6.3金屬礦物與金屬冶煉課標分析內容要求1.認識一些常見金屬的存在形式以及常見的礦物。2.了解金屬的冶煉方法,特別是鐵的冶煉原理。3.會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。學業要求1.知道大多數金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的,并了解金屬的存在形式與金屬的活動性密切相關。2.掌握常見金屬的冶煉方法和原理,認真體會化學方法在金屬冶煉中的重要性。3.掌握鐵礦石冶煉鐵的反應原理、化學反應方程式及注意事項,實際生產在計算用料和產量時,應注意雜質問題。教材分析本節由常見金屬礦物的照片以及資料“常見金屬元素在地殼中所占的質量分數”表引入,簡單介紹了地球上及我國的金屬資源情況。人類對地球上金屬礦物資源的利用主要是用來冶煉金屬,而其中冶煉量最大的是鐵。因此,教材很自然地轉入到對鐵的冶煉的討論中。“鐵的冶煉”是本節教學的重點。教材除簡要地介紹了我國冶煉鐵的歷史外,主要是通過實驗,說明從鐵礦石中將鐵還原出來的化學反應原理,并結合煉鐵的實際情況,以習題的方式學習化學方程式計算中有關雜質問題的計算。這樣,把化學原理、計算和生產實際緊密地結合在一起,使學習活動成為有機的整體,有利于學生主動參與學習。續表學情分析學生已經有了日常生活中使用金屬制品的經驗,也初步了解了金屬制品的特殊用途。但學生對金屬的了解比較零散,還不夠系統,也不清楚物質的用途與其性質之間的內在聯系。他們不了解鐵礦石是怎樣冶煉成鋼鐵的,不了解自己使用的金屬制品都是用合金材料制成的,更不了解性能各異的合金竟是通過多種金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的。因此,教師應從學生已有的生活經驗出發,通過實驗探究和交流討論,使其將自己對金屬制品的成分和各項性能及其用途的認識逐漸清晰、系統、深入,進而產生學習有關金屬的性質和生產知識的積極心態。素養目標1.知道金屬在自然界的存在和常見的金屬礦物。2.認識從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。3.會根據化學方程式對含有雜質的反應物或生成物進行計算。4.通過煉鐵、煉鋼過程的對比、生鐵和鋼成分的對比,體會對比在學習中的重要作用。5.通過我國在煉鋼、煉鐵中取得的輝煌成就,對學生進行愛國主義教育。教學重點1.鐵的冶煉2.化學反應中有關雜質問題的計算教學難點化學反應中有關雜質問題的計算教學過程教師活動學生活動設計意圖[創設情境導入新課]【教師活動】金屬對于人類社會的發展起著不可替代的作用。軍事、科技、交通等各方面都離不開金屬。但地球上的金屬資源中除了少數很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外,其余較活潑的金屬都以化合物的形式存在于礦物中。人們在日常生活和生產中需要用到大量的金屬單質,這些金屬單質是如何由礦物制取的呢?這就需要了解金屬的冶煉原理。金屬在人類日常生活中應用廣泛,人們是如何從自然界中得到金屬的呢?[新知探究]一、幾種金屬礦物【教師活動】俗話說:“沙里淘金”,金可以從河沙里淘出,這說明金以什么形態存在的?為什么呢?地殼中含量最多的前四位金屬元素是哪些?它們的化學性質是否活潑,在地殼中是以什么形態存在的呢?【結論】少數化學性質較不活潑的金屬在自然界中以單質形態存在,如金、銀等;化學性質較活潑的金屬,如鐵、鋅、鈉和鈣等在自然界中以化合物形態存在。【教師活動】常見金屬元素在地殼中所占的質量分數元素名稱鋁鐵鈣鈉鉀鎂其余60余種金屬元素質量分數/%7.734.753.452.742.472.00<1由此可見:地殼中的金屬元素,鋁和鐵的含量最多。思考討論:學生回憶已學知識,教師指定2~3名學生說出常見金屬的活動性順序認真思考,體會金屬資源在自然界的存在情況復習鞏固已學知識創設問題情境,實施啟發式教學過渡鋪墊,不讓學生感到突兀使學生認識到自然界中的金屬資源,明確要想獲得金屬需要從金屬礦石中去提煉續表【教師活動】閱讀教材,了解常見的礦石有鐵礦石、銅礦石、鋁礦石等。鐵礦石:赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等。銅礦石:孔雀石、赤銅礦等。鋁礦石:鋁土礦等。思考:自然界中的金屬礦物是如何變成人們使用的金屬產品的呢?二、鋼鐵的冶煉【教師活動】現有如下四種礦物:鐵礦石赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦黃鐵礦主要成分Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2鐵含量70%72%48%47%思考:以上四種礦物中哪些鐵礦石最適宜煉鐵?最適宜煉鐵的兩種礦物是磁鐵礦和赤鐵礦,因為這兩種礦物含鐵量高(質量分數大),且含硫等“有害元素”少,冶煉時產生的污染小。1.實驗室煉鐵步驟:①檢查裝置氣密性;②裝入樣品并固定;③向玻璃管內通入CO氣體;④給氧化鐵加熱;⑤停止加熱;⑥停止通入CO。現象:①玻璃管里紅棕色粉末逐漸變成黑色;②澄清石灰水變渾濁;③點燃尾氣時,產生藍色火焰。化學方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2拓展:先通CO的目的是什么?排出裝置中的空氣,防止加熱時CO與空氣混合發生爆炸。實驗完成后繼續通入CO的目的:防止被還原出的鐵在較高的溫度下重新被氧化。尾氣的處理目的:CO有毒,尾氣中的CO氣體要經過點燃處理或收集備用,防止污染空氣。2.工業煉鐵引導學生觀看教材第18頁煉鐵高爐示意圖,思考:認真聽講,認識常見礦石學生認真觀察實驗,思考問題,明確實驗室煉鐵實驗的現象、步驟、原理、實驗注意事項等學生認真思考,找出一氧化碳和氧化鐵反應的各種情況引導學生分析常見鐵礦石的成分和含鐵量通過實驗室煉鐵,使學生領會冶煉金屬鐵的方法,掌握一氧化碳與氧化鐵反應的現象、原理等知識續表原理:在高溫的條件下,CO奪取鐵礦石中的氧,將鐵還原出來Fe2O3+3CO2Fe+3CO2原料:鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣設備:高爐主要化學反應:C+O2CO2C+CO22COFe2O3+3CO2Fe+3CO2高爐煉得的鐵中含有2%~4.3%的碳,以及少量硫和磷等,因而是鐵的合金——生鐵。生鐵和鋼的區別類別含碳量/%含雜質(硫、磷等)機械性能機械加工生鐵2~4.3多硬而脆可鑄不可鍛鋼0.03~2少硬而韌、有彈性可鑄可鍛三、有關含雜質物質的計算出示例題:2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可煉得含鐵95%的生鐵的質量。師生共同分析,找出解題方法。分析:代入化學方程式計算的數據應是純凈物的質量,純凈物的質量=混合物的質量×純凈物的質量分數。解:設可煉得含鐵95%的生鐵的質量為x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160 112 2000t×80% x×95%160112=x≈1179t答:2000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石,理論上可煉得含鐵95%的生鐵1179t。四、金屬冶煉的方法思考:金屬冶煉的難易程度與金屬活動性順序有何關系?學生閱讀知識視窗,老師講解冶煉金屬的幾種方法。1.熱還原法。如:2CuO+C2Cu+CO2↑CuO+H2Cu+H2O2.電解法。如電解Al2O3制鋁,電解MgCl2制鎂:2Al2O34Al+3O2↑MgCl2Mg+Cl2↑3.熱分解法。如氧化汞加熱分解,可得到汞:2HgO2Hg+O2↑學以致用閱讀,理解鋼的含義。思考鋼、生鐵的不同點分析含雜質計算題的解題思路,正確書寫本題的解答過程學生閱讀教材第20頁,思考金屬冶煉的方法通過此環節,使學生對實際生產中的煉鐵情況加以認識通過生鐵和鋼的對比,認識將生鐵轉化為鋼的必要性通過本題使學生學會含雜質題目的解答方法拓展延伸增加知識面續表課堂小結本課主要學習了鐵的冶煉和含雜質物質的有關化學方程式的計算,將化學原理、計算和生產實際結合,體會化學的應用價值。學完本課需要掌握鐵礦石冶煉鐵的反應原理、化學反應方程式及注意事項,實際生產在計算用料和產量時,應注意雜質問題。板書設計6.3金屬礦物與金屬冶煉一、幾種金屬礦物二、鋼鐵的冶煉Fe2O3+3CO2Fe+3CO2三、有關含雜質物質的計算四、金屬冶煉的方法教學反思本課的知識內容學生較為熟悉,用豐富的素材引導學生感知熟悉學習的對象,從生活經驗出發,引出課題,易激發學生的興趣,在整個教學過程中體現了學生“從生活走向