幾種常見的金屬

教學(xué)目標(biāo) 

知識(shí)目標(biāo)
1.常識(shí)性介紹我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。

2.常識(shí)性介紹及合金的應(yīng)用。

3.了解生鐵和鋼的成分和機(jī)械性能的主要差別。

4.掌握含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算。

能力目標(biāo)
在生鐵的種類及特性的教學(xué)中，可以啟發(fā)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)生鐵的共性，不同種類生鐵的個(gè)性及它們之間的區(qū)別。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法；通過(guò)我國(guó)古代的成就，使學(xué)生增強(qiáng)民族自信心和自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義激情。

通過(guò)幾種金屬的介紹和實(shí)物展示，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到金屬單質(zhì)色彩豐富。由于金屬具有良好的延展性，所以金屬材料的造型眾多，應(yīng)用廣泛，從而向?qū)W生滲透物質(zhì)美，物質(zhì)用途美。

情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和化學(xué)計(jì)算技能。

教學(xué)建議

關(guān)于生鐵和鋼的教材分析
生鐵和鋼的一些物理性質(zhì)有很大差異，但是它們的化學(xué)成分又極為相近，所以二者關(guān)系密切。本節(jié)教材指出，生鐵和鋼都是鐵合金。由于初中學(xué)生所學(xué)的金屬知識(shí)較少，目前很難理解合金的概念。教材只簡(jiǎn)介了幾種具體的鐵合金（白口鐵、灰口鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼）的成分和性質(zhì)上的差異，以及它們的用途。因此教學(xué)中對(duì)合金概念不必做過(guò)高要求。教材中生鐵的概念是從合金的角度來(lái)定義的：生鐵是含碳量在2%～4.3%之間的鐵合金。這樣的定義，事實(shí)是講生鐵是含碳量的幅度較寬的一組鐵合金。含碳量在定義范圍之內(nèi)的所有鐵合金，都具有相類似的特性，例如硬度高、機(jī)械性能差、性脆、不易機(jī)械加工等等，這類鐵合金統(tǒng)稱之為生鐵。為了使學(xué)生了解各種不同種類生鐵的差異性，除了應(yīng)該使學(xué)生了解鐵合金的共性之外，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生了解影響合金性質(zhì)的其他因素。例如，鐵合金中含碳量的多少、含其他雜質(zhì)元素的不同以及碳元素在合金中存在的形態(tài)的不同等，都會(huì)對(duì)生鐵的性質(zhì)造成很大的影響。教材把生鐵分為白口鐵。灰口鐵和球墨鑄鐵的分法，就是以鐵合金中碳元素存在形態(tài)不同為依據(jù)來(lái)加以區(qū)分的。啟發(fā)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)生鐵的共性和不同種類生鐵的個(gè)性及它們之間的區(qū)別，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法是必要的。

生鐵的具體分類及它們的主要用途，教材都寫得比較具體，便于學(xué)生閱讀。

對(duì)上述知識(shí)學(xué)生是比較陌生的，既缺少感性認(rèn)識(shí)又缺乏對(duì)諸如碳元素的存在形態(tài)等概念的理解。因此教師要形象地講解，結(jié)合實(shí)際積極引導(dǎo)學(xué)生去想象各類生鐵內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)，并跟它們的宏觀性質(zhì)結(jié)合起來(lái)，有條件的還可以準(zhǔn)備一些標(biāo)本，讓學(xué)生觀察比較，以豐富感性知識(shí)。

生鐵的冶煉是一個(gè)很大的課題，知識(shí)性，技術(shù)性都很強(qiáng)。但在初中階段的化學(xué)課里，僅做了一些最簡(jiǎn)單的介紹，只要求學(xué)生了解鐵礦石還原成鐵的反應(yīng)就可以了。教師在組織上述內(nèi)容教學(xué)時(shí)，可采取多種不同的方法，可詳可略。但對(duì)于大多數(shù)學(xué)校應(yīng)根據(jù)大綱的要求，不宜擴(kuò)展過(guò)多內(nèi)容。

關(guān)于的教材分析
在介紹了鐵的性質(zhì)的知識(shí)以后，本節(jié)教材又對(duì)人們最為熟悉并且與日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最密切相關(guān)的鋼鐵的知識(shí)做了介紹，并簡(jiǎn)單介紹了幾種常見金屬。生鐵和鋼是在生活中和生產(chǎn)上使用最為普遍的金屬材料。自從人類進(jìn)入鐵器時(shí)代以來(lái)，鋼鐵工業(yè)是否發(fā)達(dá)，一直是衡量世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)志。我們偉大祖國(guó)是很早就掌握冶鐵技術(shù)并且是首先使用鑄鐵和生鐵煉鋼的文明古國(guó)，鋼鐵生產(chǎn)曾在世界范圍內(nèi)長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位，直到近代才停滯不前。隨著新中國(guó)的建立，鋼鐵工業(yè)又以嶄新的姿態(tài)迅速崛起，在短短幾十年內(nèi)，鋼的年產(chǎn)能力從解放初的15.8萬(wàn)噸，發(fā)展到1989年的6000多萬(wàn)噸，1994年產(chǎn)量已達(dá)9000萬(wàn)噸，成為年產(chǎn)量居世界第四位的鋼鐵大國(guó)。初中學(xué)生通過(guò)化學(xué)課的學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)要地了解一些鋼鐵方面的知識(shí)，了解祖國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)狀，（當(dāng)然在這個(gè)問(wèn)題上，時(shí)刻也不要忘記我國(guó)的人口多，從人均占有量來(lái)說(shuō)，我們的鋼鐵工業(yè)還是甚感不足的，借以激勵(lì)學(xué)生為祖國(guó)的繁榮昌盛而努力學(xué)習(xí)。）對(duì)他們今后的成長(zhǎng)和發(fā)展具有重要意義。

本節(jié)教材的內(nèi)容相當(dāng)豐富，涉及到黑色金屬和有色金屬的分類，生鐵和鋼的成分、性質(zhì)、種類以及冶煉，鋁、銅、鋅、鈦等金屬的性質(zhì)和用途等知識(shí)。但是從學(xué)生的實(shí)際情況來(lái)看，盡管他們很熟悉司空見慣了的鋼、鐵、銅，也知道一些鋼和鐵不相同的事實(shí)，假若進(jìn)一步追問(wèn)其中的道理，他們就可能講不清楚了。因此，對(duì)這一節(jié)教材如果教師處理得好，很容易引起學(xué)生的興趣，激發(fā)起學(xué)習(xí)的積極性。

教材在內(nèi)容安排上，可以分成生鐵和鋼以及兩部分，其中包含了含有一定量雜質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算。

關(guān)于含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算的教材分析

本節(jié)教材還有一部分是化學(xué)方程式的計(jì)算中有關(guān)不純物的計(jì)算。這段教材可以單獨(dú)處理。

含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算，是在第四章已所學(xué)習(xí)過(guò)的純物質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)的。當(dāng)學(xué)生對(duì)于化學(xué)方程式意義缺乏深刻理解時(shí)，處理這一類型的計(jì)算一定會(huì)感到困難。困難的集中點(diǎn)就在于不能很好地把含雜質(zhì)或不含雜質(zhì)跟化學(xué)方程式的意義聯(lián)系起來(lái)考慮。為了幫助學(xué)生解決這一類的困難，教師首先要幫助學(xué)生理解（1）化學(xué)方程式所表達(dá)的都是純凈物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的相互關(guān)系；各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量，反映的是純凈物之間的數(shù)量關(guān)系。（2）在現(xiàn)實(shí)生活中絕對(duì)純凈或理想純凈的物質(zhì)是不存在的，或多或少都含雜質(zhì)。當(dāng)利用化學(xué)方程式計(jì)算的時(shí)候，所含的雜質(zhì)并不遵守該化學(xué)方程式所遵循的規(guī)律。因此當(dāng)參與反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，先要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再用純物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。
教材第二節(jié)中給出了一個(gè)例題。在分析例題之前可以讓學(xué)生先做一兩個(gè)不必用化學(xué)反應(yīng)方程式為依據(jù)的算術(shù)應(yīng)用題。例如：赤鐵礦能用于煉鐵的主要成分是 ，其余都是雜質(zhì)，某地產(chǎn)赤鐵礦含雜質(zhì)35%，問(wèn)5000噸礦石中含雜質(zhì)多少噸？能用于煉鐵的 成分占多少噸？

這樣的問(wèn)題，初三學(xué)生能毫不猶豫地給出答案：

該赤鐵礦含 為5000噸×65% =3250噸

含雜質(zhì)為5000噸×35% =1750噸

又例如，今有含氯化鈉95%的食鹽250克，問(wèn)其中純氯化鈉的質(zhì)量是多少？

當(dāng)學(xué)生有了這些概念，也懂得在什么情況下應(yīng)該關(guān)心這類問(wèn)題的時(shí)候，再分析課本上給出的例題，實(shí)際上就不會(huì)再有什么困難了。

關(guān)于含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算的教學(xué)建議
含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。這部分教學(xué)應(yīng)以學(xué)生學(xué)過(guò)的純物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算為基礎(chǔ)。教師首先帶著學(xué)生真正弄懂化學(xué)方程式的意義，然后讓學(xué)生通過(guò)教師搭的小階梯，自己完成學(xué)習(xí)任務(wù)。例如，教師可以把教材的例題分解成簡(jiǎn)單的根據(jù)化學(xué)方程式的純量計(jì)算題和不用依據(jù)化學(xué)方程式就能計(jì)算的有關(guān)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算題，讓學(xué)生在自己做題的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算。

關(guān)于幾種重要的金屬的教學(xué)建議
從鐵的物理性質(zhì)受雜質(zhì)的影響引入本課，然后簡(jiǎn)單介紹合金的含義。從鐵碳合金含碳量的區(qū)別導(dǎo)入  生鐵和鋼在機(jī)械性能上的差異。讓學(xué)生通過(guò)閱讀教材，列表比較，自己得出結(jié)論。對(duì)于幾種常見金屬的教學(xué)，由于內(nèi)容簡(jiǎn)單，又密切聯(lián)系生活實(shí)際，可以采取先指導(dǎo)學(xué)生閱讀，然后由教師小結(jié)的方法。含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算以學(xué)生學(xué)過(guò)的純物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算為基礎(chǔ)。教師先帶著學(xué)生真正弄懂化學(xué)方程式的意義，然后讓學(xué)生通過(guò)教師搭的小階梯，自己完成學(xué)習(xí)任務(wù)，最后學(xué)會(huì)含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算。

關(guān)于煉鋼和煉鐵反應(yīng)原理的教學(xué)建議
學(xué)生往往認(rèn)為煉鋼和煉鐵的反應(yīng)原理是相同的原因是：它們都是在高溫下利用氧化一還原反應(yīng)。這時(shí)有必要教師對(duì)它們的主要原理分析：煉鋼的主要反應(yīng)原理是在高溫下，使用氧化劑（如氧氣或鐵的氧化物）將生鐵中所含過(guò)量的碳及其雜質(zhì)變成氣體或爐渣除去，而煉鐵的主要反應(yīng)原理是在高溫下用還原劑（如一氧化碳）將鐵從它的氧化物中還原出來(lái)。所以煉鋼和煉鐵的反應(yīng)原理不同。

教學(xué)設(shè)計(jì)方案1

重點(diǎn)：含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算。

難點(diǎn)：含雜質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算。  

教學(xué)過(guò)程 ：

    1.復(fù)習(xí)提問(wèn)：鐵有哪些物理性質(zhì)？

    根據(jù)學(xué)生的回答，教師設(shè)問(wèn)：前面我們學(xué)習(xí)了純鐵的一些性能，想一下與我們?nèi)粘Ｉ�活用的鐵制品性能完全相同嗎？不完全相同。純鐵很軟，不宜用來(lái)制造機(jī)械和其他用品。我們平時(shí)使用最多的是鐵的合金。生鐵和鋼就是鐵的合金。自從人類進(jìn)入鐵器時(shí)代以來(lái)，鋼鐵工業(yè)是否發(fā)達(dá)，一直是衡量世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)志。我們偉大祖國(guó)是很早就掌握冶鐵技術(shù)并且是首先使用鑄鐵和生鐵煉鋼的文明古國(guó)，鋼鐵生產(chǎn)曾在世界范圍內(nèi)長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位，直到近代才停滯不前。隨著新中國(guó)的建立，鋼鐵工業(yè)又以嶄新的姿態(tài)迅速崛起，在短短的幾十年內(nèi)，鋼的年產(chǎn)能力從解放初的15.8萬(wàn)噸，發(fā)展到1989年的6000多萬(wàn)噸，1994年產(chǎn)量已達(dá)9000萬(wàn)噸，成為年產(chǎn)量居世界第四位的鋼鐵大國(guó)。當(dāng)然在這個(gè)問(wèn)題上，時(shí)刻也不要忘記我國(guó)的人口多，從人均占有量來(lái)說(shuō)，我們的鋼鐵工業(yè)還是甚感不足的，因此每位學(xué)生都要為祖國(guó)的繁榮昌盛而努力學(xué)習(xí)。

   （1）生鐵都有哪幾種，每種都有什么性能及用途？

   （2）鋼有哪幾種，每種都有什么性能？

   （3）煉鐵和煉鋼的主要原理是什么？

   （4）生鐵和鋼有什么區(qū)別？

    通過(guò)學(xué)生閱讀教材，回答上述問(wèn)題，然后師生共同小結(jié)。

2.鐵是我們常見的金屬外，日常生活和生產(chǎn)中，我們還要用到一些金屬。

    請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)。

    3.教師復(fù)習(xí)提問(wèn)：（1）化學(xué)方程式都可以表示哪些意義？

                    （2）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的依據(jù)是什么？

    根據(jù)學(xué)生的回答情況，教師進(jìn)一步講解：化學(xué)方程式所表示的都是純凈物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)相互關(guān)系；各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量，反映的是純凈物之間的數(shù)量關(guān)系。但在現(xiàn)實(shí)生活中絕對(duì)純凈或理想純凈的物質(zhì)是不存在的，或多或少都含雜質(zhì)。當(dāng)利用化學(xué)方程式計(jì)算的時(shí)候，所含的雜質(zhì)并不遵守該化學(xué)方程式所遵循的規(guī)律。那么我們?nèi)绾谓鉀Q這類問(wèn)題呢？下面做幾道這方面的練習(xí)題：

①赤鐵礦能用煉鐵的主要成分是三氧化二鐵，其余都是雜質(zhì)，某地產(chǎn)赤鐵礦含雜質(zhì)35%，問(wèn)5000噸礦石中含雜質(zhì)多少噸？能用于煉鐵的三氧化二鐵占多少噸？

②2000噸含氧化鐵75%的赤鐵礦石，可煉出多少噸鐵？

通過(guò)上述層層練習(xí)后，請(qǐng)同學(xué)倆倆討論：當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，如何利用化學(xué)方程式計(jì)算。

根據(jù)學(xué)生的回答，最后師生共同總結(jié)出：當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí)，先要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再用純物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。

總結(jié)、擴(kuò)展：
1.生鐵和鋼的比較 

生鐵

鋼

組成元素

鐵及少量碳、硅、錳、硫、磷

鐵及少量碳、硅、錳幾乎不含硫、磷

碳元素含量

2%～4.3%

0.03%～2%

分類用途

白口鐵：用于煉鋼
灰口鐵：制造化工機(jī)械、鑄件
球墨鑄鐵：機(jī)械強(qiáng)度高，可代替鋼

碳素鋼（低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼）
合金鋼（錳鋼、不銹鋼、硅鋼、鎢鋼）

機(jī)械性能

硬而脆、無(wú)韌性、可鑄不可鍛

堅(jiān)硬、韌性大、塑性好、可鑄、可鍛、可壓延

冶

煉

原料

鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石

生鐵、氧氣或鐵的氧化物

反應(yīng)

原理

在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來(lái)

在高溫下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含過(guò)量的碳和其他雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w或爐渣而除去

設(shè)備

高爐

轉(zhuǎn)爐  電爐  平爐

2.幾種常見金屬的性質(zhì)和用途比較