归纳与整理PPT及专用教学设计内容

《金属矿物的开发利用》教学设计

高

一

化

学 孙

军

颖

课题

教材分析

《金属矿物的开发利用》

1 课时

本节教学的主要目标是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，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。因此，教学要围绕这一教学目标展开。教材从金属矿物的开发利用引入，通过金属冶炼的基本原理，使学生认识到化学是冶金工业的重要科学基础，化学方法是由金属化合物转变成为金属单质的惟一方式，金属活动性和氧化还原反应发生的条件是选择金属冶炼方式的主要依据。通过实验、思考、讨论，帮助学生认识金属冶炼过程往往需要消耗大量的能量，也容易造成严重的环境污染，那么，改进工艺条件、节能降耗、回收废旧金属制品等，就成为与冶炼金属同样重要的问题。阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，首先是因为在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，金属矿物与人类的生活有着日益紧密的联系，同时学生在前面的学习中已经了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属冶炼也有一定的了解，这些都为本节学习创造了条件。

三维

教学

目标

1、知识与技能：

（1）了解金属冶炼的实质、方法；

（2）通过比较不同金属的冶炼，理解不同金属冶炼方法不同的原因；

2、过程与方法：

（1）通过铝热反应掌握金属冶炼的原理；

（3）通过小组间的交流与讨论，提高学生的语言表达能力及思维的严密性。

3、情感态度与价值观：

（1）通过观察铝热反应，激发学生学习化学的浓厚兴趣； （2）通过联系理论知识与生产实践，激发学生对化学学科的热爱。

教学重点

教学难点

教学方法

教具准备

金属冶炼的不同原理和方法。

学生在掌握金属冶炼一般原理的基础上，会选择适用于不同金属的冶炼方法。

ppt演示，以师生互动的形式讲授，实验法，问题引导，讨论法，总结归纳法，

试剂：氧化铁粉末、铝粉、镁带、氯酸钾固体

实验仪器和用品：滤纸、三脚架、泥三角、蒸发皿、沙子、砂纸、打火机

教

学

过

程

【直接引入】上节课大家预习了课本88、89页的内容，那么这节课我们就来学习第四章第一节的第一课时金属矿物的开发利用。

【板书】一、金属矿物的开发利用

【图片展示】常见的金属矿物资源。

【思考】金属元素在自然界中的存在形态是怎样的？

【板书】1、金属在自然界的存在：

1

【学生答】绝大多数金属元素以化合物的形式存在于自然界；金、铂等极少数为游离态。

【图片展示】日常生活中用到的金属材料。

【思考】生产生活中使用的金属材料中金属的存在状态又是怎样的呢？

【推进新课】人们日常应用的金属材料，多为合金或纯金属，金属元素均以单质的形态存在，这就需要把金属从矿石中提炼出来，尤其是将化合态的金属转化为单质形态，这就是人们常说的金属的冶炼。

【板书】2、金属的冶炼

【学生活动】阅读课本回答金属冶炼的定义。

【多媒体展示】（1）定义：将金属矿物中的金属还原出来用于生产和制造各种金属材料。

【引导分析】从氧化还原反应的角度分析，金属化合物中的金属阳离子得到电子变成金属原子，化合价降低，发生还原反应。

【板书】（2）原理：Mn+ + ne-→

M

【过渡】不同的金属我们要选用不同的冶炼方法，下面我们就通过金属的活动性顺序具体来分析一下。

【板书】（3）方法：

【学生活动】回忆并书写金属活动性顺序。

【引导分析】对照金属活动性顺序，

（3）金属冶炼的方法：

K Ca Na Mg Al

Zn Fe Sn Pb (H) Cu

Hg

Ag

Pt

Au

电解法

热还原法

热分解法

物理提取法

【讲解】分别举例讲解三种冶炼金属常用的方法、原理以及适用范围。

①Hg、Ag：热分解法

【学生活动】书写HgO、Ag2O受热分解的化学方程式；

②Zn～Cu：热还原法

【学生活动】1、回忆常用的还原剂；

2、书写Fe2O3和CO、Fe3O4和H2、CuO和C反应的化学方程式。

【推进新课】热还原法中除了用焦炭、一氧化碳、氢气等为还原剂还原金属氧化物，一些活泼金属也可用做还原剂，比如金属铝。请大家翻至课本第89页，观察【实验4-1】铝热反应。

【演示实验】实验4-1：铝热反应。边演示实验，边讲解实验中的注意事项。

【学生活动】观察实验现象，标注实验注意事项。

【练习】完成铝和三氧化二铁反应的化学方程式。

【提问】该反应属于基本反应类型中的什么反应？

【学生回答】置换反应。

【思考】为什么铝能将铁置换出来？

2

【学生回答】铝比铁活泼。

高温

【多媒体展示】2Al＋Fe2O3

== 2Fe＋Al2O3（置换反应）

Mg：引燃剂

KClO3：助燃剂

实验现象：剧烈反应，发出强光，火星四溅，纸漏斗烧穿，红热的熔融物落入

沙中，大量白烟。

【归纳】铝热反应就是将金属氧化物与铝粉混合，高温下发生剧烈反应生成氧化铝和金属单质的反应。其实质是铝将活泼性相对较弱的金属从其氧化物中还原出来，或叫置换出来。反应中的金属氧化物可以换成四氧化三铁、二氧化锰、三氧化二铬、五氧化二钒等等。

【思考】可不可以用氧化镁和铝反应？为什么？

【学生回答】不行，因为铝不如镁活泼。

【讲解】利用反应中放出的大量热，使生成的金属单质呈液态，易与Al2O3分离。

【思考】课本中介绍的铝热反应炼铁是否可行？

【过渡】虽然铝热反应炼铁不太可行，但可用于野外焊接钢轨以及冶金工业上冶炼钒、铬、锰等高熔点的金属。

【图片展示】铝热反应用于野外焊接钢轨。

【练习】MnO2、V2O5与Al反应的化学方程式。

【过渡】像钠、镁、铝等这样非常活泼的金属工业上要采用更高的反应条件，利用最强的氧化还原手段——电解某些熔融态金属化合物的方法获得其单质。

③Mg、Al、Na等：电解法

【引导分析】选择这类金属化合物一要在熔融态能发生电离，二要选择熔点相对较低的金属化合物，工业上大量制取还要考虑经济效益。

【学生活动】回忆并书写电解熔融氧化铝冶炼金属铝的化学方程式。

【提问】为什么不用电解氯化铝的方法冶炼金属铝？

【学生回答】氯化铝是共价化合物，熔融态时不发生电离。

【分析】工业上通过电解熔融氯化钠制金属钠，那么可不可以用电解氯化钠溶液的方法来制取钠呢？

【学生活动】书写电解熔融氯化钠和熔融氯化镁的化学方程式。

【小结】选择金属冶炼的方法时要根据金属的活动性选择。

【补充】中国的古法炼铜：湿法炼铜和火法炼铜的反应原理。

【学生活动】通过分析火法炼铜反应中的元素化合价变化，指出该反应的氧化剂和还原剂。

【讨论与交流】如何从铝土矿（Al2O3、Fe2O3、SiO2）中提取金属铝？

【作业】第四章课时训练1

3

【板书设计】

4.1

开发利用金属矿物和海水资源

一、金属矿物的开发利用：

1、金属在自然界的存在：

2、金属的冶炼：

（1）定义：将金属矿物中的金属还原出来用于生产和制造各种金属材料。

（2）原理：Mn+ + ne-→M

（3）方法：K Ca Na Mg Al

Zn Fe Sn Pb (H) Cu

Hg

Ag

Pt

Au 电解法

热还原法

热分解法

物理提取法

① Hg、Ag：热分解法

△

2HgO＝2Hg+O2↑

△

2Ag2O＝4Ag+O2↑

②Zn～Cu：热还原法：

常用还原剂：C、CO、H2

高温

铝热反应：2Al＋Fe2O3 ＝

2Fe＋Al2O3

应用：

焊接钢轨

冶炼高熔点金属

③Na、Mg、Al等：电解法

电解

2Al2O3 (熔融)

＝

4Al ＋

3O2

↑

冰晶石

电解

2NaCl (熔融) ＝

2Na＋Cl2

↑

电解

MgCl2 (熔融) ＝

Mg ＋

Cl2

↑

4