归纳与整理教案和学案内容

第一节

开发利用金属矿物和海水资源

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。教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，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，金属矿物和海水资源同人类的生活有着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。教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，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，金属矿物和海水资源同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、铜等金属以及氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属冶炼及海水资源也有一定的了解，这些都为本节学习创造了条件。

教材首先以金属在自然界中的分布、存在形态、储量以及金属资源的回收、利用和保护作为本节的引言，引出第一部分关于金属的冶炼知识。在金属冶炼的三个步骤中，利用氧化还原反应原理，把金属矿石中的金属离子还原成金属单质这一步是最关键的步骤，也是化学所要重点研究的问题。由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，冶炼方法自然不同。接着，教材以金属活动性顺序为线索，以举例的方式简介了三种冶炼金属的方法，即热分解法、热还原法和电解法。最后，要求学生总结、归纳并揭示金属冶炼的一般规律： 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

物理提炼法

教材的第二部分是金属的回收和资源保护的有关知识，这些知识的要求不高，可采用自学、讨论、发表意见的方法组织教学，主要目的是为了培养学生的环境意识和资源观念，这也正是教材中插图4-20的目的所在。 总之，本节课宜采用“学生自学讨论——师生共同归纳”的教学方法组织教学，以激发学生的学习积极性，增强他们的环境和资源保护意识以及社会责任感。

实验是学习化学的重要手段，不仅有利于学生掌握知识，更有利于培养能力。要做好书上的有关实验，引导学生观察思考。也可以根据实际情况设计探究实验培养探究能力。

另外，还可以根据“科学视野”指导学生查阅资料，了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。

三维目标

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；海洋资源的类型；海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。

情感态度与价值观

3、帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。

4、通过金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，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）及海水资源开发中的作用。

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、铝粉或铝银粉（商业名称）、镁带、氯酸钾、氧化铁粉末、小木条

电教器材：视频展示台（包括录象），实物投影仪 挂图、标本等

课时安排

2课时

（第1课时）

教学过程

新课导入

介绍金属在自然界中的分布、存在形态、储量以及金属资源的回收和保护的必要性（配合金属及矿物的实物录象和旁解录音，简介我国金属矿产资源在世界的排名情况，树立人均拥有资源的意识）

学生活动

观看，倾听，体会

师:提问,金属的存在形态有什么规律？ 生： 学生思考，回答 师（小结）：少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金和铂以及少量的银和铜，较活泼的铁只能存在于陨石中，而化学性质活泼的金属，在自然界中总是以化合态存在。但在实际生产和生活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金，着就需要把金属从金属矿物中提炼出来，这就叫做金属的冶炼。 生： 学生领会规律，了解金属冶炼的意义。 师：（1）你知道从金属矿物中提炼金属，一般要经过哪些步骤？关键的一步是什么？ （2）要将化合态的金属矿物转化为金属单质，有哪些方法？其实质是什么？ 师指导阅读：看课本第80-81页内容 生：学生阅读教材，展开讨论，并用自己的语言加以概括回答

师板书小结：

一、金属矿物的冶炼

（一）金属矿物的冶炼步骤： 矿石富集——金属冶炼——金属精炼 （二）金属冶炼的化学方法的实质： 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。 （三）金属冶炼的一般方法：

1．热分解法 2．热还原法 3．电解法 生：

学生记笔记，或划书

师举例讲解：不活泼的金属汞和银的氧化物不稳定，受热易分解生成金属单质和氧气；较活泼的金属如铁等和不活泼金属铜的氧化物较稳定，受热不易分解，需用还原剂（焦炭、一氧化碳、氢气、铝）来还原；活泼金属如钠、铝等氧化物非常稳定，加热或热还原剂均无法使其分解，只能用最强的还原手段即电解法使其氯化物、氧化物还原。（板书有关化学方程式） 师组织讨论：请结合金属活动性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律。 生：领会，思考 师板书小结：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

物理提炼法 生：讨论，总结，归纳 记笔记，并领会其规律。

生（思考）：金属的活泼性与金属的冶炼方法有何关系？

学生思考,讨论，总结，归纳

师组织练习： 1．请完成下列化学方程式，标出电子转移数目和方向： (1)Fe2O3+C—— (2)PbO2+CO—— (3)MgCl2——(电解)

生：练习书写化学方程式 2．已知金属硫化物矿煅烧一般生成金属氧化物和二氧化硫，请再结合已学的知识和课本中“湿法冶金”的小资料完成并写出下列化学方程式： (1)我国北宋初期湿法炼铜（只要求写离子方程式）

加热 (2)HgS+O2——

高温 (3)FeS2+O2——

（化学Ⅰ不作要求） 生： 领会信息，解答习题

师：（小结） （1）练习评析

（2）强调指出：冶炼金属时要考虑原料及反应条件的选择问题；对于某些不活泼的金属如铜和银等，也常用电解盐溶液的方法进行精炼。但电解法要消耗大量电能，成本较高。 师过渡设问：（1）地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不能再生的，随着人们的不断开发利用，矿产资源将会日渐减少，如何解决这一难题呢？ 学生自我评价后，修正。 生： 领会，记笔记或划书。 （2）金属制品在使用过程中会被腐蚀或损坏，同时由于生产的发展，新的产品要不断替代旧的产品，因而每年就有大量废旧金属产生。废旧金属是一种固体废弃物，会污染环境，应该怎样解决这类问题？

生：

看课本第99-100页，讨论后，自由发表意见，并进行交流。 【例题剖析】

【例1】关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（

）

A

金属元素仅存在于矿物中。

B

金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。

C

少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。

D

金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。

[思路点拨] 金属在自然界的分布很广，无论是矿物，还是动植物体內，或多或少地都含有金属元素。这些金属元素除了少数化学性质不活泼以游离态存在外，大多数化学性质较活泼的金属，在自然界以化合态存在。

答案:C 、D。

【例题剖析】

【例2】下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是（ ）

A 2Na + MgCl2 ==== 2NaCl + Mg

电解

B

MgCl2 (熔化) ===== MgO + Cl2

高温

C

2MgO ===== 2Mg + O2

高温

D

MgO + C===== MgO + C 【教师精讲】

工业上冶炼镁不能用比镁还昂贵的钠作原料去还原MgCl2，可采用电解MgCl2 (熔化)的方法。若用氧化镁为原料，也不能采用高温分解法，因为镁属于活泼金属，其氧化物熔点很高（2800℃）。可用焦炭在高温下去还原氧化镁而得到镁。故选 B 、D。 【实验4-1】

注意事项：实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；铝粉要细（200目以上），最好用铝银粉（商业名称）；预先擦去镁带的氧化膜，长度约需10 cm（过短热量不够，影响实验效果。

二、金属的回收和资源的保护：

把废旧金属作为一种资源，加以回收利用，既减少了垃圾量，防止

，又缓解 的 矛盾。

师（提问）：（1）请看插图并联系生产和生活实际，说说金属回收再利用的意义？

（2）你认为本节课的重点应该是什么？ 师（小结）：

本节课的重点是掌握金属冶炼的一般原理及常见的金属冶炼的三种方法，并能利用金属冶炼的一般规律正确书写有关化学方程式，标出电子转移数目和方向。同时，要充分认识金属回收利用和资源保护的重要意义，牢固树立环境保护意识和开发、节约资源的观念。 思考，总结，并发表意见。 领会，记忆 布置作业： 复习本节课的内容 完成本节的同步练习 板书设计：

第一节 开发利用金属矿物和海水资源

（第1课时）

一．金属矿物的开发利用 1．冶炼步骤 3.冶炼方法 4.金属的回收和资源保护

（1）热分解法

2．冶炼原理 （2）热还原法 （3）电解法

活动与探究

1．查找资料，了解我国主要有那些钢铁基地？并以其中的2个工厂为例，完成下表：

产量

（万吨/年）

原料

×××钢铁厂

×××钢铁厂

原理

主要设备

随堂练习

1．下列关于金属冶炼的说法中，不正确的是（ ）

A．金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的

B．天然矿藏很少只含一种金属元素，往往含有较多杂质

C．金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤

D．金属冶炼一定要用到还原剂

2．用铝热剂冶炼难熔金属，是因为铝

（ ）

A．具有导电性 B．具有延展性 C．既能与酸反应又能与碱反应 D．被氧化过程中放出大量的热

3．下列金属均需用H2.CO把它们从化合物中还原出来的是 （ ）

A．CA.Mg B．Al、Fe C．Sn、Cu D．Hg、Ag 4．可用热分解法就能制得的金属有 （ ）

A．Cu、Cr B．Ti、W C．Ag、Hg D．NA.Al 5．冶炼金属一般有下列三种方法：①热分解法，②热还原法，③电解法。有下列四种金属制备方法：（I）火烧孔雀石与焦碳的混合物炼铜，（II）湿法炼铜，（III）铝热法炼铬，（IV）海水炼镁。下列对这四种金属制备方法的分类不正确的是 （ ）

A．（I）① B．（II）③ C．（III）② D．（IV）③

6．工业上生产金属钾的条件是：

KCl（l）+ Na（l）NaCl（l）+ K（g）对上述反应能进行的主要原因，正确的解释是（ ）

A．钠的活动性比钾强 B．因上述反应是可逆反应

C．钾的沸点比钠低，当把钾蒸气抽走时平衡向正反应方向移动 D．氯化钠的热稳定性比氯化钾强

7．冶炼金属常用以下几种方法：①以C或H2 、CO作还原剂还原法；②热分解法；③电解法；④铝热法。现冶炼下列金属：Al、Mg、Cu、Hg、Mn，试标明适宜的冶炼方法。

Al： ，Mg： ，Cu： ，Hg： ，Mn： 。

8．将3.6g碳粉跟含Fe3O4

80% 的磁铁矿29g混合后，隔绝空气加强热，反应后收集到的气体恢复到标准状况时，其体积为6.72L，则气体是 ，其中CO2占气体体积的 。

9．在灰黑色粉末A和白色粉末B组成的混合物中加水，先看到蓝色溶液，过一段时间溶液变为浅绿色，并同时析出红色沉淀C。将沉淀C过滤出来，加入浓硫酸共热，有气体放出，将溶液浓缩，结果得到晶体D，把晶体D继续加热，又得到白色粉末B。试推断A.B.C.D的化学式：

A： ，B： ，C： ，D： 。

10．将n mol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。

⑴可能发生的化学反应有：

①FeO+C═Fe+CO ②2FeO+C═2Fe+CO2 ③FeO+CO═Fe+CO2 ④ ⑵若n< 1/4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。

⑶若n > 4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。

⑷若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是 。

⑸若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 。

【随堂练习参考答案】

1．D 2．D 3．C 4．C 5．AB 6．C 7．③，③，②，①，④

8．CO、CO2；1/3。 9．A：Fe；B：CuSO4；C：Cu；D：CuSO4•5H2O。

10．⑴C+CO2 2CO；⑵FeO、Fe；CO2；⑶C.Fe；CO；⑷1/2 < n < 1；⑸2/3。