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-(新版)新人教版

課題3金屬資源的利用和保護(hù)1精品課件第1課時(shí)鐵的冶煉2精品課件教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1．知道一些常見的金屬(如鐵、鋁、銅)等礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。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。過程與方法通過收集資料、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。3精品課件重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)了解從常見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。4精品課件教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件：常見礦石的圖片；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)。5精品課件教學(xué)進(jìn)程一、新課導(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)，更離不開鋼鐵的使用。那么鋼鐵是如何從鐵礦石中冶煉出來的呢？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。這節(jié)課我們一起來了解鐵的冶煉方法。3．地球上的金屬廣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。6精品課件教學(xué)進(jìn)程二、新課教學(xué)[板書]一、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，并說說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。7精品課件教學(xué)進(jìn)程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)勘探無重大突破，不久的將來，我國(guó)礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全面短缺的局面。過渡：煉鐵的過程稱為鐵的冶煉。8精品課件教學(xué)進(jìn)程[板書]二、鐵的冶煉【活動(dòng)一】了解將鐵從鐵礦石中還原出來的原理和方法。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]9精品課件教學(xué)進(jìn)程方案一：加熱使Fe2O3發(fā)生分解。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。10精品課件教學(xué)進(jìn)程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燈？師：知道了實(shí)驗(yàn)裝置后，那么該實(shí)驗(yàn)怎樣操作呢？11精品課件教學(xué)進(jìn)程3．看動(dòng)畫演示，了解CO還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)過程。(小組內(nèi)交流，找出合理答案→小組代表搶答展示→老師點(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。12精品課件教學(xué)進(jìn)程(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？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。13精品課件教學(xué)進(jìn)程[總結(jié)]上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過程，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。14精品課件教學(xué)進(jìn)程[板書]三、有關(guān)雜質(zhì)問題的化學(xué)計(jì)算過渡：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)品的多少呢？我們一起來討論研究“活動(dòng)二”。15精品課件教學(xué)進(jìn)程16精品課件教學(xué)進(jìn)程17精品課件教學(xué)進(jìn)程三、課堂小結(jié)本節(jié)課通過類比的方法，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。通過學(xué)習(xí)，也初步掌握了有關(guān)雜質(zhì)的計(jì)算。18精品課件板書設(shè)計(jì)19精品課件教學(xué)反思本課題的知識(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)家的身份來研究金屬礦物的種類、鋼鐵的冶煉。整個(gè)教學(xué)過程體現(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)，無疑使他們的自信心更強(qiáng)、學(xué)習(xí)興趣更濃。20精品課件第2課時(shí)金屬資源的保護(hù)21精品課件教學(xué)目標(biāo)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．知道廢棄金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性。過程與方法通過對(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)值觀樹立珍惜資源、愛護(hù)環(huán)境、合理使用資源的觀念。22精品課件重點(diǎn)難點(diǎn)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題。23精品課件教學(xué)準(zhǔn)備教師：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。24精品課件教學(xué)進(jìn)程一、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。25精品課件教學(xué)進(jìn)程二、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)一些礦物可供開采的年限金屬礦物鋁鐵銅鋅鉛金錫銀開采年限257年195年42年27年26年26年17年16年26精品課件師：金屬腐蝕可給我們帶來哪些危害？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，其帶來的損失不可估量。生4：金屬制品銹蝕，會(huì)影響其美觀程度。教學(xué)進(jìn)程27精品課件教學(xué)進(jìn)程師：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，從而影響人們的交流和旅行等。4．要是沒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))28精品課件教學(xué)進(jìn)程師：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，就讓我們以生活中最常見的鐵制品為例來探究鐵制品的銹蝕條件及防銹措施。29精品課件[板書](1)鐵制品銹蝕條件的探究[投影]現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、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：教學(xué)進(jìn)程30精品課件[步驟]取幾個(gè)潔凈無銹的鐵釘，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鐵釘；2．在試管2中加入稀硫酸或醋酸浸沒鐵釘，浸沒鐵釘后，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；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)?>2>3>4>5>6>7。教學(xué)進(jìn)程31精品課件師根據(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)生成鐵銹的過程。鐵銹的主要成分是Fe2O3·xH2O。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。教學(xué)進(jìn)程32精品課件師：鐵銹是一種疏松多孔的物質(zhì)。具有吸水性，它能讓水分和空氣中的氧氣穿過它的空隙，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^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)該采取什么措施來防止鐵制品的生銹呢？教學(xué)進(jìn)程33精品課件[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?！璠師生總結(jié)歸納，并板書]①把鐵制品放在非酸性的干燥環(huán)境中。②為其穿一層耐腐蝕的外衣。教學(xué)進(jìn)程34精品課件師：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，還可以通過什么途徑來使金屬資源得到保護(hù)呢？教學(xué)進(jìn)程35精品課件[板書]2.金屬資源的保護(hù)師：廢品收購站為什么要收購廢鐵、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)水體和土壤的污染。教學(xué)進(jìn)程36精品課件師：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%，1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近1t鋼，跟用鐵礦石冶煉相比，能節(jié)約11t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11kg，可見回收利用廢金屬，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……教學(xué)進(jìn)程37精品課件[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)合理開采礦物(4)尋找金屬代用品(5)物盡其用教學(xué)進(jìn)程38精品課件三、課堂小結(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