《金属资源的利用和保护》教案
第一课时
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道一些含常见的金属如铁、铝、铜等的矿物，了解我国矿藏资源；
2．了解从铁矿石中将铁还原出来的原理和方法；
3．能根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行简单的计算。
（二）过程与方法
1．通过收集资料、查阅资料、观察、实验等方法获取信息；
2．能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
（三）情感、态度与价值观
1．让学生体会学习化学的价值，保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲，培
养学生学习化学的兴趣；
2．关注与化学有关的社会问题，树立珍惜资源、爱护环境、合理使用资源的观念。
二、教学重点及难点
（一）教学重点
从常见铁矿石中提炼铁的原理和方法。
（二）教学难点
1．冶炼铁的原理；
2．有关杂质问题的计算。
三、教学过程
【展示】学生出示课外收集到的矿石样品，朗读有关矿石的产地、产量、钢铁厂的名称
等背景资料，课件展示人类最早使用的铁矿石——陨铁等其他矿石样品。
【过渡导入】我们知道，金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。但
是，金属资源不是取之不尽、用之不竭的，所以，就需要我们对其进行合理的利用和有效的
保护。
【板书】金属资源的利用和保护
一、金属资源概况（板书）
【阅读】请学生观看课本有关金属资源的图片。
【讲解】（1）金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中；（2）除少数很不活泼的金属
如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。（3）以化合物形式存在的金属
在自然界中以矿物形式存在，含有矿物的岩石就称为矿石。
【过渡】不同种类的金属在地壳中的含量并不相同。它们在地壳中呈怎样的分布趋势
呢？
不同种类的金属在地壳中的含量
【提问】人类目前普遍使用的金属有哪些？
【回答】铁、铝、铜等。
【追问】这是否和它们在地壳中的含量有一定的关系呢？
【回答】肯定有！因为铝、铁在地壳中的含量是所有金属中最多的。
【疑惑】铜在地壳中的含量约为 0.007%，远小于铁和铝，为什么也普遍使用于我们的
日常生活和工农业生产呢？
【总结】这主要与铜的性质和铜的提炼成本有关。
【追问】那么，在自然界中含铁、铝、铜的矿石主要有哪些呢？它们的主要成分都是什
么呢？
【总结】含铁的矿石：赤铁矿（主要成分是 Fe2O3）、黄铁矿（主要成分是 FeS2）、菱
铁矿（主要成分是 FeCO3）。
含铝的矿石：铝土矿（主要成分是 Al2O3）。
含铜的矿石：黄铜矿（主要成分是 CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是 Cu2S）。
【追问】那你知道我国的金属矿物的分布情况吗？
【阅读】引导学生阅读课本有关内容。
【补充】我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其
中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上也占重要地位。
【过渡】现在，人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨
计的金属，用于工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁。一般把金属矿物变成金
属的过程，就叫做金属的冶炼。那么，炼铁的过程就称之为铁的冶炼。下面，我们就来学习
铁的冶炼。
【板书】二、铁的冶炼
【阅读】引导学生阅读教材，观看我国古代炼铁图。
【介绍】铁的冶炼史。
【讲解】钢的主要成分就是铁。钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上
代表了一个国家工业发展的水平。新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的发展。1996
年，我国的钢产量首次突破 1 亿吨，居世界前列。
【介绍】我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。
【过渡】那么，铁矿石是怎样炼成铁的呢？现以赤铁矿的冶炼为例来学习研究如何实现
铁的冶炼。
【启发】大家已经知道赤铁矿的主要成分为 Fe2O3，那么，Fe2O3 与 Fe 在组成上有什么
差异呢？试想：能用什么方法或试剂冶炼铁呢？
【学生讨论】Fe2O3 与 Fe 在组成上只相差一种元素，即氧元素。要使 Fe2O3 变为 Fe，
关键是使 Fe2O3 失去“O”。可能的方案有：
1．加热使 Fe2O3 发生分解反应。
2．找寻一种物质使其主动夺去 Fe2O3 中的“O”。
【引导】引导学生对以上方案进行评价。
方案 1 中要使 Fe2O3 分解，需要较高的温度；又因为铁在高温下易与空气中的氧气反应，
要使 Fe2O3 分解成功，还须在隔绝空气的条件下进行，这样成本太高。
方案 2 比较切实可行。
【追问】那么，可以选用什么样的物质使 Fe2O3 失去“O ”呢？
【结论】在教师引导下，学生得出：Mg、H2、C、CO 等都符合条件。
【教师总结】事实上，这些物质都可以把 Fe2O3 中的“O”夺走。但考虑到经济效益等
原因，我们一般选用 CO 或 C。
【师】请大家写出 CO 与 Fe2O3 反应的化学方程式。
【板书】冶炼原理：Fe2O3+3CO=====高温
3CO2+2Fe。
【引导】请大家利用自己的智慧，设计一个模拟铁的冶炼过程的化学实验，并最好能验
证其生成产物。
【讨论】教师可引导学生从金属冶炼的一般条件、生成物的证明、尾气的处理等角度进
行考虑。如根据经验，学生可判断出金属冶炼的一般条件是高温；根据以前所学知识，学生
可想到用澄清石灰水验证 CO2；用磁铁验证铁的生成；CO 有毒，尾气应处理等。
【观看】学生带着如下问题，观看 CO 还原 Fe2O3 实验视频。
1．实验中能观察到哪些现象？
2．实验前为什么要先通入 CO？
3．酒精喷灯停止加热后，为什么还要继续通入一段时间的 CO？
4．为什么要进行尾气处理？
5．如何验证是否生成了铁？
【结论】师生共同讨论、分析总结。
1．硬质玻璃管中的红色物质变成了黑色；试管中的澄清石灰水变浑浊。
2．实验前应先通入 CO，目的是把装置内的空气排净，避免可能引起爆炸。
3．反应完成后，须待试管内物质冷却后再停止通 CO，目的是防止在温度较高的情况
下，生成的铁会被进入的空气中的氧气重新氧化。
4．一氧化碳有毒，进入空气中会污染空气，需要进行尾气处理。
5．反应完毕后，把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，并试验它能不能被磁铁吸起，由
此判断反应中是否生成了铁。
【过渡】上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，那么，工业上是如何冶炼铁的呢？
【观看】学生带着如下问题，观看多媒体展示的高炉炼铁过程。
1．工业炼铁的原理。
2．分析原料、产物是否为纯净物。
【结论】师生共同讨论、分析得出结论。
1．炼铁原料：铁矿石和焦炭、石灰石，混合物。
2．炼铁设备：高炉。
3．炼铁原理：Fe2O3+3CO=====高温
3CO2+2Fe。
4．所得产物：生铁，混合物。
【过渡】在冶铁的实际生产过程中，所用的原料或所得的产物一般都含有杂质，那么，
在计算用料和产量时就需要考虑杂质问题。
【板书】三、有关杂质问题的计算
【投影例题】用 1000 t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96%的生铁多
少吨？
【分析】本题是有关化学方程式的计算，但化学方程式表示的是纯物质之间的数量比，
而不表示不纯物质之间的数量关系。因此，在计算时须先进行换算。如果题目给出或要求算
出不纯物质的质量，必须先换算成纯物质的质量，或先计算出纯物质的质量再换算成不纯物
质的质量。
【投影给出正确解法】
解：1 000 吨赤铁矿石中含 Fe2O3 的质量为：
1 000 t×80%＝800 t
设 800 t Fe2O3 可炼出铁的质量为 x。
Fe2O3＋3CO=====高温
2Fe＋3CO2
160 112
800 t x
160 112
800 t x
＝
112 800 t
160
x ＝
＝560 t
生成的生铁的质量为：
560 t÷96%＝583 t
答：用 1000 t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96%的生铁 583 吨。
【课堂练习】见学案。
【对练习中出现的错误进行分析和纠正】
【总结并板书】根据化学方程式进行计算时，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质
量。
【小结】师生共同总结本节课所学内容。
【布置作业】见学案。
四、板书设计
金属资源的利用和保护
一、金属资源概况
二、铁的冶炼
冶炼原理：Fe2O3+3CO=====高温
3CO2+2Fe
三、有关杂质问题的计算
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