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2019-2020年高中化學(xué)《開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源》教案4 新人教版必修2 各位專家、評(píng)委大家好：我說(shuō)課的課題是《開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源》中的（一、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用）。 一、說(shuō)教材 （一）在教材的地位及作用 本節(jié)課選自人民教育出版社出版的全日制普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《化學(xué)2（必修）》第四章第一節(jié)《開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源》的第一課時(shí)金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用。化學(xué)研究和應(yīng)用的一個(gè)重要的目標(biāo)就是開(kāi)發(fā)和利用自然界中可能的物質(zhì)資源和能源資源，為人類生存和社會(huì)發(fā)展提供必要的物質(zhì)和能源基礎(chǔ)；同時(shí)，應(yīng)注意到這一過(guò)程必須同自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。本課時(shí)是以金屬活動(dòng)順序表、氧化還原反應(yīng)為依托，探究金屬的冶煉原理、金屬資源的回收和利用。幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和體會(huì)化學(xué)在自然資源開(kāi)發(fā)和利用中的意義和作用，揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系，樹(shù)立資源保護(hù)意識(shí)幾合理開(kāi)發(fā)意識(shí)。 （二）教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)和技能目標(biāo)： 1．以金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用為例，認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的作用。 2．掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)及不同金屬的冶煉方法。 過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用，使學(xué)生體會(huì)到自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)，走可持續(xù)發(fā)展的道路的重要性。 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神。 教學(xué)重點(diǎn)：了解化學(xué)方法在金屬礦物開(kāi)發(fā)（主要是金屬冶煉） 教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)生在掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上，了解使用于不同金屬的冶煉方法 教學(xué)過(guò)程： 【引言】 　　人們通常將化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分類，在原子、分子等不同的結(jié)構(gòu)層次上研究物質(zhì)及其發(fā)生化學(xué)變化的規(guī)律，認(rèn)識(shí)物質(zhì)在變化過(guò)程中表現(xiàn)出的性質(zhì)。所有這些都是人類利用自然資源、豐富物質(zhì)世界的重要科學(xué)依據(jù)。本節(jié)課我們主要以金屬礦物為例，一起認(rèn)識(shí)和體會(huì)化學(xué)在自然資源開(kāi)發(fā)和利用中的意義和作用。 第一課時(shí) 金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用 閱讀課本p88資料卡片 自然資源與可持續(xù)發(fā)展 廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時(shí)間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的，以提高人類當(dāng)前和將來(lái)福利的自然環(huán)境因素和條件的總稱?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿足人類需要，強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國(guó)家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持續(xù)發(fā)展。 【新課】第一課時(shí) 金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用 一、閱讀并完成下列問(wèn)題： 1、金屬冶煉的基本原理是什么？ 2、金屬冶煉的基本方法有哪些？ 3、金屬冶煉會(huì)帶來(lái)哪些附加問(wèn)題？ 二、金屬的冶煉 金屬冶煉是工業(yè)上將金屬?gòu)暮薪饘僭氐牡V石中還原出來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程。金屬的活動(dòng)性不同，可以采用不同的冶煉方法。總的說(shuō)來(lái)，金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定，越容易將其從化合物中還原出來(lái)。 青銅時(shí)代 工業(yè)時(shí)代 鐵器時(shí)代 金屬的冶煉利用的反應(yīng)原理是什么呢？ 資料： 銅、鐵、鋁被人類大規(guī)模開(kāi)發(fā)、利用的大致年限 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 閱讀資料，請(qǐng)嘗試解釋人類大規(guī)模開(kāi)發(fā)、利用各種金屬的時(shí)間順序。 你認(rèn)為冶煉不同金屬的差異是什么？這些差異與金屬的什么性質(zhì)有關(guān)？ ㈠金屬冶煉的方法主要有： （1）熱分解法 對(duì)于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)，例如：2HgO==2Hg+O2↑ 2Ag2O==4Ag+O2↑ （2）熱還原法 在金屬活動(dòng)性順序表中處于中間位置的金屬，通常是用還原劑（C、CO、H2、活潑金屬等）將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)，例如： WO3+3H2==W+3H2O ZnO+C==Zn+CO↑ Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)量大、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，一直沿用至今。這種方法生產(chǎn)的鐵占世界鐵總產(chǎn)量的95％以上。 Fe2O3+3CO==2Fe+CO2↑ Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3 （鋁熱反應(yīng)） 【演示實(shí)驗(yàn)】課本p89實(shí)驗(yàn)4-1 注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意安全，反應(yīng)裝置應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物；鋁粉要細(xì)（200目以上），最好用鋁銀粉（商業(yè)名稱）；預(yù)先擦去鎂帶的氧化膜，長(zhǎng)度約需10cm（過(guò)短熱量不夠，影響實(shí)驗(yàn)效果。 現(xiàn)象：，鎂條劇烈燃燒，并發(fā)出耀眼的光芒。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。 結(jié)論：Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3（鋁熱反應(yīng)） 鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)：高溫引燃劇烈放熱，體現(xiàn)氧化鋁高熔點(diǎn)的性質(zhì)。 應(yīng)用：①焊接鋼軌②冶煉高熔點(diǎn)金屬 （3）電解法 非常活潑的金屬用一般的還原劑很難將它們還原出來(lái)，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬，例如： 2NaCl（熔融）==2Na+Cl2↑ 4NaOH（熔融）==4Na+O2+2H2o MgCl2（熔融）==Mg+Cl2↑ 2Al2O3 ===4Al+3O2↑ 一些對(duì)純度要求較高的不活潑金屬也可以采用電解其鹽溶液的方法來(lái)進(jìn)行冶煉，例如：2CuSO4+2H2O==2Cu+2H2SO4+O2↑ （4）有些金屬可以利用氧氣從其硫化物中冶煉出來(lái)，例如： Cu2S+O2==2Cu+SO2 結(jié)論：（學(xué)生總結(jié)）金屬活動(dòng)順序表中不同金屬冶煉方法的選擇 電解法 熱還原法 熱分解法 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag 【思考】為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？ 金屬使用的先后與金屬冶煉的難易有關(guān)。 三、金屬提煉步驟： （1）礦石的富集、除雜；（2）冶煉；（3）精煉。 礦產(chǎn)資源是大自然賦予人類的寶貴財(cái)富，但并非取之不盡用之不竭，隨著人們的開(kāi)發(fā)利用，將會(huì)日漸減少，因此要加強(qiáng)金屬資源的回收和再利用，節(jié)約礦產(chǎn)資源。我國(guó)幅員遼闊，是世界上礦產(chǎn)資源比較豐富、礦產(chǎn)品種比較齊全的國(guó)家。我國(guó)礦產(chǎn)資源總值居世界第3位，但人均擁有量約為世界人均水平的 。因此，我們更應(yīng)注意金屬的回收和資源的保護(hù)。 [課堂練習(xí)1] 冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法，②水煤氣（或H2或CO）法，③活潑金屬置換法，④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有（ⅰ）火燒孔雀石法煉銅，（ⅱ）濕法煉銅，現(xiàn)代有（ⅲ）鋁熱法煉鉻，（ⅳ）從光鹵石（KCl?MgCl2?6H2O）中煉鎂，對(duì)它們的冶煉方法分析不正確的是（　 ） 　　a．（ⅰ）用①　　b．（ⅱ）用②　　c．（ⅲ）用③　　d．（ⅳ）用④ 　解析：（?。áⅲá＃áぃ┌l(fā)生的反應(yīng)分別是： 　?。á。?符合①　?。áⅲ┓息邸　。á＃┓息? 　?。áぃ┫葟墓恹u石中提取MgCl2，再電解MgCl2，符合④　　答案：b [課堂練習(xí)2] 工業(yè)上用鋁土礦（主要成分是al2o3）生產(chǎn)鋁的過(guò)程，可用簡(jiǎn)單示意圖表示如下（圖中字母代表有關(guān)物質(zhì)的分子式） 寫(xiě)出①～④反應(yīng)的方程式。 答案： ①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O ②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3 ③Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH ④2Al(OH)3 ==Al2O3+3H2O 閱讀思考： 未來(lái)金屬 —— 鈦(Ti) 鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說(shuō)“21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)”。 鈦是一種性能非常優(yōu)越的金屬。密度小、硬度大、熔點(diǎn)高。鈦的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕。鈦和鈦的合金大量用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等領(lǐng)域。 鈦的主要礦石是金紅石（主要成分是TiO2） 冶煉鈦可以采用什么方法呢？ 課后思考 如何解決金屬冶煉所帶來(lái)的附加問(wèn)題？我們可以做些什么？ 【作業(yè)】課本p93習(xí)題1、2、3