九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第8單元金屬和金屬材料課題3金屬資源的利用和保護(hù)課件1綜述

1、課題課題3金屬資源的利用和保護(hù)金屬資源的利用和保護(hù) 第1課時(shí)鐵的冶煉知識(shí)與技能1知道一些常見(jiàn)的金屬(如鐵、鋁、銅)等礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。2會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)反應(yīng)物或生成物中含有的某些雜質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。過(guò)程與方法通過(guò)收集資料、查閱資料、討論交流等具體探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)化學(xué)的價(jià)值；保持和增強(qiáng)對(duì)生活中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。重點(diǎn)了解從常見(jiàn)鐵礦石中提煉鐵的原理。難點(diǎn)冶煉鐵的原理和含雜質(zhì)等不純物的化學(xué)方程式的計(jì)算。多媒體課件：常見(jiàn)礦石的圖片；視頻：我國(guó)的鈦資源、參觀煉鐵廠、一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)。一、新

2、課導(dǎo)入1在日常生活中，經(jīng)常要接觸到與鐵有關(guān)的物品，如鐵門、鐵鍋等。而一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈重工業(yè)，更離不開(kāi)鋼鐵的使用。那么鋼鐵是如何從鐵礦石中冶煉出來(lái)的呢？2金屬材料的使用，標(biāo)志著人類的進(jìn)步和發(fā)展。我國(guó)在商代就煉制了青銅器，春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就會(huì)煉鐵煉鋼。想想，如何把金屬礦石中的金屬冶煉出來(lái)。這節(jié)課我們一起來(lái)了解鐵的冶煉方法。3地球上的金屬?gòu)V泛存在于地殼和浩瀚的海洋中，像金、銀等少數(shù)不活潑的金屬在自然界中以單質(zhì)的形式存在，因此，人們可以“沙里淘金”。其他金屬在自然界以化合物的形式存在，而以化合物形式存在的金屬在自然界又以礦物形式存在。含有礦物的巖石稱為礦石。工業(yè)上是從礦石中提煉金屬的。二、新課教學(xué)板書一

3、、金屬資源的概況1師：欣賞自然界中幾種金屬單質(zhì)和一些礦石圖片，并說(shuō)說(shuō)赤鐵礦和磁鐵礦的主要成分是什么？生：赤鐵礦主要成分：Fe2O3；磁鐵礦主要成分：Fe3O4；黃鐵礦主要成分：FeS2。2請(qǐng)各小組同學(xué)思考：為什么金銀等少數(shù)金屬在自然界存在單質(zhì)，而絕大多數(shù)金屬元素只能以化合物的形式存在？生：金、銀的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被氧化。像鋁、鐵、銅等金屬相對(duì)較活潑，容易被氧化，而以化合物的形式存在。3展示：金屬元素在地殼中的含量金屬鋁鐵鈣鈉鉀鎂含量(%)7.734.753.452.742.472.00分析我國(guó)金屬礦物種類齊全，礦物儲(chǔ)量豐富，其中鎢、鉬、鈦、銻等的儲(chǔ)量居世界前列，銅、鋁、錳等的儲(chǔ)量在世界上

4、占重要地位。雖然我國(guó)礦物種類比較齊全，儲(chǔ)量比較豐富，但由于多種因素的影響，我國(guó)主要礦產(chǎn)品進(jìn)口量呈逐年上升趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源需求增長(zhǎng)加快，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢(shì)日益明顯。如果地質(zhì)勘探無(wú)重大突破，不久的將來(lái)，我國(guó)礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全面短缺的局面。過(guò)渡：煉鐵的過(guò)程稱為鐵的冶煉。板書二、鐵的冶煉【活動(dòng)一】了解將鐵從鐵礦石中還原出來(lái)的原理和方法。師：我國(guó)遼寧鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型鐵礦。那么如何才能煉成鐵呢？現(xiàn)在以赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)為例，介紹如何煉鐵。1【活動(dòng)探究】如何煉鐵？討論：如何將鐵礦石中的Fe2O3轉(zhuǎn)化成鐵單質(zhì)？學(xué)生討論方案一：加熱使Fe2O3發(fā)生分解

5、。方案二：尋找一種物質(zhì)，主動(dòng)使其奪走Fe2O3中的“O”。優(yōu)缺點(diǎn)：方案一，需要較高的溫度，在高溫條件下鐵又易與氧氣反應(yīng)，因此要使分解成功，還必須在非空氣氛圍中進(jìn)行，但這樣成本太高。方案二，比較切合實(shí)際，但大家考慮尋找什么物質(zhì)才能奪走其中的“O”。學(xué)生討論氫氣、炭和一氧化碳等都符合條件。結(jié)論在工業(yè)上，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和安全等因素，一般選用炭或一氧化碳。師：我們也可以把煉鐵的原理呈現(xiàn)給大家。2欣賞實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原鐵的氧化物的裝置。(1)該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理是什么？(用化學(xué)方程式表示)CO在該反應(yīng)中的作用是什么？(2)為什么裝置最后要放一盞點(diǎn)燃的酒精燈？相關(guān)化學(xué)方程式怎么寫？還可以用什么方法代替酒精

6、燈？師：知道了實(shí)驗(yàn)裝置后，那么該實(shí)驗(yàn)怎樣操作呢？3看動(dòng)畫演示，了解CO還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。(小組內(nèi)交流，找出合理答案小組代表?yè)尨鹫故纠蠋燑c(diǎn)評(píng))實(shí)驗(yàn)步驟在硬質(zhì)試管中，放入少量的氧化鐵粉末，先通入一氧化碳，排出管內(nèi)的空氣后，加熱氧化鐵，當(dāng)紅棕色粉末變成黑色時(shí)停止加熱。試管內(nèi)物質(zhì)冷卻后，停止通入一氧化碳。討論(1)將產(chǎn)物通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，說(shuō)明生成了什么氣體。把得到的黑色粉末放在白紙上觀察，該物質(zhì)能被磁鐵吸引，說(shuō)明生成的固體是什么物質(zhì)？請(qǐng)寫出有關(guān)化學(xué)方程式。(2)為什么先通CO然后才能點(diǎn)燈？為什么先熄燈然后才能停止通CO?(3)木炭和一氧化碳有相似之處，具有還原性。能否用木炭還原氧化鐵

7、？寫出化學(xué)方程式。(4)分別寫出一氧化碳還原四氧化三鐵和氧化銅的化學(xué)方程式。(5)為什么要用兩個(gè)酒精燈？(學(xué)生討論)結(jié)論反應(yīng)中生成了二氧化碳和鐵單質(zhì)。先通一氧化碳?xì)怏w，熄滅酒精燈后繼續(xù)通一氧化碳是為了防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化。總結(jié)上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過(guò)程，工業(yè)上鐵的冶煉原理雖然與上述實(shí)驗(yàn)相同，但其規(guī)模、條件、裝置等與此差異很大。把磁鐵礦煉成鐵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。工業(yè)上煉鐵時(shí)，把鐵礦石和焦炭、石灰石一起加入高爐，在高溫下，利用焦炭和氧氣反應(yīng)生成一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)。板書三、有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的化學(xué)計(jì)算過(guò)渡：在實(shí)際生產(chǎn)中，原料的產(chǎn)品往往含有雜質(zhì)，那如何去安排原料投放的多少和估計(jì)產(chǎn)品

8、的多少呢？我們一起來(lái)討論研究“活動(dòng)二”。三、課堂小結(jié)本節(jié)課通過(guò)類比的方法，由實(shí)驗(yàn)室用一氧化碳還原氧化鐵的原理認(rèn)識(shí)和理解了工廠煉鐵原理。通過(guò)學(xué)習(xí)，也初步掌握了有關(guān)雜質(zhì)的計(jì)算。本課題的知識(shí)內(nèi)容學(xué)生較為熟悉，課上我用豐富的素材引導(dǎo)學(xué)生感知學(xué)習(xí)的對(duì)象，從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引出課題，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生以科學(xué)家的身份來(lái)研究金屬礦物的種類、鋼鐵的冶煉。整個(gè)教學(xué)過(guò)程體現(xiàn)了“從生活走向化學(xué)，從化學(xué)走向社會(huì)”的理念。更可貴的是學(xué)生在教學(xué)中充分發(fā)揮了主體作用，自主實(shí)驗(yàn)，自主評(píng)價(jià)，無(wú)疑使他們的自信心更強(qiáng)、學(xué)習(xí)興趣更濃。第2課時(shí)金屬資源的保護(hù)知識(shí)與技能1了解金屬蝕銹的條件，了解防止金屬生銹的簡(jiǎn)單方法。2知道廢棄金

9、屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性。過(guò)程與方法通過(guò)對(duì)鐵生銹條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行探究，學(xué)習(xí)控制實(shí)驗(yàn)條件以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行比較、分析、概括，并得出結(jié)論。情感、態(tài)度與價(jià)值觀樹(shù)立珍惜資源、愛(ài)護(hù)環(huán)境、合理使用資源的觀念。重點(diǎn)了解金屬生銹的條件和金屬資源的保護(hù)方法，激發(fā)學(xué)生的探究欲。難點(diǎn)如何讓學(xué)生學(xué)會(huì)解決生活中金屬蝕銹的問(wèn)題。教師：多媒體課件：防銹的方法(視頻)、鋼鐵的蝕銹和危害(視頻)、水俁病與廢舊電池的回收(視頻)。學(xué)生：在一周前做好的鐵釘生銹探究的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，廢舊電池的污染情況的材料。一、新課導(dǎo)入自然界的金屬資源很豐富，但是金屬腐蝕也是普遍存在的現(xiàn)象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤和機(jī)械性能等方面都將發(fā)生

10、變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染、釀成爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到巨大損失。因此研究金屬腐蝕原理，采取防護(hù)措施，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著十分重大的意義。二、新課教學(xué)展示投影資料資料一：據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%40%。資料二：礦物的儲(chǔ)量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲(chǔ)藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限如下圖所示(不包括今后新探明的礦物儲(chǔ)量、一些國(guó)家的金屬儲(chǔ)備量和金屬的回收利用等)。據(jù)估計(jì)一些礦物可供開(kāi)采的年限金屬礦物鋁鐵銅鋅鉛金錫銀開(kāi)采年限257年195年42年27年26年26

11、年17年16年師：金屬腐蝕可給我們帶來(lái)哪些危害？生1：一、金屬大量腐蝕使冶煉金屬的成本提高；既消耗能源，又浪費(fèi)礦物，還可能產(chǎn)生大量的廢氣，危害人類健康。二、使金屬制品的壽命縮短。生2：作為量器，將影響到其精確度。生3：若高科技領(lǐng)域所用金屬制品銹蝕，如在火箭上，將會(huì)失之毫厘，謬以千里，其帶來(lái)的損失不可估量。生4：金屬制品銹蝕，會(huì)影響其美觀程度。師：金屬資源短缺對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展意味著什么？生：1.金屬資源短缺時(shí)，將會(huì)使好多金屬冶煉廠因缺乏原料而倒閉，工人下崗。2人們?cè)O(shè)計(jì)好的金屬制品將會(huì)因原料短缺而無(wú)法付諸實(shí)踐，即心想事不成。3我們現(xiàn)在的交通工具多是金屬制品。若金屬資源短缺，它們的數(shù)量將急劇減少，從

12、而影響人們的交流和旅行等。4要是沒(méi)有那么多的金屬起導(dǎo)電作用，我們勢(shì)必會(huì)經(jīng)常生活在黑暗中。5金屬資源短缺雖會(huì)影響人類對(duì)金屬制品的使用，但它卻可以促使人們?nèi)ふ腋玫奶娲贰?師鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言，并對(duì)他們的奇思妙想進(jìn)行評(píng)價(jià))師：由大家剛才的討論可知，金屬腐蝕和金屬資源短缺對(duì)人類是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，保護(hù)金屬資源也就成了目前我們所面臨的重大問(wèn)題。板書金屬資源的保護(hù)師：防止金屬腐蝕是我們保護(hù)金屬資源的有力措施。板書1.金屬的腐蝕和防護(hù)師：金屬腐蝕是需要條件的，如要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)物要能相互接觸，生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用等等。只要我們知道了金屬腐蝕的條件，就能知道如何防止金屬制品腐蝕。下面，就

13、讓我們以生活中最常見(jiàn)的鐵制品為例來(lái)探究鐵制品的銹蝕條件及防銹措施。板書(1)鐵制品銹蝕條件的探究投影現(xiàn)有潔凈無(wú)銹的鐵釘、試管、稀硫酸(或醋酸)、食鹽水、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較鐵釘在不同環(huán)境中的銹蝕速度。(注：此實(shí)驗(yàn)在約一周前已給學(xué)生布置)(學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案大約有以下幾種：步驟取幾個(gè)潔凈無(wú)銹的鐵釘，分別放入試管中，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：1在試管1中加入稀硫酸或醋酸浸沒(méi)鐵釘；2在試管2中加入稀硫酸或醋酸浸沒(méi)鐵釘，浸沒(méi)鐵釘后，倒去溶液；3在試管3中加入少量食鹽水，使鐵釘一部分浸在溶液中；4在試管4中加入少量的蒸餾水，使鐵釘一部分浸在水中；

14、5在試管5中注滿迅速冷卻的沸水；6在試管6中注滿迅速冷卻的沸水，再加入植物油；7在試管7中加入少量的干燥劑(生石灰或無(wú)水氯化鈣)，再放一團(tuán)干棉花，塞緊橡皮塞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果鐵釘銹蝕的快慢順序?yàn)?234567。師根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出導(dǎo)致鐵釘銹蝕的因素，并板書：在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能銹蝕。酸和氯化鈉能使鐵在氧氣、水存在的環(huán)境中加速銹蝕。師：鐵制品銹蝕的過(guò)程，實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵銹的過(guò)程。鐵銹的主要成分是Fe2O3xH2O。鋁與氧氣反應(yīng)生成的氧化鋁能起到保護(hù)里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護(hù)里層的鐵呢？生：不能。師：鐵銹是一種疏松多孔的物質(zhì)。具有吸水性，它能讓水分

15、和空氣中的氧氣穿過(guò)它的空隙，不斷向里層滲透，繼續(xù)跟鐵反應(yīng)，直至鐵被完全銹蝕。故鐵銹反而能加速里層鐵的生銹。為什么方案5中的鐵釘比方案4中的鐵釘銹得慢呢？生：因?yàn)橹蠓羞^(guò)的蒸餾水中氧氣極少。師：了解了鐵制品銹蝕的條件，我們應(yīng)該采取什么措施來(lái)防止鐵制品的生銹呢？板書(2)鐵制品的防護(hù)措施生1：鐵制品放置時(shí)要遠(yuǎn)離酸性環(huán)境，盡量放置在干燥的環(huán)境中。生2：給鐵制品外面穿一層“保護(hù)衣”，如：可涂上隔絕空氣的油脂、油漆、鍍上一層耐腐蝕的其他金屬、高溫灼燒金屬、進(jìn)行“烤藍(lán)”處理等等。生3：一發(fā)現(xiàn)鐵制品有銹蝕，就馬上處理，以防止其繼續(xù)蔓延。師生總結(jié)歸納，并板書把鐵制品放在非酸性的干燥環(huán)境中。為其穿一層耐腐蝕的外衣

16、。師：自行車的構(gòu)件如支架、鏈條、鋼圈等，分別采取了什么防銹措施？生：刷漆、涂油脂、鍍其他金屬等。師：上面我們討論了鐵制品的腐蝕和防護(hù)。對(duì)于金屬資源，除了采取防止金屬腐蝕的措施外，還可以通過(guò)什么途徑來(lái)使金屬資源得到保護(hù)呢？板書2.金屬資源的保護(hù)師：廢品收購(gòu)站為什么要收購(gòu)廢鐵、廢銅和易拉罐等金屬？生：回收它們是為了對(duì)它們進(jìn)行再利用。師：很正確！金屬的回收和利用是保護(hù)金屬資源的又一有效途徑。廢棄金屬的回收有什么意義？生：(1)可節(jié)約金屬資源。(2)由于金屬冶煉需在高溫下進(jìn)行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源。(3)降低金屬制品的生產(chǎn)成本，可方便人們得到物美價(jià)廉的金屬制品。(4)可減少重金屬對(duì)水體和土壤

17、的污染。師：據(jù)估算，回收一個(gè)鋁制飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐要便宜20%，1 t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1 t鋼，跟用鐵礦石冶煉相比，能節(jié)約11 t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11 kg，可見(jiàn)回收利用廢金屬，具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金屬得到了回收和利用。你還知道保護(hù)金屬資源的其他途徑嗎？生：合理開(kāi)采礦物，可避免亂采礦所引起的金屬資源的浪費(fèi)；尋找金屬的代用品也可使金屬資源得到保護(hù)；進(jìn)一步研究金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使各種金屬都能最大限度地得以運(yùn)用師總結(jié)并板書(1)防止金屬腐蝕(2)回收和利用廢舊金屬(3)合理開(kāi)采礦物(4)尋找金屬代用品(5)物盡其用三、課堂

18、小結(jié)本節(jié)課我們主要探究了鐵制品的腐蝕和防護(hù)，同時(shí)討論了金屬資源的保護(hù)問(wèn)題。金屬資源不可再生，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的金屬資源呈日益短缺之勢(shì)，因此保護(hù)金屬資源，人人有責(zé)。希望大家能從身邊做起，從自己做起，也希望大家能好好學(xué)習(xí)，能在將來(lái)利用你的智慧找出更多的金屬代用品，從而使我們的未來(lái)不再為金屬資源的匱乏而發(fā)愁。第2課時(shí)金屬資源的保護(hù)1金屬的腐蝕和防護(hù)(1)鐵制品銹蝕條件的探究在水、氧氣同時(shí)存在的環(huán)境中鐵能銹蝕。酸和氯化鈉能使鐵在氧氣、水存在的環(huán)境中加速銹蝕(2)鐵制品的防護(hù)措施把鐵制品放在非酸性的干燥的環(huán)境中為其穿一層耐腐蝕的外衣2金屬資源的保護(hù)(1)防止金屬腐蝕(2)回收和利用廢舊金屬(3)合理開(kāi)采礦物(4)尋找金屬代用品(5)物