激發學生的學習興趣，引發學生對金屬來源的思考，從而順利導入新課。】（二）、講授新課1.金屬礦物（1）展示資料：展示教材中“金屬元素在地殼中的含量”表以及常見金屬礦物的圖片，如赤鐵礦（Fe?O?）、磁鐵礦（Fe?O?）、孔雀石[Cu?(OH)?CO?]、鋁土礦（Al?O?）等，介紹這些金屬礦物的主要成分和外觀特征。（2）提問引導：提問學生為什么自然界中大多數金屬以化合物形式存在，而金、鉑、銀等少數金屬能以單質形式存在，引導學生結合金屬活動性順序進行思考。（3）學生回答：學生回答金屬在地殼中的存在形態與金屬的活動性密切相關，很不活潑的金屬不易與其他物質發生化學反應，所以能以單質形態存在；活潑的金屬因其易與其他物質發生化學反應，只能以化合物形態存在。【設計意圖：通過展示資料和提問引導，讓學生了解金屬礦物的種類和金屬在自然界中的存在形式，培養學生運用已有知識解決問題的能力。】鐵的冶煉介紹歷史：簡要介紹我國冶煉鐵的悠久歷史，如早在春秋時期，我國就已經開始冶鐵，讓學生了解我國古代在金屬冶煉方面的輝煌成就，增強學生的民族自豪感。實驗探究：進行實驗室模擬煉鐵實驗。實驗裝置組裝：按照教材中的實驗裝置圖，在講臺上組裝好實驗儀器，向學生介紹各儀器的名稱和作用，如硬質玻璃管用于盛放氧化鐵粉末，酒精燈（或酒精噴燈）用于提供熱源，試管中盛放澄清石灰水用于檢驗反應生成的二氧化碳，導管用于連接各儀器，橡皮塞用于密封儀器接口等。實驗操作演示：先通一會兒一氧化碳氣體，排盡裝置內的空氣（防止一氧化碳與空氣混合加熱發生爆炸），然后點燃酒精燈（或酒精噴燈）給硬質玻璃管中的氧化鐵粉末加熱。提醒學生注意觀察實驗現象。實驗現象觀察：學生觀察到硬質玻璃管中的紅褐色固體逐漸變黑，試管中的澄清石灰水變渾濁。（6）原理講解：結合實驗現象，講解煉鐵的化學反應原理：一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下發生反應，生成鐵和二氧化碳，化學方程式為。解釋一氧化碳在這個反應中奪取了氧化鐵中的氧，將氧化鐵還原成鐵，所以一氧化碳具有還原性。尾氣處理：介紹實驗中產生的尾氣中含有未反應完的一氧化碳，一氧化碳有毒，會污染空氣，所以需要進行尾氣處理。展示尾氣處理裝置，如用氣球收集尾氣或用酒精燈點燃尾氣，讓學生了解尾氣處理的方法和重要性。（三）、工業煉鐵1.展示圖片和視頻：展示工業煉鐵的高爐圖片和煉鐵過程的視頻，向學生介紹工業煉鐵的原料（鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣）、過程（把鐵礦石和焦炭、石灰石一起從上方投入高爐，在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來）及產物（生鐵）。2.對比分析：組織學生對比實驗室模擬煉鐵與工業煉鐵，從產物、設備、溫度、對環境影響以及操作難易程度等方面進行討論。3.學生討論結果：產物不同，實驗室得到的是較純凈的鐵，工業煉鐵得到的是生鐵；設備不同，實驗室用的是簡單的玻璃儀器，工業上用的是高大的煉鐵高爐；溫度不同，實驗室加熱溫度相對較低，工業煉鐵需要高溫；對環境影響不同，高爐煉鐵對環境影響大，實驗室對環境影響小；操作難易程度不同，工業煉鐵操作復雜，實驗室操作相對簡單。【設計意圖：通過實驗探究和對比分析，讓學生深入理解煉鐵的原理和方法，培養學生的觀察能力、實驗探究能力和對比分析能力。】（四）、有關含雜質物質的化學方程式計算1.問題引入：在煉鐵的實際生產過程中，所用的原料或產物一般都含有雜質，如鐵礦石中含有一些不能被利用的礦物，生鐵中含有碳等雜質。那么在計算用料和產量時，如何考慮這些雜質問題呢？引出有關含雜質物質的化學方程式計算。2.原理講解：講解有關含雜質物質的化學方程式計算原理：化學方程式表示的是純凈物之間發生的化學反應，各化學式所表示的量也是純凈物之間的質量關系；在實際生產中，原料和產品往往都不是純凈物，因此在計算時必須先將含雜質的物質的質量換算成純凈物質的質量，再進行計算。3.題目分析：題目中給出了含Fe?O?70%的赤鐵礦石的質量和煉出的生鐵中含鐵的質量分數，要求計算需要消耗的赤鐵礦石的質量。4.計算步驟：首先，將含雜質的赤鐵礦石的質量換算成純凈的Fe?O?的質量，即1000t×70%=700t；然后，根據化學方程式，設煉出的純鐵質量為x，列出比例式，解得x=490t；最后，將純鐵質量換算成含Fe96%的生鐵的質量，即490t÷96%≈510.4t。交流討論：組織學生根據剛才閱讀的內容和學習的計算原理，總結有關含雜質物質的化學方程式計算的一般步驟。（五）、學生總結：計算步驟為將含雜質物質的質量換算成純凈物的質量；將純凈物的質量代入化學方程式計算；將計算得到的純凈物的質量換算成含雜質物質的質量。（六）、習題練習：展示一道相關練習題，如“某煉鐵廠每天生產1000t含Fe98%的生鐵，理論上需消耗含Fe?O?80%的赤鐵礦石多少噸？”讓學生按照總結的計算步驟進行解答，教師巡視指導，及時糾正學生在計算過程中出現的錯誤。【設計意圖：通過問題引入、原理講解、例題示范、交流討論和習題練習，讓學生掌握有關含雜質物質的化學方程式計算方法，提高學生運用化學知識解決實際問題的能力。】八、板書設計《金屬礦物與金屬冶煉》板書金屬礦物存在形式：單質（金、鉑、銀等）、化合物（大多數金屬）常見金屬礦物：赤鐵礦（Fe?O?）、磁鐵礦（Fe?O?）、孔雀石[Cu?(OH)?CO?]、鋁土礦（Al?O?）等鐵的冶煉實驗室模擬煉鐵實驗原理：實驗現象：紅褐色固體變黑，澄清石灰水變渾濁尾氣處理：氣球收集或點燃3.工業煉鐵（1）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣（2）過程：高爐中高溫反應（3）產物：生鐵4.有關含雜質物質的化學方程式計算（1）計算原理：純凈物之間的質量關系5.計算步驟：（1）雜質換算成純凈物質量（2）代入化學方程式計算（3）純凈物質量換算成含雜質物質質量九、教學反思在本節課教學中，通過多種教學方法和豐富的教學資源，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