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第四章

化学与自然资源的开发利用

第一节 开发利用金属矿物和海水资源

课题：金属矿物的开发利用

授课班级：222班 时间：2019年5月24日 教师:邓声雄

知识与技能 1、帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。常识性介绍金属回收和资源保护的意义

2、揭示化学与可持续发展的重要关系。

3、树立资源保护意识及合理开发意识。

4、初步培养自主查阅资料的能力

5、使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能

。

过程与方法

1、自主学习，培养学生自学能力。

2、活动探究，通过了解金属资源的开发；金属冶炼；人类冶炼和使用金属的历史；金属资源的回收和再利用；培养学生归纳能力、比较能力。

情感态度与价值观

1、帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。

2、通过金属矿物的开发利用专题，使学生热爱自然，热爱化学。

教学重点

了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）中的作用。

教学难点

学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。

教具准备

多媒体、投影仪、砂纸、铁架台（带铁圈）、蒸发皿、滤纸、火柴、沙子、铝粉、镁带、氯酸钾、氧化铁粉末、小木条

电教器材等

课时安排

1课时

教学过程 【导入】人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上

1

研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物的开发利用为例，认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。

※超分子：通常是指由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体。

【资料卡片】自然资源与可持续发展

1.自

然

资源：指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。

2.可持续发展：包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。

一.金属矿物的开发和利用

1.金属元素在自然界存在的形态：（展示图片）

（1）游离态：极少数的不活泼金属（金、铂等）以游离态存在（单质的形式）

（2）化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态（化合物的形式）存在，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。

阅读教材P88—89，思考以下问题：

·金属冶炼指什么？

·金属冶炼有哪些方法？你们觉得金属活动顺序与金属冶炼方法有没有联系呢？如果有，有什么规律吗？

2.金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿物中还原出来的生产过程。金属冶炼的实质：

金属元素：化合态

→游离态

即：M

+

ne

→

M

（1）金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。

①热分解法：对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：

2HgO

△

n+-2Hg+O2↑

4Ag+O2↑

2Ag2O

△

2

②热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（Zn-------Cu), 通常是在高温下用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：

CuO+H2

△

Cu+H2O 2Cu+CO2↑

2Fe + CO2↑

2Fe + Al2O3（铝热反应）

2CuO+C

△

Fe2O3+3CO

Fe2O3+2Al 高温

高温

【实验4—1】铝热反应（演示给学生）

铝热反应的应用：①焊接钢轨

②冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等

③电解法：非常活泼的金属（活动顺序中：K------ Al）用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：

2Al2O3

（熔融）

2NaCl（熔融）

MgCl2（熔融）

电解

4Al + 3O2↑

2Na + Cl2↑

电解

电解

Mg + Cl2↑

【总结】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 电解法

热还原法

热分解法

（2）金属提炼一般步骤：

①矿物的富集、除杂； ②冶炼； ③精炼。

随堂练习：在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是

（ ） A．Na、Mg 、Al

B．Na、K 、Zn

C．Fe、Cu、Ag

D．Na、Ca、Cu 答案：A

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3.金属的利用、回收和资源的保护

（1）矿产资源是有限的： 矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽用之不竭，是不可再生的。随着人们的开发利用，将会日渐减少。我国幅员辽阔，是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家。我国矿产资源总值居世界第3位，但人均拥有量约为世界人均水平的1。因此，我们要合理开发和利用这些矿物资源。

3（2）合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护：合理开发和利用这些矿物资源。有效地使用金属产品、材料。主要途径有：

①提高金属矿物的利用率。

②减少金属的使用量。

③加强金属资源的回收和再利用，使用代用材料节约矿产资源、保护矿产资源。

板书设计：

一.金属矿物的开发和利用

1.金属元素在自然界存在的形态：（1）游离态：（2）化合态：

2.金属的冶炼：

（1）金属冶炼的一般方法：①热分解法：②热还原法：③电解法：

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 电解法

热还原法

热分解法

（2）金属提炼一般步骤：

①矿物的富集、除杂； ②冶炼； ③精炼。

3.金属的利用、回收和资源的保护

作业:书写本节化学方程式

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