归纳与整理第二课时教案

人教版必修2第四章第一节

开发利用金属矿物和海水资源

第1课时

金属矿物的开发利用

教学设计

成都市宁顺德名师工作室

四川省成都市航天中学校 薛盼

一、教学分析

本节课是依据《普通高中新课程标准实验教科书》人教版化学必修2第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》中“第1课时

金属矿物的开发利用”开发的一节基于“活动元”教学设计的市级公开示范课，并代表成都市化学名师工作室送教至九寨沟的一节实验示范探究课。

1．本节内容的地位和功能

本课题选自人教版化学2 第四章《化学与自然资源的开发利用》第一节（第一课时）的内容，以金属的冶炼为目的，全面地关注金属矿物的开发利用。根据课程标准，本章（化学与自然资源的开发利用）主题是化学与可持续发展，主要包括两个方面：①运用化学知识和原理，解决资源开发利用中的问题，学以致用。②在开发自然资源的过程中，

必须保护周围环境、维护生态平衡，建立可持续发展的观念。而本节课的教学就是学以致用的典范，也是关注人与自然可持续发展的典范。从学科知识的角度看，本节课的教学有利于学生将前面所学过的无机物的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展。从科学、技术和社会相互作用背景的角度看，本节课的教学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和自然协调发展中可能会遇到的问题，并培养学生做出明智决策的意识和能力。

2．对教学内容的分析

本课时的教学内容，主要围绕着金属的冶炼方法进行。金属元素在周期表中的分布非常广泛，在自然界的存在主要是化合态，而金属单质以及合金在工农业和日常的生活中的用途很广。本课设计为通过“回顾冶史”较生动形象的引导学生总结提炼不同金属冶炼的方法，理解金属冶炼的实质及冶炼方法不同的原因。并能和必修1 的知识结合，试图去解释这些规律。这样的安排，不但可以复习必修1 的元素化合物知识，而且对于周期律、化学键、物质的分类、化学实验的手段等都是全面的复习和提升；

必修1 中学生学***量的元素化合物知识，必修2 中学习了元素周期律，所以本节课的学习也是学生提升和运用元素观解决实际问题的体现。

因此在教法设计上，我采用“一个中心，两条主线”的教学方式。一个中心指以学生活动解决问题为中心，两个主线指知识主线和能力主线。从学生已有的经验出发，高视角、低起点，加强直观教学，采用设问、重温冶史、实验探究、实验创新改进，学以致用等方式，引导学生联想、迁移，改变单一的被动接受式学习方式，向追求多元化学习目标、重视过程的理解和体会的方向转变。

本节内容通过设计课前“自主前置性学习”，课中三个活动元教学：即重温冶史、实验

1

探究、学业致用，课后拓展练习开展教学。教学重点是理解金属冶炼的实质和铝热反应。教学难点是理解不同金属冶炼方法的选择和铝热反应。分组实验、讨论交流、实验探究、实验模拟改进、汇报交流、先独立完成、后小组讨论交流的模式。即先学生独立思考、后生生交流、生生互评、教师点评的较有效教学模式进行教学。充分体现生本教育理念以及全国新课改教师引导、学生为主人公的教育理念。

二、学情分析

1．知识技能基础：学生已经在初中对于金属及合金有所了解，在必修1的学习中，对于Na、Al、Fe、Cu 四种重点金属元素的单质和化合物进行了深入和细致的研究。在必修2 的学习中，已经掌握和体会了元素周期律中蕴含的科学本质。结合化学键和物质分类的学习，利用结构决定性质的思想和同类物质的相似性，能够解决并通过实验的手段探究简单未知物的性质。

2．能力方法基础：学生具有设计简单实验方案的初步能力，具有使用常见仪器进行实验操作的初步能力，具有观察实验现象和记录实验数据的初步能力。

3．情感态度基础：学生思维具有广阔性，富有想象力，具有开展实验探究的欲望和极大地解决实际问题的热情，具有合作学习的意识与体验。

当然，由于必修1 学习课时紧张，而且时间长了有遗忘的现象，对于有些化学反应方程式不能正确书写。还有高一化学的学习毕竟停留在必修阶段，学生自我梳理知识、独自设计实验方案的能力、感悟科学本质的“悟性”都有待通过教师有效的组织教学进行加强，通过教师对铝热反应焊接钢轨实验创新改进，可以极大的激发学生实验探究的热情以及创新意识的培养，将是一节特别有价值的课。

三、教学目标

1．让学生理解金属冶炼的实质及冶炼方法不同的原因；

2．让学生理解“铝热反应”的实质及应用。

3．让学生了解金属的回收利用与资源的保护，树立资源保护意识及合理开发意识。

四、评价目标

1.通过重温金属冶炼史，诊断并发展学生对不同金属冶炼顺序与方法选择不同的理解，落脚至“变化观念与平衡思想”的结构化认识水平；

2.通过具体对铝热反应的“实验探究”以及“模拟体验焊接钢轨”，诊断并发展学生对反应的实验探究与设计水平，以及促进创新意识的理解水平；

3.通过对金属的回收利用与资源的保护的相关素材整合分析，诊断并发展学生学以致用解决实际问题能力的水平，以及对上至国家以及下至个人肩负的社会责任的认识水平。

五、教学重、难点

2

教学重点：理解金属冶炼的实质和铝热反应。。

教学难点：理解不同金属冶炼方法的选择和铝热反应。

六、教学准备

⑴仪器：铁架台（带铁圈），圆形大滤纸两张，长药匙三把，沙盘，蒸发皿、酒精灯、砂纸、吸铁石两根、自制加工过的板砖、铁丝（若干）、多功能化学反应橱、录像机等；

⑵药品：三氧化二铁粉末，铝粉，氯酸钾粉末，镁带，沙土，火柴等。

七、教学过程

教学过程

教学板块

教学时间

教师活动

师：上课。(翻阅PPT1) （面带微笑）同学们，都说天上会掉馅饼，可是有一天天上情境

导入

不掉馅饼，掉金子啦，大家信吗？

师：(翻阅PPT2)播放视频！

[板书] ＆4.1.1 金属矿物的开发利用

一、

金属冶炼

这就是天上掉的东西，硫铁矿！

师：(翻阅PPT3)而自然界中金属矿物少数以游离态存在，大部分以化合态存在！

师：(翻阅PPT4)阅读教材P88【活动一】第二段，总结金属冶炼的原理和实质！汇报交流。

重温冶史师：(翻阅PPT5)接下来，请让-----理解我们穿越历史，一起回顾金金属冶炼属冶炼史，介绍！

的实质及冶炼方法不同的原因

3 学生活动

40分钟

设计意图

时间

倾听

思考

回答

情境导入，以天下掉黄金视频报道展开。同时通过分析新闻报导中的事实，与新课建立联系。

2分钟

学生认真

观察图片

思考

倾听

从元素价态变化的角度认识金属冶炼的实质，初步建立物质性质与冶炼方法之间的关联。

14分钟

独立书写

展示交流

以金属冶炼史为线索，认识不同活动性金属的冶炼方法

从具体物质冶炼方法的研究到类物质冶炼方法的研究。学生对中国和世界各国冶炼历史有了一定的了解，思

强化过手训练，落实双基

师：(翻阅PPT6)这是铜制兵器，距今已有6000-7000年。

师：(翻阅PPT7)这是铜的两种冶炼方法。1.火法炼铜；请在学案中完善相应方程式。

2.湿法炼铜。古籍《淮南万毕术》上就有“曾青得铁，则化为铜”的记载，《宋史—食货记》也有详细记载炼铜的过程，请写出湿法炼铜的方程式。

师：(翻阅PPT8)人类最早是从天上陨铁中得到铁；这是一些铁质工具。

师：(翻阅PPT9)炼铁-----始于春秋时期，

西汉初，先人们就懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，这领先了欧洲一千余年；最早方以智《物理小识》和李诩《戒

仔细观察、思考

观察理解

仔细观察、路更加清晰。

庵老人漫笔》中详细记载了思考

炼铁的过程，请结合古籍写

出炼铁的方程式。

师：(翻阅PPT10)汞的冶炼

炼丹术------起于战国时期、兴于汉代初期，葛洪《抱朴子》记载“丹砂烧之成水银”，炼丹术最先在中国诞生。“丹”原来指丹砂（即

4

硫化汞Hgs）。《史记·秦始皇本纪》也有相关记载，请结合古籍写出相应方程式。

师：(翻阅PPT11)近代冶炼：铝的冶炼史，它曾经是金属中的贵族，在１９世纪以前，铝价格比黄金还要贵。在拿破仑举办的宴会上，只有王室成员才能用铝勺和铝叉用餐。１８８９年，人们为了表彰门捷列夫的伟大贡献，他被赠予了一件贵重奖品──用铝制作的天平。

师：(翻阅PPT12)飞入寻常百姓家，22岁的美国化学家霍尔发现了电解制铝法，请写出相关方程式。

师：(翻阅PPT13)现代冶炼 -- 冶炼钠、钾-----19世纪初，1807年英国化学家戴维用电解的方法制得了K、Na。

师：(翻阅PPT14)接下来请大家思考交流以下几个问题：1.为什么青铜器时代早于铁器时代呢？2.金属有哪些冶炼方法？3.从金属冶炼实质角度具体讨论金属活动性和冶炼方法之间的关系？

请完成学案中交流研讨部分，先小组交流研讨，后汇报交流。开始。请这组汇报交流。

[板书]2. K、Ca、Zn、Fe、HgPtNa、Mg、Sn、Pb、、、Al Cu Ag Au

汇报交流

过手训练

独立思考

小组讨论

汇报交流

先独立完成后在小组讨论交流，充分调动起来学生的积极性，遵循学生学习习惯，先独立完成、后生生交流、生生互评、教师点评的较有效教学模式。

通过对具体金属冶炼转化的交流与点评，诊断和发展学生对物质及其转化思路的认识角度：元素性质角度（化合价）、结构角度（电解Al2O3而不电解AlCl3）、能量角度（反应物与生成物能量高低），认识水平（单一、结构化）。

电解法.还原法.

5

热分解法.物理提取法

【教师】点评分析、鼓励评价！

【讲解】冶炼方法的选择:简单,实用,节省,环保 【结论】金属越活泼，越难冶炼。

同学们，我们重点探究热

还原法中的经典反应。“铝热

倾听、理解

听讲、思考、

学生参与教材实验演示，通过反应前后磁铁的使用检测单质铁的生成，培养学生实验探究与观察能力。

同时为了避免实验强光对眼睛的伤害，注重式样安全特意准备了墨镜。

先独立完成后在小组讨论交流，充分调动学生学习积极性，遵循学生学习习惯，先独立完成、后生生交流、生生互评、教师点评的较有效教学模式。

焊接钢轨实物展示有利于激发学生的探究热情

先观察“铝热反应焊接钢轨模拟改进实验”重要视频，后通14分钟

反应”，我们一起探究活动二。

理解

师：(翻阅PPT16)首先请大家观

察铝热反应及实验操作事项。观察

有请两名实验小助理上前参与并近距离观察演示。

师：首先请一名实验助理用磁铁先检验铝热剂中是否含有单

质铁？

学生：没有检测到有铁单质存在。

师：接线来按照教材实验演示，

为了实验安全请两名实验助理

汇报实验

戴上墨镜观察实验现象，请这现象

两名同学汇报实验现象。

学生：镁条剧烈燃烧，发出耀

眼的白光，氧化铁粉末和铝剧烈反应，放出大量的热，纸漏

斗的下部被烧穿，有黑色熔融

物落入沙中。

【活动二】师：请这名实验助理用磁铁再 次在铝热反应后的产物中检验是否有单质铁产生

观察思考

实验探究学生：用磁铁吸有一些单质铁

产生

----理解独立思考

师：(翻阅PPT17)：请小组讨论交流，实验中氯酸钾和镁条的

“铝热反作用？请汇报交流。逐个讲解。

应”的实质 [板书] 二、铝热放应

组内讨论

1.原理：

汇报交流

及应用

2Al

＋Fe2O3

=高温=

2Fe＋Al2O3

师：(翻阅PPT18)讲解铝热反

应，铝热反应应用模拟焊接钢轨实验改进演示，请大家观察

老师提前在实验室录制的焊接

钢轨改进实验视频。

观察、思考、师：请大家看这是老师课前焊接钢轨的样品（拿出实物进行理解

展示），虽然这样铁轨焊接上

了，但是实际应用当中太粗糙

6

【活动三】学以致用----了解金属的回收利用与资源的保护

火车无法通过，那么大家想不理解

想知道实际生活当中，焊接钢轨是怎样进行的？

学生：想知道。

师：(翻阅PPT19)接下来，请大家观察焊接钢轨在实际生产生活中的应用视频。

[板书]2.应用：焊接钢轨

同学们，我们学习了金属

冶炼的实质和方法选择，了解 金属的回收利用与资源的保护

意义重大。

师：(翻阅PPT20)你知道独立思考

吗？我们每年数以亿吨计的向自然界索取金属资源，资源就

会越来越少，直至有一天枯竭。

怎样才能使金属资源可持续发展？

组内讨论

师：(翻阅PPT21)如何合理开发利用金属资源？请大家先

思考讨论、交流分享汇报！开汇报交流

始。

[板书] 三、金属回收回收利用与资源的保护

观察思考

师：鼓励，评价。

师：(翻阅PPT21)回收铝，可以大幅减少耗能以及二氧化

碳的排放。因此，回收金属

铝，节约铝资源，节能减排

刻不容缓！

师：(翻阅PPT22-27)

我们身

边的浪费，钢铁腐蚀占年产

量的十分之一

师：(翻阅PPT28)

对钢铁、铝

和铜的回收价格会大幅降

低，金属回收还可以做成艺

术品展示。

师：(翻阅PPT29)

在海底发现思考交流

的大量多金属结核矿是人类重讨论汇报

要的金属资源，思考目前开发

这些海底金属资源可能遇到的

交流汇报

主要问题是什么？

学生：思考交流汇报。

师：点评，评价、鼓励。

师：(翻阅PPT30)中国每年4

月22日都要举办“世界地

球日”活动。每年中国纪念

7 过观察焊接钢轨在实际生产生活中的应用。有利于培养学生从实验室理论到现实实际应用的差异与改进，培养思维的缜密性。

通过前边学习金属冶炼的实质和方法选择，结合实际生活联系，如何合理开发利用金属资源？

学生将化学与生活联系，诊断学生学科价值认识水平。

挖掘教材，启发学生思维，诊断社会价值视角认识水平。

10分钟

“世界地球日”，都要确定倾听、思考

一个主题。

中国一直再行

动！

师：(翻阅PPT31-323)思考回收

金属的意义？为让金属资源可

持续发展，

我们一起节约回收思考理解

金属资源吧！进一步了解金属矿物的种类及冶炼方法。课后上网查资料了解中国金属的回收利用情况，并写一份调查报告。

【下课】。同学们休息！

谢谢倾听、感谢指导! 介绍中国是一个负责人的大国，增强民族荣誉自豪感！

评价归纳总结能力，诊断学生对化学社会价值认识水平

通过交流点评诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）

七、板书设计

＆4.1.1 金属矿物的开发利用

一

、

金属冶炼

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 物理提取法

二、铝热放应

1.原理：2Al＋Fe2O3

=高温=

2Fe＋Al2O3

2.应用：焊接钢轨

三、

金属回收回收利用与资源的保护

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