課例設(shè)計(jì) 第八章金屬和金屬材料

1、課例設(shè)計(jì) 第八章 金屬和金屬材料義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 初中三年級(jí)下冊(cè)（胡美玲主編，人民教育出版社，2006年） 指導(dǎo)教師 徐建飛1教學(xué)設(shè)計(jì)思路：本課題涉及的金屬方面內(nèi)容非常廣泛，從中國金屬資源概況到金屬冶煉，最后還有含雜質(zhì)金屬冶煉的計(jì)算以及金屬資源的保護(hù)等，內(nèi)容繁多且實(shí)驗(yàn)少，應(yīng)從身邊有趣的事例以及歷史事件著手，在引起同學(xué)興趣的同時(shí)還可拓寬知識(shí)面、2教學(xué)目標(biāo) 2.1知識(shí)目標(biāo)：1.了解地球上各種礦物及其存在形式，知道從鐵礦石中冶煉鐵的原理及方法。 2.了解金屬腐蝕的條件以及防止金屬腐蝕的簡單方法。 3.知道如何保護(hù)金屬資源的四種方法。 2.2能力目標(biāo)：1.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算含雜質(zhì)的反應(yīng)物或

2、生成物的相關(guān)題目。 2.學(xué)會(huì)將課本知識(shí)與實(shí)際的生活現(xiàn)象相聯(lián)系，提高動(dòng)手能力及解決問題的能力。2.3德育目標(biāo)：1.增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生活及自然的化學(xué)現(xiàn)象的好奇心，提高對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。2.樹立珍惜地球資源及愛護(hù)環(huán)境的觀念。3.關(guān)注有關(guān)化學(xué)的歷史事件，社會(huì)現(xiàn)象。3教學(xué)重點(diǎn)：1.鐵的冶煉。2.有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算。3.金屬腐蝕的條件以及金屬資源的保護(hù)。4.知道如何合理利用金屬資源。4教學(xué)難點(diǎn)：1.有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算。2.金屬的腐蝕條件以及金屬資源保護(hù)的簡單。5教學(xué)方法 收集材料，聯(lián)系實(shí)際，實(shí)驗(yàn)探究，討論交流，得出結(jié)論，應(yīng)用計(jì)算，聯(lián)系實(shí)際，發(fā)揮想象，提高興趣 6教學(xué)準(zhǔn)備 赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、

3、鋁土礦、黃銅礦、輝銅礦7教學(xué)過程課題三 金屬資源的利用與保護(hù)第一課時(shí) 煉鐵原理 雜質(zhì)計(jì)算 講解：地球上有許多金屬資源，不僅是在陸地上有在海洋中也有。有學(xué)者統(tǒng)計(jì)了一下，海洋中所儲(chǔ)的各種礦物約有500億噸。如果把這些礦物鋪在地球表面，大約厚200米，如果裝在火車上，火車的長度可以從地球到太陽。比如說19世紀(jì)有個(gè)淘金熱，怎么回事呢？是有人發(fā)現(xiàn)美國太平洋沿岸有一個(gè)巨大的金礦，因此很多人離開家園去淘金。據(jù)估計(jì)，在那里淘金一天平均收入是2000美元，天上掉餡餅了對(duì)吧？這金為什么能直接淘出來？說明他是以什么形式存在于自然界的？學(xué)生回答：單質(zhì)。提問：但是我們?cè)诮饘俚幕瘜W(xué)性質(zhì)那一課題學(xué)過，大多數(shù)金屬是很活潑的，

4、比如鈉、鎂他們?cè)谧匀唤缍际且曰衔锏男问酱嬖谟谧匀唤?。大家看一下課本圖8-15、8-16，為什么金銀就能與其他金屬不同，以單質(zhì)的形式存在于自然界呢？學(xué)生回答或教師回答：是因?yàn)椤罢娼鸩慌禄馃挕?，說明金在高溫的情況下都不被氧化，更何況是在自然界中的常溫常壓。提問：除了不容易被氧化，還有說明原因使得金這么昂貴呢？大家請(qǐng)看一下課本第15頁的資料，金元素在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？同學(xué)回答：0.0000005%講解：對(duì)，0.0000005%，很小對(duì)吧？物以稀為貴，所以金就比較昂貴了。再看一下，在地殼中含量最多的金屬是什么？同學(xué)回答：鋁。講解：是的，在地殼中含量最多的元素是鋁，他在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)7.7

5、3%，是一個(gè)很大的數(shù)目，通俗一點(diǎn)說就是100斤的土里有7.73斤的鋁，當(dāng)然這是一個(gè)平均值，接下來到鐵4.75%,鈣3.45%。那么這些金屬元素在地殼中得得含量那么多，他們是不是以單質(zhì)形式存在的？學(xué)生回答：不是！提問：好的，那么，他們是以什么形式存在的呢？同學(xué)回答：化合物。講解:對(duì)，也就是礦物。我們就把這類能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。板書：一、礦石的概念：用來提煉金屬的礦物叫做礦石。講解：看圖8-17常見的礦石，這里有幾個(gè)圖，分別是赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、鋁土礦、黃銅礦、輝銅礦。在這里我們就只在課堂上展示赤鐵礦、鋁土礦、黃銅礦，還有幾種礦石油興趣的同學(xué)下課可以到我這里觀看。教師活動(dòng)：走下講臺(tái)分

6、別向同學(xué)們展示與簡單介紹赤鐵礦、鋁土礦與黃銅礦。提問：同學(xué)們看課本上列舉了這么多種礦物，說明地球上的礦物種類怎么樣？學(xué)生回答：很豐富！提問：那我國的礦物種類呢？多不多呢？學(xué)生回答：多！講解：對(duì)，我國的礦物種類也很齊全。大家看16頁第一段，我國的礦物種類不僅齊全并且儲(chǔ)量怎么樣？學(xué)生回答:豐富。講解:對(duì)，而且其中以鎢、銅、鈦、銻等儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳儲(chǔ)量在世界上占主要地位。提問：既然這些金屬礦物儲(chǔ)量這么豐富，那么我們是不是開采出來就能用了？學(xué)生回答：不能！講解:是的，不能。大家看一下課本17頁的圖8-18.我國從春秋戰(zhàn)國時(shí)期，就開始生產(chǎn)和使用鐵器。知道現(xiàn)在，鐵的使用就更為廣泛和重要了。在金屬

7、材料那一課時(shí)我們了解了鋼市含C量為0.03%2%的鐵而生鐵是含C量2%4.3%的鐵。這些我們常用的金屬材料是不是本來就存在于自然界了？學(xué)生回答:不是！講解：對(duì)，這些金屬材料是要經(jīng)過冶煉之后再經(jīng)過一系列的加工材能為我們所用。由此，我們可以知道，冶煉的重要地位。下面，我們以鐵為例，給大家講一下鐵礦石如何冶煉成鐵的。討論：如何將赤鐵礦還原成鐵呢？我們學(xué)過兩種方法：1。是加熱使Fe2O3分解，需較高溫度，并且Fe易與氧氣反應(yīng)，所以需要在什么樣的一個(gè)環(huán)境下進(jìn)行？同學(xué)回答：在沒有氧氣的環(huán)境下進(jìn)行。講解：對(duì)，空氣中是不是含有氧氣？所以我們要在一種沒有空氣的氛圍下進(jìn)行。討論：第2種方案：就是用一種物質(zhì)奪取氧化

8、鐵中的“氧”，用什么物質(zhì)來奪取呢？同學(xué)回答：用碳、氫氣、一氧化碳都可以！講解：他們都是還原劑，所以有奪取“氧”的功能。提問:剛才我們討論的兩種方法，兩種都能使得氧化鐵還原成鐵，那么，究竟用哪一種呢？同學(xué)回答：第二種！講解：回答正確！用第二種，因?yàn)榧訜岱纸庋趸F，需要的溫度很高，而且還要在非空氣的條件下，條件怎么樣？是不是很要求很高？同學(xué)回答：是！講解：所以，我們用消耗成本低一些的方法，就是用還原劑還原氧化鐵的方法。在這里我們考慮到經(jīng)濟(jì)效益的原因，所以選用一氧化碳做還原劑。接下來我給大家講解實(shí)驗(yàn)室模擬冶煉鐵實(shí)驗(yàn)。板書：二、鐵的冶煉提問：剛才我們說的鐵的冶煉他的原理是什么？同學(xué)回答：用一氧化碳還原

9、氧化鐵。板書：原理：教師活動(dòng)：一步步邊簡單的畫實(shí)驗(yàn)圖邊講解。圖畫在副板。板書：講解：首先通入一氧化碳，我們說了一氧化碳的作用是什么？同學(xué)回答：還原氧化鐵。 講解：對(duì)，并且一氧化碳是無色無味的氣體。好，接下來一氧化碳通入到以個(gè)試管里，并且下面還有個(gè)類似酒精燈的東西，我們把他叫做酒精噴燈。這個(gè)酒精噴燈加熱的溫度比酒精燈高很多。那么，是加熱什么東西呢？這試管在通入一氧化碳前有什么物質(zhì)在里面？同學(xué)回答加教師補(bǔ)充：有氧化鐵，還有空氣。講解：我們知道空氣中是含有氧氣的吧？所以我問大家一個(gè)問題，在實(shí)驗(yàn)前究竟是先點(diǎn)火加熱還是先通一氧化碳？自問自答：應(yīng)該先通一氧化碳，。因?yàn)?，先加熱，這試管里被還原了的氧化鐵是不

10、是又會(huì)跟空氣里的氧氣反應(yīng)生成氧化鐵。所以，我們要先通一氧化碳，趕走試管里的氧氣，使得被還原的氧化鐵不會(huì)被氧化。提問：接著我們把生成的氣體通入澄清石灰水，這里加一個(gè)澄清石灰水他的作用是什么？同學(xué)回答：澄清石灰水會(huì)與反應(yīng)生成的二氧化碳反應(yīng)。講解：對(duì)，最后還有一步，這里又有個(gè)酒精燈，我們可以看到他的火焰是藍(lán)色的。那么，他的作用是什么？同學(xué)回答或自問自答：燃燒一氧化碳以免污染大氣，我們?cè)诨瘜W(xué)上吧這一步叫做尾氣處理。提問：那么反應(yīng)完成，我們是應(yīng)該先滅酒精噴燈還是先停止通一氧化碳？自問自答：應(yīng)該先滅酒精噴燈，因?yàn)閯偛乓舱f過了，在高溫下已經(jīng)還原了的鐵在加熱時(shí)易與空氣中氧氣反應(yīng)生成氧化鐵，所以我們要先滅酒精噴

11、燈知道被還原的鐵冷卻了再停止通一氧化碳。提問：實(shí)驗(yàn)完成后，我們?cè)趺打?yàn)證反應(yīng)得到的是鐵呢？同學(xué)回答或自問自答：用磁鐵，能吸氣鐵的是磁鐵。講解：好的，剛才我們說的是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過程。工業(yè)上鐵的冶煉原理跟課本圖8-20的實(shí)驗(yàn)原理相同，但是規(guī)模比較大，條件、裝置也不一樣。大家看一下課本圖8-21.工業(yè)上冶煉鐵所用的設(shè)備是什么？同學(xué)回答：高爐。板書：設(shè)備：高爐提問：那原料呢？同學(xué)回答:鐵礦石、焦炭、石灰石。板書：原料：鐵礦石、焦炭、石灰石提問：怎么沒有一氧化碳在原料中呢？自問自答：因?yàn)樘荚谘鯕庵胁煌耆紵梢谎趸?。板書?C+O22CO(不完全燃燒)講解：碳在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳，但是二

12、氧化碳會(huì)與碳反應(yīng)生成一氧化碳。所以，這兩個(gè)反應(yīng)最終都是生成一氧化碳。板書：C+O2CO2(完全燃燒) CO2+O2=CO提問：還有這個(gè)石灰石怎么在原料里，他有什么作用呢？看一下課本17頁下面的小字。同學(xué)回答：石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅裝化成爐渣。講解：我們知道石頭的主要成分是二氧化硅，所以礦石中也會(huì)含有二氧化硅。我們把二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣是因?yàn)樗皇俏覀兯奈镔|(zhì)，所以他在這里是一種雜質(zhì)。平時(shí)我們做計(jì)算題所遇到的都是純凈物，在這里，鐵礦石都是含有一定量的雜質(zhì)的。那么在含有雜質(zhì)的情況下我們?nèi)绾斡?jì)算用料與產(chǎn)量呢？下面我們一起來計(jì)算。板書：三、有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中有關(guān)雜質(zhì)問題的計(jì)算講解：以前

13、我們學(xué)過的計(jì)算方法首先第一步是什么？同學(xué)回答：設(shè)未知量。講解：對(duì)，以前我們所遇到的計(jì)算題詩先設(shè)未知量。并且我們所設(shè)的未知量應(yīng)該是純凈物還是混合物的？在這一題，純凈物是氧化鐵，混合物是鐵礦石。同學(xué)回答：設(shè)的是純凈物的質(zhì)量為未知量。講解：是在這題我們并不知道純凈物氧化鐵的質(zhì)量，所以我們要先求純凈物氧化鐵的質(zhì)量。所以，第一步首先解：1000t赤鐵礦石含氧化鐵的質(zhì)量為。板書：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為講解:在這里，我們已知混合物的質(zhì)量，怎么求純凈物的呢？題目是說1000t赤鐵礦石含氧化鐵80%，說明其余的20%是雜質(zhì)對(duì)吧？我們的反應(yīng)不需要。所以，如果要求反應(yīng)物氧化鐵的質(zhì)量，應(yīng)該怎么樣？同

14、學(xué)回答：1000t乘以80%講解：回答正確，1000t是混合物的質(zhì)量，80%是純凈物的質(zhì)量百分比，我們用混合物的質(zhì)量乘以純凈物的質(zhì)量百分比就等于純凈物的質(zhì)量。板書：純凈物的質(zhì)量=混合物的質(zhì)量*純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)講解：純凈物氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80%，那么剩下的20%是什么？同學(xué)回答：是雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。提問：那么雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加上純凈物的質(zhì)量分時(shí)等于多少？同學(xué)回答或自問自答：等于1！講解：所以，如果我們不知道純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)但知道雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，那怎么求解呢？同學(xué)回答加教師補(bǔ)充：1-雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。板書：純凈物的質(zhì)量=混合物的質(zhì)量*（1-雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）講解：所以在這題我們?cè)趺辞笱趸F的質(zhì)量？板書：1

15、000t*80%=800t講解：接下來，我們就可以設(shè)未知量了。設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。板書：設(shè)：800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為x。講解：我們學(xué)過的，設(shè)了未知量以后接下來到什么？同學(xué)回答：列相關(guān)的化學(xué)方程式。板書：提問：接下來到哪一步？寫出未知量、已知量還有相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量對(duì)吧？板書：160 2*56 800t X提問：然后呢？到哪一步？同學(xué)回答：列方程求解.板書：講解：我們求得的這個(gè)是純凈的鐵的質(zhì)量對(duì)吧？但是題目要我們求的是混合物的質(zhì)量，所以，根據(jù)剛才我寫的式子，怎么算？同學(xué)回答：純凈物的質(zhì)量除以純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。板書：講解：最后，答：1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為583t。課堂小結(jié)：本節(jié)課我們認(rèn)識(shí)了各種礦石以及他們的存在形式。并且還介紹了我國的金屬資源概況還有金屬冶煉的歷史。最后我們還