第二节　资源综合利用　环境保护教案和学案内容

第一节

开发利用金属矿物和海水资源教学设计

1课时

开发利用金属矿物(说课)

第一、教材分析：

本节课以金属矿物的开发利用为例，了解利用化学变化实现物质之间的转化，以及这些过程和产物在我们日常生活和社会发展中的重要作用。从科学、社会和技术(STS)相互作用的角度来看，有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类与自然协调发展中可能会遇到的问题，并培养学生作出明智决策的意识和能力；从学科知识的角度看，有利于学生将前面所学习的金属及其化合物等知识和技能进行必要的总结、归纳和拓展。

二、教学目标：

★知识与技能目标

1、掌握金属冶炼的原理和方法。

2、掌握铝热反应的原理及实验。

3、以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源的重要性。

★过程与方法目标

1、培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力。

2、通过案例探究培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，同时训练学生的口头表达能力和交流能力。

3、通过对金属冶炼一般方法的教学，提高归纳、总结规律的能力，并掌握一种由个别到一般的科学的学习方法。

★情感态度与价值观目标

1、体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。

2、介绍我国古代在金属冶炼方面的成就，激发学生的爱国主义情感。

3、认识化学在环境保护钟的作用，树立绿色化学的观念。

三、教学重点难点

★教学重点：

金属冶炼的实质、原理；铝热反应。

★教学难点：

1、了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)中的作用。

2、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。

四、教学方法

多媒体辅助教学：利用多媒体课件、实验视频等为学生提供丰富的背景材料，以便形成丰富的感性认识。

五、教学处理：

1、通过对金属资源的开发与人类使用金属的历史相关内容和资料的介绍。引出对于“人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？”的思考。分析得出“金属活动性顺序与金属的冶炼的关系”。培养学生发现问题-分析问题-解决问题的能力。

2、紧接着引导学生回顾已学过的有关金属制备的知识，讨论归纳总结金属活动顺序与金属冶炼的关系以及几种常见的金属冶炼方法。

六、教学流程设计：

【导入】

金属离我们很近，在日常生活中随处可见，请举出你身边的金属。

【设疑】

金属元素在自然界中是以什么形式存在的呢？

【图片展示】

金属的存在：游离态：少数不活泼的金属；化合态：多数比较活泼的金属

【过渡】我们生活中通常要用到金属单质，那么就要从矿物中把金属单质提炼出来，这个过程就是我们今天要学习的金属的冶炼。

【设疑】那么金属冶炼的本质是什么？冶炼的方法又有哪些呢？

【板书】一、金属的冶炼

【生答】利用还原的方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。

【师板】 1、金属冶炼的实质

Mn+ + ne- = M 【设疑】人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？

【图片资料展示】青铜时代

铁器时代

近代冶炼

【分析并让学生写出相关的方程式】

青铜时代

火法炼铜

Cu2S + O2===2Cu + SO2 （高温）

C + 2CuO

==

CO2 ↑

+ 2Cu 2HgO== 2Hg＋O 2 ↑

（加热）

铁器时代

Fe2O3＋3CO

== 2Fe＋3CO2（高温）

湿法炼铜

Fe＋Cu2+ ＝

Cu＋Fe2+ 【设疑】为什么100多年前这个时期铝比金还贵重呢？

【分析】

由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。这也是铝在地壳中含量比铜、铁多，而应用比铜

、铁晚的多的原因。

【设疑】人类冶炼和使用金属的顺序是一种历史巧合还是历史的必然？

【设疑】1、金属冶炼的实质是什么？

【板书】

Mn+

+

ne- ==

M 2、金属活动性顺序与金属的冶炼的关系?

【板书】

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 物理电解法

热还原法

热分

解法

方法

【分析】位于活动性顺序表中前端的金属如 K、Na、Ca、Al等金属，我们知道其还原性很强，容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子；一般的还原剂都无法把它的阳离子还原出来。我们只能使用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。

【板书】 2、金属冶炼的方法：

(1)、电解法

MgCl2 (熔融)== Mg ＋ Cl2 ↑

（电解）

2Al2O3(熔融)=== 4Al + 3O2↑（电解）

【资料展示】MgO的熔点比MgCl2高很多，AlCl3是以分子形式存在的

【设疑】1、工业上制备金属镁，采用电解熔融的MgCl2，不采用电解MgO的原因是什么？

2、工业上制备金属铝，采用电解熔融的Al2O3，而不电解熔融的AlCl3的原因是什么？

冰晶石的作用是什么？

【生答】1、MgO的熔点比MgCl2高，耗能大。

2、AlCl3是以分子形式存在的，没有Al3+，故不能选用AlCl3。

【点评并强调】

电解Al2O3需加入冰晶石，作用是使Al2O3在较低温度下融化。

【分析】

对于大多数金属，如位于金属活动顺序表中间一段的金属所对应的离子，得电子能力较强，其化合物又不能通过受热分解得到金属单质，必须使用还原剂还原金属阳离子。常见的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气。一些活泼金属也可作为还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。

【板书】 (2)、热还原法

①

常用还原剂：焦炭、CO、H 2 、活泼金属(如Al)等

Fe2O3 + 3CO

===

2Fe + 3CO2 （高温）

（高炉炼铁）

Fe2O3 + 2Al === 2Fe + Al2O3 （高温）

铝热反应

【分析】一些不活泼的金属，它们是在金属活动顺序中位于氢后面的金属，如

Hg、Ag等，其阳离子得电子能力很强，所以其还原的条件比较容易达到。Hg、Ag的氧化物受热就能分解得到单质。

【板书】(3)、热分解法

2HgO ==2Hg＋O 2 ↑

（加热）

2Ag2O== 2Ag＋O 2 ↑

（加热）

【小结】

金属冶炼的方法：

二、金属的回收与环境、资源保护

1、废旧金属的最好处理方法是回收利用。

2、回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。

【资料介绍】

以铝为例

【练习】当堂巩固相关知识

【小结】

指导学生归纳本节课的内容。

【作业】

完成南方新课堂练习。

七．板书设计

一、金属的冶炼

1、金属冶炼的实质

Mn+ + ne- = M 2、金属冶炼的方法：

热分解法：[条件为：加热] 2HgO==2Hg+O2↑

热还原法：[条件为：加热] Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2 电解法：[条件为：电解] MgCl2(熔融)==Mg+Cl2↑

2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑

2NaCl(熔融)==2Na+ Cl2↑

3、K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 物理电解法

热还原法

热分

解法

方法