归纳与整理教学设计(第一课时)

开发利用金属资源教学设计

——吴小玲(盐道街外语学校)

【教学目标】

1、知识与技能：

了解常见金属冶炼的一般方法，并能写出相应的化学方程式。

掌握金属及其化合物之间的转化规律，能根据金属氧化物的性质选择合适的试剂进行物质的分离提纯。

2、过程与方法：

通过小组讨论设计

“回收废弃金属”的实验流程，独立训练有关金属矿物的化工流程题，从而提高分析信息、处理信息、综合运用金属化合物知识的能力。

3、情感态度与价值观：

感受化学科学发展对自然资源开发利用的重要作用，树立资源回收利用的可持续发展理念。

【教学重难点】

重点：金属及其化合物的转化及应用

难点：“回收废弃金属”实验流程的设计

【教学过程】

教学过程

教师活动

学生活动

引入

<讲>电影“星际穿越”大家看过吗？一艘号称只有

几毫米厚的铝板制造的飞船将宇航员带到了遥远星系去寻找适合人类居住的星球。回归到现实生活，目前我们使用的航天器也采用的是铝合金材料。

展示宇航飞船材料图片——铝合金 学案例题：

学生代表发言分析“铝土矿提纯Al2O3”流程中的物质转化

(1)书写方程式：

(2)分析方案优点，阐述理由：甲。消耗酸、碱的量少，成本低，产物纯度较高，不含SiO2 。

<小组讨论>根据资料卡片所给信息设计实验方案回收“废弃电路板”中的金属

明确金属<讲>那么如何冶炼金属铝呢？通常我们是从铝土矿矿物的富中获得的。自然界中的铝土矿含有很多杂质，集、除杂

那么冶炼金属的第一步就是除掉杂质、富集氧化铝。

<提问>(1)如何由Al2O3制备Al？写出化学反应方程式。

(2)若铝土矿中SiO2含量较高，选用哪个方案更好？

<点评并总结>实验方案利用了Al2O3的两性选择了酸溶、碱溶两种方式进行除杂，并利用了Al(OH)3不溶于弱酸的性质选择CO2将AlO2-转化为沉淀而与杂质分离。铝的这一特性是冶炼矿物进行分离提纯的一个很好的突破点。

设计流程<过渡>除了从矿石中获得金属，还可以通过资源回回收废弃收获得，比如可以从废弃的易拉罐回收金属电路板中铝。现如今，电子工业的迅猛发展在带给人类的金属

便利的同时，产生了大量的电子垃圾，其中废弃电路板是电子垃圾中成分和结构最为复杂、同时也是最难处理的部件。

<提问>如果你是一名化工技术人员，如何从废弃电路板中回收金属，实现资源的循环利用？

展示“废弃电路板”的成分。

给出小组成员讨论分工。

<师>巡视小组讨论情况，观察方案并进行相应指导。

学生方案设想：

①加酸溶解后通过调节溶液pH将金属离子逐一沉淀，选择相应方案冶炼。（不同小组选择沉淀金属离子的顺序不同）

②用磁铁将粉碎后的电路板中的铁分离，再进行酸溶解、调pH沉淀金属离子。

(若学生未曾想到“磁铁”，ppt展示“磁铁”图片给学生提示，进行方案的设计。)

<讲>点评方案、比较方案。 相对方案①，方案②利用磁铁首先分离出铁，则后续实验节省了很多步骤，成本降低，方案更优。

溶解废弃电路板中的铜时，选择浓硝酸会产生污染环境的氮氧化物，而用稀硫酸、过氧化氢（不断通入空气）的方式更环保。

(溶解铜时若学生未考虑环保问题，ppt展示制备硫酸铜方案选择题)

展示“磁选机”。

<讲>工业生产中确实是将电路板粉碎后用“磁选机”先分离出铁单质再进行后续处理的。

小组展示绘制的流程图，详细描述转化过程，并解答其它小组的疑惑。

根据提示绘制实验流程。

书写冶炼Fe、Mg、Cu的化学方程式。

学案练习2、3(非选择题) 从制硫酸废渣中提取金属

反馈练习

<总结>金属氧化物的混合物分离提纯的方法，如何选择金属离子沉淀的先后顺序。

【板书设计】

金属冶炼的一般步骤：

金属矿石的富集 除杂方法的选择：①分析矿石中中氧化物的类别，结合实验目的选择酸（或碱）溶解；

↓ ②分析金属离子沉淀的pH范围确定除杂先后顺序；

③选择弱酸(弱碱)使AlO2-(或Al3+)转化为Al(OH)3。

冶炼 冶炼方法的选择：①电解法：适用于活泼金属K~Al ↓ ②热还原法：适用于Zn~Cu 精炼

【教学反思】

本节知识在《必修二》第四章第一节，新知主要涉及活泼性不同的金属的冶炼方法和铝热反应，在复习了《必修一》第三章“金属及其化合物”后，结合高考最后一题流程题设计了本节课，意在使学生进一步巩固金属及其化合物的性质，通过设计提纯、冶炼方案，提升其综合运用能力，同时也复习了金属冶炼方法的选择。

反思这节课，尽量体现学生的主体性，通过小组讨论、设计方案、展示方案、质疑答疑让学生积极思考，同时培养合作学习能力；结合实验流程，分析如何调节pH沉淀金属离子、怎样从化合物中得到金属单质以及评价方案的优劣，让学生掌握流程题解题思路。

在教学中，也存在着一些不足：①在方案设计环节时间较长(还未复习选修四，部分学生对调节pH没有理解)，导致课堂练习没有时间完成，没能对流程的分析进一步强化；②流程中物质的转化应再让学生书写方程式，巩固氧化物与酸的反应，特别是氧化铝与强酸强碱的反应。