初中化学人教版九年级下册课题 3 金属资源的利用和保护第1课时教学设计

课题8.3  金属资源的利用和保护（第1课时）

【学习目标】

1.了解一些常见的铁.铜.铝等矿石。

2.认识工业炼铁.炼钢的方法。 

3.初步学会含杂质物质的有关化学反应计算。

【课前准备】

1、一氧化碳具有         ，可燃性气体点燃前一定要              ，纯净的一氧化碳在空气里燃烧，发出           ，并生成能使澄清的石灰水          的气体。反应的化学方程式                 。使澄清的石灰水变浑浊的原因                     （用化学方程式答题）。

2、一氧化碳跟血液中的          的结合能力比氧气强，使人体缺少      而窒息，甚至死亡。

3、一氧化碳应用：冶金工业，例如一氧化碳还原氧化铁：现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变    。化学方程式                       。

【新课学习】

一、导入新课

了解古代、现代冶炼发展，人类生活离不开金属，导入新课。

二、自主学习、合作探究

任务一：常见矿石及主要成分

阅读课本，完成学案。

1、地球上的金属除少数很不活泼的金属如金、银等有    形式存在外，其余都以      形式存在。

2、赤铁矿(       )、磁铁矿(     4)、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（主要成分是    ）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。

任务二：一氧化碳还原氧化铁

仔细阅读课本（或观看实验视频），完成学案。

1、仪器：铁架台、硬质玻璃管、橡皮塞、        、试管、          、导气管。

2、药品：氧化铁粉末、           、澄清的石灰水。

3、装置：。

4、步骤：①检查         ；②装入样品并固定；③向玻璃管内通入    气体；④给氧化铁    ；⑤停止    ；⑥停止通入    。

5、原理：                                    。

6、现象(及方程式的解释)：

①玻璃管里红色粉末             ；                           。

②澄清石灰水         ；                                    。

③点燃尾气时，产生            。                      。

7、讨论：

（1）酒精灯的作用？你能否想到一个更好的处理方法？                         。尾气管出口通至酒精喷灯火焰处。

（2）先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？

先通后点的原因是                                                         。

（3）先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？

防止被还原出的铁                                    。

任务三：炼铁高炉

仔细阅读课本，完成学案。

1.原料：铁矿石、      、        、空气。

2.原理：在高温下，利用      与氧气反应生成的          把铁从铁矿石中还原出来。

3、炉内主要反应：

（1）                                    。

（2）                          。（提供热量）

（3）                     。（提供还原剂）

（4）                。                                    。（造渣，除去二氧化硅）。

任务四：含杂质的化学反应计算

仔细阅读课本例题，完成学案。

注意：带入化学方程式计算的数据应是      的质量，即必须把含杂质的物质换算成纯净物。

1、纯物质的质量=不纯物质的质量×                    。

2、不纯物质的质量=纯物质的质量÷                   。

例：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁多少吨？

【跟踪练习1】

【重点题型】本部分内容主要考查一氧化碳还原氧化铁的实验为基础，考查常见物质的性质，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力。常以选择题或实验填空的形式进行考查。

【解题秘籍】能熟练书写一氧化碳和氧化铁、二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式，熟记实验现象，会分析一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”的原因、了解实验装置以及装置的改进等是解答此类题目的关键。

【易错解答】金属的冶炼实验

（1）、实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃酒精喷灯的原因是排出空气，防止加热时爆炸。

（2）、实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止生成高温的铁又被氧化。

【基础过关】

1、把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是（   ）

1. 钢       B.生铁      C.纯铁      D.锰钢

2、根据下列实验装置图，以下说法中错误的是（　　）

A．a处固体由黑色逐渐变为红棕色

B．反应过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊

C．CO有毒，通常在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气

D．该实验可验证CO的还原性

3、下列关于金属的说法中，错误的是（    ）

A.铜有良好的导电性，常用作导线

B.所有的金属都能与稀盐酸发生反应
C.铁制品在干燥的空气中不易生锈

D.铁制器皿比铝制器皿更容易被腐蚀

4、对如图实验的分析说明不正确的是（　　）

A．该实验说明一氧化碳具有还原性

B．该实验说明生成物二氧化碳的密度比空气大

C．该实验说明一氧化碳和氧化铜的反应需要加热

D．该实验可以防止有毒的一氧化碳气体对空气的污染，同时又可以充分利用能源

5、金属材料广泛应用于生产生活中。

铁矿石有多种，如赤铁矿(主要成分Fe2O3)和磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。

①写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式________。

②冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是________ t(结果精确到0.1)。

【能力提高】

1、用“W”形玻璃管进行微型实验，如下图所示。下列说法不正确的是(    )

A．a处红棕色粉末变为黑色

B．a处的反应为CO＋Fe2O3===2Fe＋CO2

C．b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成

D．可利用点燃的方法进行尾气处理

2、关于钢铁及制品的说法正确的是（     ）

A．钢铁是钢和铁熔合在一起制得的具有金属特性的合金

B．高炉中炼铁的主要反应可表示为：Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

C．铜粉在空气中加热后固体质量会增加，因此这个反应不遵守质量守恒定律

D．处理金属废弃物的方法是填埋法

3、某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（　　）

A．盛装药品前应先检查装置气密性 

B．加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊 

C．已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为a→b→c→d 

D．这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳

4、右图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（   ）

A.装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气

B.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气

C.待药品完全反应后,需同时撤去酒精灯和通氢气的导管

D.该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验

5、如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O

．

（1）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式                                   。

（2）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法                                  。

（3）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因                           。

6、我国铁矿石资源比较丰富，2000年，钢铁年总产量就已达到1.27亿吨，成为世界钢铁大国。某钢铁厂日产含3％杂质的生铁2 240 t，则需要含Fe2O3 80％的赤铁矿多少吨？

三、课堂小结

可独立展示，可小组为单位集体展示！

四、中考链接

1、【2020江苏苏州】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（   ）

A.实验时应先点燃酒精灯后通CO

B.充分加热，a处固体由黑色变为红色

C.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2

D.可用NaOH溶液吸收尾气中的CO

2、【2020山东德州】如图所示是实验室利用一氧化碳还原氧化铁的装置图。关于该实验，下列说法错误的是（   ）

A.实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑

B.反应后玻璃管中固体物质的质量较反应前增加

C.试管中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成

D.为了防止污染空气，该实验应增加尾气处理装置

3、【2021四川广安】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（　　）

A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价 

B．充分加热，a处固体由黑色变为红色 

C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2 

D．可用水吸收尾气中的CO

4、【2020湖南邵阳】下图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是（　　）

A.B处玻璃管内发生的化学反应是氧化还原反应，还原剂是CO

B.在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中空气

C.该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色

D.该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气

5、【2020湖南怀化】高炉炼铁的主反应为。下列有关说法正确的是（     ）

A.该反应既是氧化还原反应又是置换反应

B.CO由焦炭和焦炭燃烧所得的CO2反应产生

C.所得产物为生铁，含碳量比钢低

D.高炉尾气对环境无影响，可直接排放

6、【2021辽宁沈阳】金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。

（1）如图1是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是______。

A．铝原子的质子数为13

B．在化合物中铝通常显价

C．铝是地壳中含量最多的元素

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性

（2）如图2是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量            ；有铁生成的化学方程式为                  。

7、【2020黑龙江齐齐哈尔】铁是目前世界年产量最高的金属，氧化铁与氢气在高温条件下发生反应生成铁和水，写出该反应的化学方程式                            。该反应中发生还原反应的物质是         ，该反应的基本反应类型是               。

8、【2020湖南株洲】下图为一氧化碳还原氧化铁示意图。

（1）写出试管b中涉及的主要反应的化学方程式__________________________。

（2）c处操作的目的为____________________。

【学霸必背】

中考必背考点23：金属材料

一、金属材料

1、金属材料：包括纯金属以及它们的合金两类。

2、金属的物理性质：（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；（2）密度和硬度较大，熔沸点较高；（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）；（4）有良好的导热性、导电性、延展性。

3、金属之最：（1）铝：地壳中含量最多的金属元素；（2）钙：人体中含量最多的金属元素；（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；（5）铬：硬度最高的金属；（6）钨：熔点最高的金属；（7）汞：熔点最低的金属。

二、合金

1、定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

注意事项：（合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化）。

2、合金特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好。

3、举例：

（1）铁的合金：生铁（含碳量2%～4.3%）和钢（含碳量0.03%～2%），区别：含碳量不同。

（2）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。

（3）钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，优点：I、熔点高、密度小；II、可塑性好、易于加工、机械性能好；III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。

（4）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。

考题举例：【2020江苏南京】下列金属中，熔点最高的是（    ）

A.铜       B.汞       C.钨       D.铝

【2021甘肃定西】垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是（   ）

A. 旧报纸 B. 塑料瓶 C. 玻璃瓶 D. 铝制易拉罐

【2021湖南邵阳】2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（    ）

A. 黄铜的硬度比纯铜的大         B. 生铁的含碳量比钢的高
C. 生锈的铁制品没有回收价值     D. 铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业

【2021贵州黔东南】2021年3月20日，在成都举行的“考古中国”重大项目工作进展会上通报，三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”，出土了青铜面具、青铜神树、瓷器等重要文物，其中青铜是人类最早使用的铜、锡合金。下列有关这些文物的说法中，不正确的是(    )

A. 青铜耐腐蚀      B. 青铜属于纯净物

C. 青铜属于金属材料     D. 瓷器属于无机非金属材料