幾種常見的金屬

教學目標 

知識目標
1.常識性介紹我國鋼鐵工業的發展。

2.常識性介紹及合金的應用。

3.了解生鐵和鋼的成分和機械性能的主要差別。

4.掌握含雜質物質的化學方程式的計算。

能力目標
在生鐵的種類及特性的教學中，可以啟發學生用辯證的觀點來認識生鐵的共性，不同種類生鐵的個性及它們之間的區別。培養學生科學的思維方法；通過我國古代的成就，使學生增強民族自信心和自豪感，增強學生的愛國主義激情。

通過幾種金屬的介紹和實物展示，使學生認識到金屬單質色彩豐富。由于金屬具有良好的延展性，所以金屬材料的造型眾多，應用廣泛，從而向學生滲透物質美，物質用途美。

情感目標
培養學生的自學能力和化學計算技能。

教學建議

關于生鐵和鋼的教材分析
生鐵和鋼的一些物理性質有很大差異，但是它們的化學成分又極為相近，所以二者關系密切。本節教材指出，生鐵和鋼都是鐵合金。由于初中學生所學的金屬知識較少，目前很難理解合金的概念。教材只簡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）的成分和性質上的差異，以及它們的用途。因此教學中對合金概念不必做過高要求。教材中生鐵的概念是從合金的角度來定義的：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的所有鐵合金，都具有相類似的特性，例如硬度高、機械性能差、性脆、不易機械加工等等，這類鐵合金統稱之為生鐵。為了使學生了解各種不同種類生鐵的差異性，除了應該使學生了解鐵合金的共性之外，還應引導學生了解影響合金性質的其他因素。例如，鐵合金中含碳量的多少、含其他雜質元素的不同以及碳元素在合金中存在的形態的不同等，都會對生鐵的性質造成很大的影響。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不同為依據來加以區分的。啟發學生用辯證的觀點來認識生鐵的共性和不同種類生鐵的個性及它們之間的區別，對培養學生科學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，便于學生閱讀。

對上述知識學生是比較陌生的，既缺少感性認識又缺乏對諸如碳元素的存在形態等概念的理解。因此教師要形象地講解，結合實際積極引導學生去想象各類生鐵內部的微觀結構，并跟它們的宏觀性質結合起來，有條件的還可以準備一些標本，讓學生觀察比較，以豐富感性知識。

生鐵的冶煉是一個很大的課題，知識性，技術性都很強。但在初中階段的化學課里，僅做了一些最簡單的介紹，只要求學生了解鐵礦石還原成鐵的反應就可以了。教師在組織上述內容教學時，可采取多種不同的方法，可詳可略。但對于大多數學校應根據大綱的要求，不宜擴展過多內容。

關于的教材分析
在介紹了鐵的性質的知識以后，本節教材又對人們最為熟悉并且與日常生活和工農業生產最密切相關的鋼鐵的知識做了介紹，并簡單介紹了幾種常見金屬。生鐵和鋼是在生活中和生產上使用最為普遍的金屬材料。自從人類進入鐵器時代以來，鋼鐵工業是否發達，一直是衡量世界各國經濟實力的一個重要標志。我們偉大祖國是很早就掌握冶鐵技術并且是首先使用鑄鐵和生鐵煉鋼的文明古國，鋼鐵生產曾在世界范圍內長期處于領先地位，直到近代才停滯不前。隨著新中國的建立，鋼鐵工業又以嶄新的姿態迅速崛起，在短短幾十年內，鋼的年產能力從解放初的15.8萬噸，發展到1989年的6000多萬噸，1994年產量已達9000萬噸，成為年產量居世界第四位的鋼鐵大國。初中學生通過化學課的學習，簡要地了解一些鋼鐵方面的知識，了解祖國鋼鐵工業的發展和現狀，（當然在這個問題上，時刻也不要忘記我國的人口多，從人均占有量來說，我們的鋼鐵工業還是甚感不足的，借以激勵學生為祖國的繁榮昌盛而努力學習。）對他們今后的成長和發展具有重要意義。

本節教材的內容相當豐富，涉及到黑色金屬和有色金屬的分類，生鐵和鋼的成分、性質、種類以及冶煉，鋁、銅、鋅、鈦等金屬的性質和用途等知識。但是從學生的實際情況來看，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，假若進一步追問其中的道理，他們就可能講不清楚了。因此，對這一節教材如果教師處理得好，很容易引起學生的興趣，激發起學習的積極性。

教材在內容安排上，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的化學方程式計算。

關于含雜質物質的化學方程式的計算的教材分析

本節教材還有一部分是化學方程式的計算中有關不純物的計算。這段教材可以單獨處理。

含雜質物質的化學方程式的計算，是在第四章已所學習過的純物質的化學方程式計算的基礎上進行學習的。當學生對于化學方程式意義缺乏深刻理解時，處理這一類型的計算一定會感到困難。困難的集中點就在于不能很好地把含雜質或不含雜質跟化學方程式的意義聯系起來考慮。為了幫助學生解決這一類的困難，教師首先要幫助學生理解（1）化學方程式所表達的都是純凈物質發生化學變化時的相互關系；各化學式所規定的化學量，反映的是純凈物之間的數量關系。（2）在現實生活中絕對純凈或理想純凈的物質是不存在的，或多或少都含雜質。當利用化學方程式計算的時候，所含的雜質并不遵守該化學方程式所遵循的規律。因此當參與反應的物質含有雜質時，先要把含雜質物質的質量換算成純物質的質量，再用純物質的質量進行計算。
教材第二節中給出了一個例題。在分析例題之前可以讓學生先做一兩個不必用化學反應方程式為依據的算術應用題。例如：赤鐵礦能用于煉鐵的主要成分是 ，其余都是雜質，某地產赤鐵礦含雜質35%，問5000噸礦石中含雜質多少噸？能用于煉鐵的 成分占多少噸？

這樣的問題，初三學生能毫不猶豫地給出答案：

該赤鐵礦含 為5000噸×65% =3250噸

含雜質為5000噸×35% =1750噸

又例如，今有含氯化鈉95%的食鹽250克，問其中純氯化鈉的質量是多少？

當學生有了這些概念，也懂得在什么情況下應該關心這類問題的時候，再分析課本上給出的例題，實際上就不會再有什么困難了。

關于含雜質的化學方程式的計算的教學建議
含雜質的化學方程式的計算是本節的重點和難點。這部分教學應以學生學過的純物質的化學方程式的計算為基礎。教師首先帶著學生真正弄懂化學方程式的意義，然后讓學生通過教師搭的小階梯，自己完成學習任務。例如，教師可以把教材的例題分解成簡單的根據化學方程式的純量計算題和不用依據化學方程式就能計算的有關質量分數的計算題，讓學生在自己做題的基礎上，學會含雜質的化學方程式的計算。

關于幾種重要的金屬的教學建議
從鐵的物理性質受雜質的影響引入本課，然后簡單介紹合金的含義。從鐵碳合金含碳量的區別導入  生鐵和鋼在機械性能上的差異。讓學生通過閱讀教材，列表比較，自己得出結論。對于幾種常見金屬的教學，由于內容簡單，又密切聯系生活實際，可以采取先指導學生閱讀，然后由教師小結的方法。含雜質的化學方程式的計算以學生學過的純物質的化學方程式的計算為基礎。教師先帶著學生真正弄懂化學方程式的意義，然后讓學生通過教師搭的小階梯，自己完成學習任務，最后學會含雜質的化學方程式的計算。

關于煉鋼和煉鐵反應原理的教學建議
學生往往認為煉鋼和煉鐵的反應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。這時有必要教師對它們的主要原理分析：煉鋼的主要反應原理是在高溫下，使用氧化劑（如氧氣或鐵的氧化物）將生鐵中所含過量的碳及其雜質變成氣體或爐渣除去，而煉鐵的主要反應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。所以煉鋼和煉鐵的反應原理不同。

教學設計方案1

重點：含雜質的化學方程式的計算。

難點：含雜質的化學方程式的計算。  

教學過程 ：

    1.復習提問：鐵有哪些物理性質？

    根據學生的回答，教師設問：前面我們學習了純鐵的一些性能，想一下與我們日常生活用的鐵制品性能完全相同嗎？不完全相同。純鐵很軟，不宜用來制造機械和其他用品。我們平時使用最多的是鐵的合金。生鐵和鋼就是鐵的合金。自從人類進入鐵器時代以來，鋼鐵工業是否發達，一直是衡量世界各國經濟實力的一個重要標志。我們偉大祖國是很早就掌握冶鐵技術并且是首先使用鑄鐵和生鐵煉鋼的文明古國，鋼鐵生產曾在世界范圍內長期處于領先地位，直到近代才停滯不前。隨著新中國的建立，鋼鐵工業又以嶄新的姿態迅速崛起，在短短的幾十年內，鋼的年產能力從解放初的15.8萬噸，發展到1989年的6000多萬噸，1994年產量已達9000萬噸，成為年產量居世界第四位的鋼鐵大國。當然在這個問題上，時刻也不要忘記我國的人口多，從人均占有量來說，我們的鋼鐵工業還是甚感不足的，因此每位學生都要為祖國的繁榮昌盛而努力學習。

   （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）生鐵和鋼有什么區別？

    通過學生閱讀教材，回答上述問題，然后師生共同小結。

2.鐵是我們常見的金屬外，日常生活和生產中，我們還要用到一些金屬。

    請同學們閱讀教材，教師引導學生總結。

    3.教師復習提問：（1）化學方程式都可以表示哪些意義？

                    （2）根據化學方程式計算的依據是什么？

    根據學生的回答情況，教師進一步講解：化學方程式所表示的都是純凈物質發生化學變化時相互關系；各化學式所規定的化學量，反映的是純凈物之間的數量關系。但在現實生活中絕對純凈或理想純凈的物質是不存在的，或多或少都含雜質。當利用化學方程式計算的時候，所含的雜質并不遵守該化學方程式所遵循的規律。那么我們如何解決這類問題呢？下面做幾道這方面的練習題：

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，某地產赤鐵礦含雜質35%，問5000噸礦石中含雜質多少噸？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？

通過上述層層練習后，請同學倆倆討論：當參加反應的物質含有雜質時，如何利用化學方程式計算。

根據學生的回答，最后師生共同總結出：當參加反應的物質含有雜質時，先要把含雜質物質的質量換算成純物質的質量，再用純物質的質量進行計算。

總結、擴展：
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：制造化工機械、鑄件
球墨鑄鐵：機械強度高，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）

機械性能

硬而脆、無韌性、可鑄不可鍛

堅硬、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

原理

在高溫下，用一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來

在高溫下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含過量的碳和其他雜質轉變為氣體或爐渣而除去

設備

高爐

轉爐  電爐  平爐

2.幾種常見金屬的性質和用途比較