铁的冶炼教案及反思

课题分析

本课题涉及面很广，包括地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算、金属的腐蚀和防护，以及金属资源的保护等，既有知识、技能方面的内容，又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。

本课题由常见金属矿物的照片以及资料“金属元素在地壳中的含量”表引入，简单介绍了地球上及我国的金属资源情况。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属，而其中冶炼量最大的是铁。因此，教材很自然地转入到对铁的冶炼的讨论中。

第一部分“铁的冶炼”是本课题教学的重点。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外，主要是通过实验，说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理，并结合炼铁的实际情况，以例题的方式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。这样，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学习和实际成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。

第二部分“金属资源的保护”，重点是有关铁的锈蚀以及防护。该活动与探究内容包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论、对结论进行应用等多个步骤，对培养学生的创新精神和解决实际问题的能力具有较大的价值。关于金属资源的保护，教材中首先以图示的方法给出了一些矿物可供开采的年限，形象地说明了金属矿物资源是有限的，以及金属资源保护的重要性。教材中简要地介绍了废旧金属的回收利用、合理开采矿物等保护金属资源的措施。

第1课时 铁的冶炼

教学目标 知识与技能

1．知道一些常见的金属(如铁、铝、铜)等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。

2．会根据化学方程式对反应物或生成物中含有的某些杂质进行计算。 过程与方法

通过收集资料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动，培养学生良好的学习习惯和学习方法。

情感、态度与价值观

使学生体会学习化学的价值；保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲，培养学生学习化学的兴趣。

重难点

重点

了解从常见铁矿石中提炼铁的原理。 难点

冶炼铁的原理和含杂质等不纯物的化学方程式的计算。

教学准备

多媒体课件：常见矿石的图片；视频：我国的钛资源、参观炼铁厂、一氧化碳还原氧化铁的实验。

教学过程

一、新课导入

1．在日常生活中，经常要接触到与铁有关的物品，如铁门、铁锅等。而一个国家的经济命脉——重工业，更离不开钢铁的使用。那么钢铁是如何从铁矿石中冶炼出来的呢？

2．金属材料的使用，标志着人类的进步和发展。我国在商代就炼制了青铜器，春秋战国时期就会炼铁炼钢。想想，如何把金属矿石中的金属冶炼出来。这节课我们一起来了解铁的冶炼方法。

3．地球上的金属广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中，像金、银等少数不活泼的金属在自然界中以单质的形式存在，因此，人们可以“沙里淘金”。其他金属在自然界以化合物的形式存在，而以化合物形式存在的金属在自然界又以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。工业上是从矿石中提炼金属的。

二、新课教学

[板书]一、金属资源的概况

1．师：欣赏自然界中几种金属单质和一些矿石图片，并说说赤铁矿和磁铁矿的主要成分是什么？

生：赤铁矿主要成分：Fe2O3；磁铁矿主要成分：Fe3O4；黄铁矿主要成分：FeS2。 2．请各小组同学思考：为什么金银等少数金属在自然界存在单质，而绝大

多数金属元素只能以化合物的形式存在？

生：金、银的化学性质比较稳定，不易被氧化。像铝、铁、铜等金属相对较活泼，容易被氧化，而以化合物的形式存在。

3．展示：

金属元素在地壳中的含量

金属 含量(%) 铝 铁 钙 钠 钾 镁 … 7.73 4.75 3.45 2.74 2.47 2.00 … [分析]我国金属矿物种类齐全，矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锑等的储量居世界前列，铜、铝、锰等的储量在世界上占重要地位。虽然我国矿物种类比较齐全，储量比较丰富，但由于多种因素的影响，我国主要矿产品进口量呈逐年上升趋势。随着我国经济的高速发展，对矿产资源需求增长加快，主要矿产资源短缺的态势日益明显。如果地质勘探无重大突破，不久的将来，我国矿产资源将出现全面短缺的局面。

过渡：炼铁的过程称为铁的冶炼。 [板书]二、铁的冶炼

【活动一】了解将铁从铁矿石中还原出来的原理和方法。

师：我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。那么如何才能炼成铁呢？现在以赤铁矿(主要成分为Fe2O3)为例，介绍如何炼铁。

1．【活动探究】如何炼铁？

讨论：如何将铁矿石中的Fe2O3转化成铁单质？ [学生讨论]

方案一：加热使Fe2O3发生分解。

方案二：寻找一种物质，主动使其夺走Fe2O3中的“O”。

优缺点：方案一，需要较高的温度，在高温条件下铁又易与氧气反应，因此要使分解成功，还必须在非空气氛围中进行，但这样成本太高。

方案二，比较切合实际，但大家考虑寻找什么物质才能夺走其中的“O”。 [学生讨论]氢气、炭和一氧化碳等都符合条件。

[结论]在工业上，综合考虑经济效益和安全等因素，一般选用炭或一氧化碳。 师：我们也可以把炼铁的原理呈现给大家。

2．欣赏实验室用一氧化碳还原铁的氧化物的装置。

(1)该实验的反应原理是什么？(用化学方程式表示)CO在该反应中的作用是什么？

(2)为什么装置最后要放一盏点燃的酒精灯？相关化学方程式怎么写？还可以用什么方法代替酒精灯？

师：知道了实验装置后，那么该实验怎样操作呢？ 3．看动画演示，了解CO还原氧化铁的实验过程。

(小组内交流，找出合理答案→小组代表抢答展示→老师点评)

[实验步骤]在硬质试管中，放入少量的氧化铁粉末，先通入一氧化碳，排出管内的空气后，加热氧化铁，当红棕色粉末变成黑色时停止加热。试管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。

[讨论](1)将产物通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明生成了什么气体。把得到的黑色粉末放在白纸上观察，该物质能被磁铁吸引，说明生成的固体是什么物质？请写出有关化学方程式。

(2)为什么先通CO然后才能点灯？为什么先熄灯然后才能停止通CO? (3)木炭和一氧化碳有相似之处，具有还原性。能否用木炭还原氧化铁？写出化学方程式。

(4)分别写出一氧化碳还原四氧化三铁和氧化铜的化学方程式。 (5)为什么要用两个酒精灯？(学生讨论)

[结论]反应中生成了二氧化碳和铁单质。先通一氧化碳气体，熄灭酒精灯后继续通一氧化碳是为了防止生成的铁被空气中的氧气氧化。

[总结]上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，工业上铁的冶炼原理虽然与上述实验相同，但其规模、条件、装置等与此差异很大。把磁铁矿炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭和氧气反应生成一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。

[板书]三、有关杂质问题的化学计算

过渡：在实际生产中，原料的产品往往含有杂质，那如何去安排原料投放的多少和估计产品的多少呢？我们一起来讨论研究“活动二”。

【活动二】逐步学会涉及到杂质问题的化学计算。

例题 冶炼2000 t含杂质3%的生铁，理论上需要含Fe3O480%的磁赤铁矿石多少t?

高温

[4CO＋Fe3O4=====3Fe＋4CO2 相对原子质量 Fe－56 C－12 O－16] 解：设理论上需要含Fe3O480%的磁赤铁矿石的质量为x，则： 高温

4CO＋Fe3O4=====3Fe＋4CO2 232 168

x·80% 2000 t×(1－3%) 232168

＝

x×80%2000 t×（1－3%）解得x＝3348.8 t

答：理论上需要含Fe3O480%的磁赤铁矿石3348.8 t。 三、课堂小结

本节课通过类比的方法，由实验室用一氧化碳还原氧化铁的原理认识和理解了工厂炼铁原理。通过学习，也初步掌握了有关杂质的计算。

板书设计 第1课时 铁的冶炼

一、金属资源概况 二、铁的冶炼

高温

冶炼原理：3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2 三、有关杂质问题的化学计算

根据化学方程式进行计算时，要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。

教学反思

《新课标》指出：在实际教学过程中，教师要始终贯彻以学生为本的思想，把促进全体学生的可持续发展以及学生有个性地发展作为出发点，把学生终身学习必备的基础知识、基本技能和方法的学习，以及创新精神和实践能力的培养作为重点。教学过程中要重视学生已有的生活经验，密切联系生活实际以及材料、能源、环境、生命科学等现代社会问题，体现化学与人类、社会发展的密切关系以及化学发展的最新成果。培养学生获取新知识的能力和运用知识解决实际问题

的能力，并对学生进行人文主义教育。本节课较好地实现了教学目标。学生以学习为主体和探究主人的身份积极参与整个教学过程，教师不是把知识带到学生面前，而是带着学生去探究知识。通过探究式学习，不仅获得了相关的化学知识，而且智力、能力也得到了发展，同时也进一步掌握了科学探究的一般方法。具体反思如下：

一、轻松愉悦的教学氛围，激发学生探究的欲望

本节课中让每个学生以轻松愉快的心情去认识多姿多彩、与人类息息相关的化学，积极探究化学变化的奥秘，形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。从猜谜到学生的表演，从炼铁原理的得出到小组的合作学习、思考实验的装置、步骤，都让学生在学习活动中满怀信心，充满热情、带着愉悦欢快的情感基调去主动积极的探究，生动活泼的获取知识，培养技能，发展情感。学生情绪高昂，全身心的投入学习探究中。并且当他们的仪器装置得以展示，他们的想法得以认可时，学生更体会了成功的乐趣，深化了他们对化学知识价值的认识，从而更乐于参与探究，感受化学世界的奥秘。

二、还课堂与学生，发挥学生的主体作用

以学生为主体的教育，是使学生在参与探究知识、获得知识的同时，聪明才智得到充分的发挥，潜能得以开发。在本节课中教师在备课和课堂教学时都要处处站在学生的角度来钻研教材，设计教案，组织教学，创造一切条件，让每个学生都有充分表现自己的机会，并引导学生积极主动地动手、动脑、动口，让全体学生都能自始至终主动积极地参与到学习的全过程中。在探究过程中，教师一起参与学生的科学探究过程，了解学生探究时的困惑，思维的递进，适时点拨，使同学之间的议论、交流达到深化理解新知识、掌握规律，学懂弄通的目的。

三、小组合作交流模式，碰撞出思维的火花

在本节课中，选择合适的实验仪器组装实验装置，和针对实验装置思考实验步骤这两个环节都需要通过小组成员合作。学生要积极主动地利用信息获取、分析、处理信息，并在活动中学会与人交流、合作共同完成学习任务。

整堂课学生积极参与、大胆发言，表现了浓厚的兴趣。特别是让学生表演一氧化碳与氧化铁反应的过程和设计冶炼铁的实验装置，讨论实验的注意事项使多数人感受到成功的喜悦，也感受到动手动脑，积极参与课堂的乐趣。