鲁教版九年级下册第一节 常见的金属材料教学设计

教学流程

教师活动

学生活动

设计意图

创设情境

引入课题

【故事引入】1912年,英国斯科特探险队的船只,在去南极的途中,天气十分寒冷,可是用于取暖的煤油却漏光了,以致探险队员全部冻死在南极冰原。原来装煤油的铁桶是用锡焊接的,而锡却莫名其妙化为了灰尘。1867年冬天,俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖,一夜之间不翼而飞,留下了泥土一样的灰色粉末。

学生聆听、欣赏、感受。

采撷短小、精致的历史故事,激发学生的学习热情和学习兴趣。

【提出问题】听了上面的小故事,你能猜出产生事故的原因吗?

【媒体链接】原来是因为白锡怕冷,在温度低于-18摄氏度时,体积就会骤然膨胀,原子间空隙加大。如果温度下降到-33摄氏度,这种变化就像传染病一样迅速蔓延。这种现象人们称为“锡疫”,使整块的锡很快变成粉末。上述情况的出现,就是因为气候寒冷造成的。

【提出问题】在日常生活中,你碰到过因为不恰当使用金属而导致的类似事件吗?

学生猜想:可能是因为金属锡在较低温度下容易挥发或者是因为金属锡在较低温度下像水一样流入地下不见了。

学生聆听、思考。

学生交流与小结,在日常生活中,我们要在了解金属物理性质的基础上合理应用金属。例如:不能用铜丝来做保险丝,不要买劣质的起子做工具,不要买容易脆断的金属眼镜架等。

让学生感受生活中处处有化学!

探究新知

一、金属的物理性质

【活动天地】列举出一些常见或常用的金属制品,想一想各是用什么金属制成的?分别应用了金属的哪些性质?你认为金属有哪些共性?

【媒体链接】金属的物理性质和用途。

【提出新问题】不同的金属的性质是否相同?阅读教材P54、P55内容,同时完成“在线测试”的内容。

【知识共享】在日常生活中,你见到过哪些金属材料?你能说出它们的用途吗?反过来,通过它们的用途,你能推测出它的相关物理性质吗?有兴趣的同学,请你走上讲台,为我们做一次精彩的演说!

学生分组讨论、交流,各组派代表回答上述问题。

学生阅读、思考、讨论,完成在线测试。

学生交流、归纳:金属的物理性质决定它的相关用途,而由用途可以大致推测出它的物理性质。

即:性质决定用途,用途反映性质。

在充分铺垫的基础上,激发学生自主学习金属的物理性质的兴趣。

培养学生的小组合作意识。

给见多识广的学生一个自我展示的机会,使其他同学分享观点并充实自我。

使学生对金属的物理性质形成一个完整的知识体系。

二、合金

【提出问题】日常生活中我们使用的金属制品是纯金属制成的吗?究竟什么是合金?为什么要生产合金?

【提出问题】纯金属与合金的性质是否相同?

【实验探究】合金材料与纯金属材料在物理性质上的差异性:小组协商选择你认为有价值的合金材料与纯金属材料,自己确定研究方案,从光泽、颜色、硬度、熔点等多角度进行比较。

【议一议】你知道合金材料有哪些优良的物理性能?

【点拨归纳】金属在熔合了其他金属或非金属后,不仅组成发生变化,其内部结构也发生了变化,从而引起性质的变化。

【媒体链接】展示各种新型合金材料。

【过渡】在众多的金属材料中,使用最多的是铁的合金——生铁和钢,钢铁工业的发展是一个国家工业水平的重要标志。

三、金属矿物及其冶炼

1.铁在自然界的分布及铁矿石的种类

【阅读自学】铁在自然界的分布:(阅读课本P58上半部分,完成下列问题):自然界的铁都是以______的形式存在于各种矿石中,常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分是______)、磁铁矿(主要成分是______)、菱铁矿(主要成分是______)、黄铁矿(主要成分是_______)等。 

学生阅读、回答、总结,得出合金的定义。

学生自主学习课本“多识一点”。

学生自主学习,教师巡视,检查学生的自学情况。

指导学生阅读的方法,提高阅读能力,提高学生的知识迁移应用能力并注重知识的学以致用。

变讲台为师生共同拥有的活动舞台,激发学生的学习动力。

了解合金的概念,引入一个新问题的探究。

通过开放性的实验探究的设计,培养学生实验动手能力,让学生体验探究的整个过程,同时培养学生的科学精神及合作意识。

使学生树立“结构决定性质,性质决定用途”的化学观念。

使学生开阔眼界,了解科学发展的最新动态,激发学生学习化学的兴趣。

帮助学生联系生产生活实际进行识记。

【点拨归纳】

1.自然界中的铁均以化合物形式存在于铁矿石中。

2.铁矿石的种类:赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿。

【过渡启发】铁矿石是怎样炼成铁的呢?

2.炼铁原理

【提出问题】现以赤铁矿的主要成分Fe2O3为例,来学习研究如何实现铁的冶炼。请同学们比较Fe2O3与Fe的组成差异,设想用什么方法或试剂去完成铁的冶炼。

【评价分析】

【方案1】

要使Fe2O3分解,需较高的温度;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,还须在非空气氛围中进行,这样成本太高。

【方案2】

比较切实可行。但选用什么样的物质才能使Fe2O3失去“O”呢?

考虑到经济效益等各方面的原因,我们一般选用CO在高温的条件下夺取Fe2O3中的氧。你能否写出反应的方程式?

【教师引导】

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。

【点拨】实验注意事项。

【视频演示】实验室模拟炼铁的原理。

师生共同归纳总结。

学生讨论、交流,Fe2O3与Fe在组成上只相差一种元素,即氧元素。要使Fe2O3变为铁,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.寻找一种物质使其主动夺去Fe2O3中的“O”。

师生共同分析、评价方案的优劣。从原理、环境保护、操作简单、安全、节能、设备、廉价等方面入手,明确评价题目的考虑范畴;思路要清晰。

学生依据质量守恒定律写出反应方程式并配平:

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。

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,学生可想象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。

引导学生学会用质量守恒定律解释和理解化学问题。运用宏观与微观结合的学科特征思维看问题。

培养自我反思的能力和共享合作意识。

利用多媒体形象直观地帮助学生了解炼铁的原理,步步深入,突出重点,突破难点。

【随堂练习1】

(1)实验步骤:组装好仪器后,首先检查装置的__________,然后在玻璃管中装入红色氧化铁粉末。实验开始,先________,同时点燃________处酒精灯,再点燃给________加热的酒精灯。当红色粉末变为黑色后,先________,继续通一氧化碳到________,最后________。 

(2)实验现象:________。 

(3)实验结论:澄清石灰水变浑浊说明生成了________,另一种生成物是________,你打算如何验证你的推测________。 

(4)一氧化碳与氧化铁反应的方程式为________。 

【交流反思】Fe2O3与CO分别发生了什么反应?

【归纳总结】

还原反应:失去氧的反应。

氧化反应:得到氧的反应。

【媒体演示】

投影工业生产中炼铁的录像。

【随堂练习2】

炼铁的原料为________、________、________,其中焦炭的作用为________, ________。用磁铁矿、赤铁矿炼铁的化学方程式分别为____________、____________。 

【过渡】在炼铁的实际生产过程中,所用的原料或产物一般都含有杂质,故在计算用料和产量时就不可能不考虑杂质问题。

3.有关杂质问题的计算

【投影例题】1 000 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?

学生进一步思考,分组讨论交流,各组派代表回答问题。

学生分别完成,相互核对检查。

独立思考后交流讨论。

独立思考,完成练习。

帮助学生联系知识进行原理分析。

帮助学生初步构建氧化反应与还原反应的概念与认识。

让学生在“做”中体会数据处理方法的重要意义,完善认识,培养细致严谨的科学品质。

盘点收获

通过本节课的研究学习,学到了哪些关于金属材料的知识?有什么全新的体验?还有哪些疑惑不解的地方?请同学们说说。

学生归纳、交流。

对照目标进行有的放矢的知识建构,有效促进内化,形成结构性知识。

布置作业

完成教材“挑战自我”第1、2题。

学生课后完成。

巩固课堂所学知识,提升学生的学习能力。

板书设计

第九单元　金　　属

第一节　常见的金属材料

一、金属的物理性质

1.金属的物理性质:金属都具有特殊的金属光泽,都有良好的导热性、导电性和延展性。

2.金属的用途:物质的用途由性质决定。

二、合金

1.常见的合金:青铜、黄铜、硬铝、不锈钢等。

2.合金的性质

实验探究:金属与合金性质的比较。

实验结论:合金的性质与金属相比存在较大差异。

原因:组成变化、内部组织结构改变→性质变化。

3.合金的用途

三、炼铁的原理

1.铁矿石的种类:赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿。

2.炼铁的原理:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

还原反应:失去氧的反应。

氧化反应:得到氧的反应。

3.有关杂质问题的计算。