《金属资源的利用和保护》教学设计（3）
学科化学课时分配两课时课型综合型课题课题3
金属资源的利用和保护教学目标知识与技能知道常见金属在自然界的存在形态。了解炼铁的原理。会根据化学方程式进行含杂质计算。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。过程与方法通过实验让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。通过对物质含杂质的计算，培养学生灵活运用知识的能力。情感态度与价值观通过对我国古代炼铁的介绍。激发学生的爱国热情。通过对废弃金属对环境的污染介绍，让学生树立环保意识。通过对矿物可开采年限的介绍，教育学生要懂得保护金属资源。重点铁的冶炼，以及有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究”难点化学方程式中有关杂质问题的计算。 铁的锈蚀防护的“活动探究“的结论的辨析归纳。教学流程教师活动学生活动设计意图（第一课时）课前准备发动学生课前查找金属资源的有关资料。学生课前准备，搜集资料。动员学生利用多种途径收集资料，培养学生的资料收集能力。展示材料、导入新课由小组分别展示收集的资料。 金属资源是不是取之不尽用之不竭的吗？我们今天就来学习金属资源的利用和保护。学生展示材料，交流信息，讨论、小结： 地球上金属资源很丰富，我国矿物储量种类齐全。在所有的金属中，含量最丰富的是铝，而冶炼使用量最大的是铁。展示成果，不仅可以培养学生的兴趣，而且可以激发学生的学习热情。媒体实验相结合、原理实际相联系我们已经知道了冶炼使用量最大的是铁，那么铁是如何从铁矿石中冶炼出来的呢？ 〈图片展示、介绍〉 1．我国古代炼铁图――了解我国炼铁的悠久历史 2．新中国成立后钢铁工业的发展――上海宝山钢铁公司炼铁高炉；为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票。观看展示的图片，了解我国炼铁的悠久历史，知道我国钢铁工业的迅速发展。利用多方面的材料，激发学生的爱国热情。培养学生的民族自豪感。同时设置了一个悬念：钢铁是怎样炼成的？激发了学生的求知欲望。人们是如何把铁矿石炼制成铁的呢？ 〈演示实验〉 介绍炼铁的原理 p17页―一氧化碳还原氧化铁的实验。 〈小结〉 1．炼铁的原料：铁矿石、焦碳、石灰石。 2．炼铁原理： 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2观察实验，描述现象，思考原理，完成化学方程式。由设问把学生心中所思明朗化，给了学生一个明确的求知方向。在实际生产中，所用的原料或产物一般都是含有杂质的。因此，在实际生产中必然会涉及到杂质的计算问题。 〈例题〉学生思考：铁矿石、生铁、钢等物质是纯净物还是混合物？ 思考含有杂质的物质如何来进行计算。 归纳解题思路通过例题的方式，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学生活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。 解题思路：有关化学方程式的计算都是纯物质的计算，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。 〈布置练习〉 p23习题4、5完成整个解题过程。 学生练习在解题过程中培养学生严瑾的思路，严瑾的解题格式。培养学生严瑾的学习习惯第二课时设问导入大家知道吗？我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，然而，每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%―40%！防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。学生阅读p18页最后一段内容。由一个简单的设问和一个具体的数字，将学生的思维带入了金属资源的保护中来。让学生清楚地认识到金属资源的保护的重要性。设计实验方案提前引导学生结合生活经验来探讨“铁生锈的条件”实验的设计方案，鼓励学生多动脑设计出多种方案，以小组或个人等方式活动，并认真做好观察记录。学生讨论，设计实验方案，并于课前完成实验。让学生再次体验进行科学探究的步骤：猜想与假设―设计实验―进行实验―观察现象―解释与结论。展示结果、归纳辨析归纳辨析实验结果 分析每个小组的方案的优劣。挑选出一个比较完美的实验方案。完成实验报告实验报告见板书设计由各小组代表汇报实验方案展示实验结果，作简要的分析将实验所得的结论进行分析，推断铁生锈的条件。学生讨论、分析、对比，形成共识。当堂完成实验报告整个活动以小组的形式呈现，可以培养学生的小组合作意识，并在交流汇报的过程中提高学生的语言表达能力、分析归纳能力，并学会进行实验评介的方法，和进行筛选实验方案的能力。小结实验、运用知识1．铁生锈的条件：一要在潮湿的空气中（即有水），二要与空气接触。 2．实验要点：如图p19页8―23，试管2中的蒸馏水应煮沸冷却后再放入铁钉，然后再倒入植物油进行液封。试管3应烘干后再放入铁钉，再用橡皮塞塞上。学生回顾实验步骤，记忆实验的要点。分析结束后进行小结，有利于学生把握实验的关键，培养学生在实验中注意细节，严瑾的实验态度。 讨论我们知道了铁生锈的条件，那么如何来防锈呢？ 分析自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取什么防锈措施？分小组讨论防止铁生锈的方法，归纳防锈的思路：破坏铁制品锈蚀的条件，使它们不再具备锈蚀的基础，就能防止铁制品生锈。讨论、分析、交流从防锈方法的确定，引导学生形成基本的运用知识的思路：了解反应的条件―促进或破坏反应的条件―达到某一目的。 金属的防腐可以有效保护金属资源。 讨论 1．金属资源丰富，为什么还要保护金属呢？ （图片展示一些矿物可供开采的年限） 2．如何来有效的保护金属资源呢？ 〈小结〉 金属资源的保护途径： 1、防止金属的腐蚀2、金属的回收利用3、有计划合理的开采矿物4、寻找金属的代替品观看图片，理解金属资源不是取之不尽，用之不竭的。 讨论有效保护金属资源的途径。让学生学会 用辩证的观点看待金属资源：丰富与有限。提高学生的资源意识。 同时利用金属资源的回收提高学生的环保意识，使学生积极投入到金属回收的活动中去。总结提高、运用知识学完本课题，你了解了什么？知道了什么？〈作业〉调查与研究：你家的金属废弃物的主要品种、回收的情况和回收的价值，对今后如何回收金属废弃物提供自己的建议。学生阅读书本，思考并回答。 课堂练习第6题和调查与研究放在课后。学完本课题，让学生有时间再整理本课题内容，使知识形成脉络。 在完成作业的过程中，提高学生利用知识解决问题的能力。
第一课时 课题3
金属资源的利用和保护 一．铁的冶炼: 原理：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2现象：红色变黑色，生成可以使石灰水变浑浊的无色气体 二．含杂质的计算 第二课时 三．金属资源的保护 （一）金属的腐蚀和防护 1．实验报告： 2．锈的条件：有水和氧气 3．防锈的方法：保持干燥；隔绝氧气 （二）金属资源保护 保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀金属的回收利用有计划合理的开采矿物寻找代替品：如塑料等
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金属资源的保护和利用
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一、选择题
1．（2011．桂林市）下列认识不正确的是
A．隔绝空气和水可以防止铁生锈
B．铁锈的主要成分是Fe2O3?xH2O C．钢是很纯的铁
D．被腐蚀的铁制品应该加以回收
2．（2013.福州市）下列关于铁的说法正确的是（
A．铁部分锈蚀后没有回收价值
B．铁是地壳中含量最丰富的金属元素
C．铁生锈，产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀
D．铁生锈是铁在有氧气和水等物质存在的条件下，发生复杂化学反应的过程
3．（2013.泸州市）下列家庭小实验中，铁钉被腐蚀速度最慢的是（
4．（2013.泰安市）下列防锈措施合理的是 （
A．经常用水冲洗自行车链条
B．在铁制暖气片上刷“银粉”
C．用“钢丝球”打磨铝锅表面
D．用过的菜刀及时用盐水清洗
5．（2013.成都市） 在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是（
A. 擦拭保持洁净与干燥
B. 链条上油
C. 轮圈镀铬
D.车架喷漆
6．（2013.株洲市）下列说法正确的是（
A．铁钉在潮湿的空气中容易生锈
B．处理金属废弃物的方法是填埋法
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．钢铁是钢和铁熔合在一起制得的具有金属特性的合金
7．2005年是世界反法西斯战争胜利60周年，在盐城新四军纪念馆存有部分缴获日冠的枪支大炮，为保存好这些铁制文物，下列措施不能采用的是（
A.外表涂抹一层油B.保持展馆内空气干燥C.提醒观众不要用手触摸D.浸在敞口水箱中存放
8.（2013.荆州市）下列钢铁制品经过如下处理后，防锈效果最差的是（
A. 经常在表面涂油的大型钢制机械
B.擦洗干净后长期存放在室外的大型铁制农机具 C. 涂上防锈漆后的游轮外壳
D. 经过“烤蓝”，在表面形成致密氧化膜的钢制枪管
9．（2013.盐城市 改编）下列有关钢铁的叙述不正确的是 （
A．生铁和钢都属于铁合金
B．铁生锈时生成四氧化三铁
C．在钢管表面镀锌可以防止锈蚀
D．炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石
10．日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的是（
） ①在铁制品表面镀锌；②在铁制品表面涂油；③保留铁件表面的铁锈作保护层；④在铁器表面刷油漆；⑤自行车脏了用清水冲洗；⑥用废酸液冲洗铁制污水管道；⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干。
11.（2013.佛山市）分别向a、b两支试管中加入形状和大小完全相同的铁片，再向a中加入植物油，均塞上橡皮塞，Ｕ型玻璃管内为红墨水（开始时两端液面水平），
如下图所示，放置一段时间后，以下说法错误的是（
Ａ．植物油用于隔绝氧气和水
Ｂ．两支试管中的铁片均被腐蚀
Ｃ．Ｕ型玻璃管两端的液面变为右低左高
Ｄ．Ｕ型玻璃管两端的液面变为左低右高
12.（2013.青岛市）控制变量法是实验探究的重要方法。利用下图所示实验不能实现的探究目的是 （
A．甲中①②对比可探究铁的锈蚀与植物油是否有关
B．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关
C．乙可探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度
D．乙可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触
13.（2011.武汉市）实验室里，用如上图所示装置还原氧化
铁，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是（
A. 实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成
B. 实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁
C. 反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
D. 为了减少空气污染，应增加尾气处理装置
14.（2011．巢湖市）芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩。它以钢材为主料，经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成。下列关于铁画的叙述不正确的是 （
A．铁画应悬挂在干燥的环境中
B．所用材料上的铁锈可用稀盐酸清洗掉
C．给打制成型的铁画喷漆既美观又可以防锈蚀
D．所用的主要材料──低碳钢，有较好的锻轧性能，它不属于铁的合金
15.（2011．日照市）下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验（铁钉在不同环境中），实验一段时间后，得出的结论错误的是（
A．甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙＞甲＞戊
B．丙中的铁钉不生锈
C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
D．丁中铁钉生锈最严重
16.（2013.庆阳市）小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，查阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有：①Cu和C；②Fe2O3和C；③Fe3O4和C；④Fe3O4、C和Fe；⑤Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是（
18．在炼铁的高炉中，还原剂和燃料分别为（
19．（2012?成都）下列有关金属的说法不正确的是（
A．常温下金属均为固态 B．合金的很多性能与组成它们的纯金属不同
C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易生锈
D．铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜，使铝具有很好的抗腐蚀性能
20.（上海市）用稀硫酸除铁锈的原理是 （
A．FeO+ H2SO4 ＝ FeSO4+H2O
B．Fe2O3+ 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4)3+3H2↑
C．Fe2O3+ 3H2SO4 ＝ 2FeSO4+2H2O
D．Fe2O3+ 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4)3+3H2O
二、填空题
20.（2013.南宁市 改编）生活离不开金属材料。
（1）铁生锈的条件是：铁与空气和__________直接接触。
（2）根据铁生锈的条件，自行车支架采取的防锈措施是_____________________。
（3）某同学为了验证镁、铁、铜的活动性顺序，他选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要先的另外两种溶液是____________溶液和______________溶液。请根据选定的试剂写出上述实验中发生反应的一个化学方程式_____________________________________________。
（4）把铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后固体反应物有剩余。下列说法正确的是
（填写字母序号）。
A．剩余固体肯定含有银
B．剩余固体肯定是银和铜
C．反应后溶液中一定有Fe2+
D．反应后溶液中可能含有Ag+ 和Cu2+
21.（2013.大连市）钢铁是使用最多的金属材料。
（1）铁制品在一定条件下能生锈，疏松的铁锈不能阻碍里层的铁继续与
反应，因此铁制品可以进一步锈蚀。防止自行车链条生锈的合理措施是
。用盐酸除铁锈的化学方程式为
（2）用一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学方程式为
。回收利用废旧金属制品的目的之一是
22.（2013.上海市）人类常从矿石中获取金属材料。
（1）铁是冶炼最多的金属。工业炼铁主要反应的化学方程式是3CO+ Fe2O3
2 Fe +3CO2该反应中的氧化剂是________，其中属于单质的是________，常用于灭火的是__________。
（2）铜是人类利用较早的金属，木炭与氧化铜反应生成二氧化碳的化学方程式是
______________________，反应后固体的质量_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)
（3）铝在现代生活中得到广泛的应用。炼铝原料水铝石的主要成分是Al(OH)3，Al(OH)3由________种元素组成，78g Al(OH)3中含有_____g氧元素。
（4）金属冶炼通常使矿石中金属元素转变为_______(填“化合”或“游离”)态。
23.（2011．广州市 改编）钢铁是使用最多的金属材料。
(1)生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是_______________。
(2)人们常用“铜墙铁壁”来形容物体的坚固．但铁在一定条件下也能发生各种反应， 如铁丝在氧气中燃烧，反应的实验现象是____
______________。
(3)将mg氧化铜加入稀硫酸中完全溶解后，再加入铁粉充分反应，过滤，得到滤渣A
和滤液B。再将滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出，充分反应后，剩余固体物质的质量为12.8g
①滤渣A的成分是________，滤液B的成分是___________。②原氧化铜的质量m=_______g。
24.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4．某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三支试管中进行研究。