沪教版九年级化学教案设计：5.2金属矿物 铁的冶炼

《金属矿物 铁的冶炼》教学设计

一、学习目标：

1. 知道一些常见金属矿物及其主要成分。 2. 掌握从铁矿石中将铁还原出来的方法。

3. 认识工业炼铁的主要原料、原理及设备。

4. 通过对铁的冶炼原理分析，培养学生安全操作意识和良好的环保意识。 二、教学重难点：

1. 重点：一氧化碳与氧化铁反应的原理

2. 难点：实验室炼铁的原理、操作及注意事项 三、设计意图：

本节内容选自沪教版化学第五章第二节，通过前面知识的学习，学生已经掌握了实验室制取气体的发生装置及一些基本实验操作。本节课从“钢铁的用途”入手，让学生知道铁在生产生活实践中的重要性，然后让其思考----铁在自然界与实际应用中的存在形式不同，凸显炼铁的重要性，进而很自然地进入铁的冶炼的学习，通过实验模拟炼铁、合作探究、交流与讨论的方式让学生积极参与思考，从本质上理解炼铁的原理，并能用化学用语准确表达。

铁的冶炼是化学中考中的典型考点，集实验探究、推断、选择等题型于一身，形式多样，又与实践紧密相关，对学生来说，有一定的难度。教师应重视炼铁原理的教学，关注学生的理解情况，再适时地注重联系已学知识，从本质上掌握铁的冶炼，方能应用自如。 四、教学方法

实验探究、启发引导、递进提问 五、教学过程：

【导入】：人类的生产与生活离不开金属，那么大家知道目前最广泛的金属是什么吗?

【学生】：铁（齐答） 【展示】：铁的应用图片

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【设问】：大家知道在这些用途中铁元素是以什么形式存在呢，单质还是化合物？ 【学生】：齐答-----单质，因为我们日常用的都是铁的合金，合金都是有不同种单质组成的。

【追问】：大家有没有思考过铁在自然界的存在形式是什么？请带着问题阅读书本第123页，什么叫金属的冶炼？

【学生】：阅读书本，自主学习，并顺利回答问题。 【板书】：教师板书

【讲解】：常见的铁矿石有多种，主要成分呈现什么颜色？从冶炼过程中有无污染物产生的角度，大家觉得哪种铁矿石最不可能当选？

【学生】：学生异口同声-----黄铁矿，因为其主要成分还有硫元素。

【教师】：评价----有道理，确实如此，冶炼过程中可能会产生有毒气体二氧化硫。

【设问】：假如给的是等质量的矿石主要成分，请问我们愿意选择含铁量高的还是低的？

【学生】：肯定是高的，也就是要选择铁元素质量分数高的。 【归纳】：确实是这样，所以第二点看的是含铁量的高低。

【互动】：师生一起回忆第三章求元素质量分数的公式，再让学生学会对数据进

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行巧妙处理----化分子全为56，再观察分母大小即可。

【学生】：这是一种好方法，那应该选择含铁量最高的磁铁矿喽。

【对比】：教师说出最终入选的却是赤铁矿。其实还需考虑第三种因素，那就是各种铁矿石在自然界的矿藏量。

【归纳】：所以，综合以上三点，赤铁矿当之无愧！

【总结】：其实，炼铁就是，想办法加入某物质，主动夺取氧化铁中的氧元素，让氧化铁转化为金属铁。

【学生】：学生自主阅读书本第124页炼铁的实验内容，发现CO可以达到这样的效果。

【演示】：教师演示实验室模拟炼铁的整个过程。

【设问】：本实验是用最常见的加热仪器------酒精灯进行加热的吗？ 【学生】：齐答，不是，是酒精喷灯，因为反应要高温。

【讲解】：试推CO与Fe2O3高温下反应除了生产铁，大家想想还有生成什么物质？

【学生】：氧元素被CO夺走，所以生成物有二氧化碳。

【教师】：绝对，你们学会从元素守恒角度来推理，这对大家以后的学习将大有益处。

【续问】：大家动手配一下化学方程式，看结果怎样。 【学生】：普遍喊----不太容易配

【教师】：其实，我们可以这样分析，有物质失氧就正好有物质得氧，请问大家，得失氧要守恒吗？

【学生】：肯定的，因为在第四章我们学过质量守恒定律。

【总结】：其实我们配平时就是依据得失氧守恒来进行的，所以，推而广之，假如用磁铁矿主要成分四氧化三铁与CO高温炼铁，你能很快配平吗？ 【教师】：刚才实验中，我们第一步做了什么？ 【学生】：齐答-----检查装置气密性。

【讲解】：步骤-----查、装、定、通、点、熄、通 【设问】：在此过程中，大家观察到了哪些实验现象？ 【学生】：红棕色粉末变为黑色；澄清石灰水变浑浊。 【续问】：能否确定黑色产物就是铁？

【学生】：思考片刻，不一定，因为四氧化三铁也成黑色!

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【教师】：那如何通过实验证明黑色粉末就是铁呢？请说出你设计的实验操作及预期的实验现象。

【学生】：将黑色粉末取样，假如一支洁净的试管中，振荡，如观察到有气泡产生，且溶液颜色由无色变为浅绿色，则确定硬质玻璃管中黑色粉末为铁单质。 【教师】：很棒，思路清晰，回答完整。那本实验刚开始为什么要先通CO，过一会才点燃酒精喷灯呢，两者同时进行不是更节省时间吗？

【引导】：大家试想----如通入CO后，立即点燃酒精喷灯，有可能导致什么后果？ 【学生】：有可能会引起爆炸，因为玻璃管中有空气。

【归纳】：其实，CO的提前通入，正是将管中空气排尽，防止CO与空气混合受热爆炸。

【教师】：试问，在结束时为什么停止加热后，还要继续通CO直至装置冷却呢？如不冷却直接停通CO，又会引起怎样后果？

【学生】：思考片刻，石灰水会倒吸，导致玻璃管炸裂。

【教师】：CO不通，就意味着哪种物质从外面进入管中，瞬间高温又会怎样？ 【学生】：空气进来，再加上温度高，生成的铁重新被氧化，前功尽弃。 【归纳】：教师形象总结操作要点----CO“早出晚归”，勤奋之人；酒精灯“迟到早退”，有点懒，哈哈。

【引导】：本实验操作中还有一项特别重要，请问尾气是什么气体？可以直接排入空气中吗？

【学生】：不能，因为中尾气中有CO。

【续引】：尾气不是CO得氧后的产物CO2吗，哪来的CO？ 【学生】：因为CO早出晚归，除了炼铁需要的，仍有剩余。 【教师】：很棒，确实是这样。想得很全面到位！

【设问】：工业上又是如何炼铁的呢？设备、原料、原理、产品怎样？ 【学生】：自主学习书本第124-125页工业炼铁内容，并回答问题。

【教师】：原料中的石灰石、焦炭有什么作用？可以直接炼铁吗？需要将其转化为CO？有什么不同？

【学生】：焦炭燃烧可以放出大量的热，为反应提供持续高温条件。 【教师】：很好，其实还有一点就是提供气态的CO，让铁矿石接触更充分。 【归纳】：①提供CO，以备炼铁；②提供热量，维持炉温，书写三步化学方程式，其中第三步和实验室一样，本来实验室就是模拟工业上的嘛。

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【讲解】：由于铁矿石是混合物，所以产品与实验室有不同，铁中混有杂质，为生铁，注意区分。

【拓展】：简单介绍书本第125页其它金属的冶炼方法。 【探究】：由定性转为定量，交流与讨论炼铁的相关计算。

【小结】：铁是最常见的金属，我们应努力学好它，正确使用钢铁，更好地为我们的生产生活实践服务！ 六、板书设计：

第二节 金属矿物 铁的冶炼

一、常见的金属矿物（混合物） 1. 金属元素在自然界的存在形式

2. 金属的冶炼：金属矿物 金属 （主要成分为化合物） （单质） 二、铁的冶炼 A. 实验室炼铁 （1）原理：

（2）步骤：查、装、定、通、点、熄、通 （3）现象： （4）结论：单质铁 （5）注意事项： B. 实验室炼铁 （1）设备：高炉

（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 （3）原理：

（4）产品：生铁（混合物） 七、教学反思：

教师应密切重视炼铁原理的教学，关注学生的理解情况，举一反三，再适时地注重联系已学知识，从本质上掌握铁的冶炼，变学会为会学！

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