初中化学人教版（2024）九年级下册（2024）金属资源的利用和保护第1课时教学设计及反思

这是一份初中化学人教版（2024）九年级下册（2024）金属资源的利用和保护第1课时教学设计及反思，共20页。教案主要包含了基本信息，教学目标，重难点，课前准备，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
学科：化学
年级：九年级下
课题：金属矿物 铁的冶炼
课时：1课时
教材依据：人教版
二、教学目标
（一）基础知识与技能理解
1. 了解金属在自然界的存在形式：少数不活泼金属（金、银）以单质形式存在，大多数金属以化合物（金属矿物）形式存在。
2. 认识常见的金属矿石及其主要成分，了解我国金属矿物资源的基本情况。
3. 掌握工业炼铁的原理、原料、设备，能正确书写炼铁的核心化学方程式。
4. 学会根据化学方程式进行含杂质物质的计算，掌握杂质问题的处理方法。
（二）过程与方法、价值观
1. 通过观察金属矿物图片、炼铁高炉示意图，观察、分析和归纳能力。
2. 通过例题学习，掌握含杂质计算的解题思路和步骤，提升化学计算能力。
3. 知道我国古代炼铁历史和现代钢铁工业发展，增强化学学习兴趣。
4. 认识金属资源的重要性，树立合理利用资源的意识。
三、重难点
（一）重点
1. 常见金属矿石的主要成分。
2. 工业炼铁的原理、化学方程式。
3. 含杂质物质的化学方程式计算。
（二）难点
1. 理解炼铁高炉内的化学反应原理。
2. 掌握含杂质计算的逻辑：先将混合物转化为纯净物，再进行化学方程式计算，最后还原为混合物。
四、课前准备
1. 多媒体课件（包含教材中的金属矿物、古代炼铁、高炉示意图、宝钢高炉、例题图片）
2. 板书设计（提前梳理核心知识点和公式）
五、教学过程
（一）导入新课（5分钟）
1. 提问：同学们，我们生活中很多物品都是金属制成的，比如铁锅、钢筋、首饰等。这些金属是从哪里来的呢？
2. 展示课本图片（图8-13 金、银单质），引导学生观察：
提问：图片中的金、银是什么形态？
讲解：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，只有金、银等少数不活泼金属以单质形式存在，绝大多数金属都以化合物的形式存在于矿物中。
3. 引出课题：今天我们就来学习金属矿物，以及人类提炼量最大的金属——铁的冶炼。
（二）新课讲授
1. 金属矿物（10分钟）
展示图8-14 常见金属矿石图片，逐一介绍：
赤铁矿：Fe₂O₃
磁铁矿：Fe₃O₄
铝土矿：Al₂O₃
赤铜矿：Cu₂O
金红石：TiO₂
软锰矿：MnO₂
讲解我国金属矿物资源情况：我国是世界上已知金属矿物种类比较齐全的国家之一，矿物储量丰富，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有重要地位。（教材p16，记忆内容）
提问：为什么大多数金属以化合物形式存在？（引导学生结合金属活动性思考：活泼金属易与其他物质反应，以化合物存在；不活泼金属以单质存在）
2. 铁的冶炼（15分钟）
展示课本图片（《天工开物》古代炼铁示意图），介绍历史：早在春秋时期，我国就已生产和使用铁器；战国时期，铁制工具大量使用，提高了生产力；铁逐渐成为最主要的金属材料，《天工开物》中记载了我国古代炼铁的方法。（教材p17）
讲解炼铁的核心原理：主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应
化学方程式为：Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂
展示图片（炼铁高炉示意图），明白工业炼铁的完整过程：
原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石
设备：高炉
炉内主要反应：
1. 焦炭燃烧放热，提供高温：C + O₂CO₂
2. 二氧化碳与焦炭反应生成还原剂一氧化碳：CO₂ + C2CO
3. 一氧化碳还原氧化铁生成铁：3CO + Fe₂O₃2Fe + 3CO₂
注：石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣（教材的注脚，需要记忆易考点），从出渣口排出；生铁从出铁口排出。
产物：生铁（含碳等杂质，不是纯铁）
展示课本图片（宝钢炼铁高炉），说明实际生产中，原料和产物都含有杂质，计算时需要考虑杂质问题。
3. 含杂质物质的计算（10分钟）
展示例题图片，带领学生完整分析解题步骤：
解题步骤：
① 计算1000 t赤铁矿石中纯净氧化铁的质量：1000 t × 80% = 800 t
② 设800 t氧化铁理论上可炼出纯铁的质量为x，根据化学方程式计算：
Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂
相对分子质量：Fe₂O₃为56×2 + 16×3 = 160，Fe为56，2个Fe为2×56 = 112
列比例式：
计算：
③ 将纯铁质量换算为含铁96%的生铁质量：
560 t ÷ 96% ≈ 583.3 t
答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是583.3 t。
总结含杂质计算的核心步骤（重点理解）：
1. 先将混合物质量换算为纯净物质量（纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度）
2. 用纯净物质量，根据化学方程式计算目标纯净物质量
3. 将目标纯净物质量换算为混合物质量（混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度）
（三）课堂小结（3分钟）
1. 金属的存在形式：金、银等单质，多数金属以矿物（化合物）形式存在。
2. 常见金属矿石及主要成分。
3. 工业炼铁：原理（Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂）、原料、设备、产物。
4. 含杂质计算的三步法：去杂质→算纯量→加杂质。
（四）课堂练习（5分钟）
1. 写出工业炼铁的核心化学方程式。
2. 用500 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出纯铁多少吨？（学生板演，教师点评）
练习答案
Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂
① 计算 500 t 赤铁矿石中纯净氧化铁的质量：
500 t×80%=400 t
② 设 400 t 氧化铁理论上可炼出纯铁的质量为x，根据化学方程式计算：
Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂
相对分子质量：Fe₂O₃为56×2+16×3=160，Fe为56，2 个Fe为2×56=112
列比例式：
计算：
答： 所以理论上可炼出纯铁280 t。
（五）布置作业（2分钟）
1. 熟记常见金属矿石的主要成分和炼铁的化学方程式。
2. 完成教材对应习题，教材p22~23的1、5、8题。
六、板书设计
金属矿物 铁的冶炼
一、金属矿物
1. 存在形式：
- 单质：金（Au）、银（Ag）
- 化合物：大多数金属（以矿物形式存在）
2. 常见矿石：
赤铁矿Fe₂O₃、磁铁矿Fe₃O₄、铝土矿Al₂O₃、赤铜矿Cu₂O等
二、铁的冶炼
1. 原理：Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂
2. 原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石
3. 设备：高炉
4. 产物：生铁（含杂质）
三、含杂质计算
步骤：
1. 混合物→纯净物：纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
2. 化学方程式计算（纯量计算）
3. 纯净物→混合物：混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
说明：教材总结内容，明白重点