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2019-2020年高一化學(xué)《鎂的提取及應(yīng)用》教案 一、教材及學(xué)情分析 本節(jié)課仍沿襲了以海水資源為背景，通過(guò)海水資源的綜合利用這一過(guò)程為知識(shí)主線，在“工業(yè)生產(chǎn)——性質(zhì)探究——社會(huì)應(yīng)用 ”線索下，從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，依托實(shí)驗(yàn)探究方法，探討了海水中提取鎂的方法，在非金屬元素及金屬元素鈉之后，繼續(xù)引出典型的金屬元素——鎂單質(zhì)及其化合物知識(shí)。讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的同時(shí)學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的方法，培養(yǎng)了學(xué)生思維的多元性和立體性，也為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)完整的非金屬與金屬元素的性質(zhì)遞變規(guī)律的知識(shí)體系引線，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 本節(jié)重在使學(xué)生在獲取相關(guān)化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)研究技能的同時(shí)，形成自然資源的有效利用需要化學(xué)科學(xué)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生了解化學(xué)與社會(huì)、生活、生產(chǎn)等的密切聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和經(jīng)濟(jì)效益觀念，有利于學(xué)生理解所學(xué)的知識(shí)和學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。 二、指導(dǎo)思想與設(shè)計(jì)思路 本節(jié)課對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以“用途—存在—提取—性質(zhì)—用途”為主線，采用學(xué)案讓學(xué)生課外預(yù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生篩選、加工信息的能力，提高閱讀和提取有效信息的能力。在鎂的性質(zhì)的學(xué)習(xí)中，分析鎂作為活潑金屬單質(zhì)的共性（與氧氣反應(yīng)、與酸反應(yīng)）和特性（與氮?dú)夥磻?yīng)、與二氧化碳反應(yīng)）。設(shè)置分組實(shí)驗(yàn)來(lái)重點(diǎn)突破特性和鎂提取的化學(xué)原理中對(duì)試劑的選擇。而且從氧化還原反應(yīng)角度和原子結(jié)構(gòu)知識(shí)進(jìn)一步理解鎂是一種活潑的金屬。聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，從提取鎂的原理中讓學(xué)生理解科學(xué)與技術(shù)、化學(xué)與價(jià)值的基本觀念。 三、教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn) 1.基本目標(biāo) （1）知識(shí)與技能：了解鎂在生產(chǎn)生活中的用途、海水中鎂的含量、鎂的存在形式；了解鎂的提取及物理性質(zhì)，了解從海水中提取鎂的基本原理和流程，認(rèn)識(shí)工業(yè)生產(chǎn)的基本方法和一般思路；掌握鎂的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，形成物質(zhì)的“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”的觀念。 （2）過(guò)程與方法：通過(guò)討論、交流發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程和樂(lè)趣，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 （3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：使學(xué)生逐步形成自然資源的有效利用需要化學(xué)科學(xué)發(fā)展的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生了解化學(xué)與社會(huì)、生活、生產(chǎn)等的密切聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和經(jīng)濟(jì)效益觀念，有利于學(xué)生理解所學(xué)的知識(shí)和學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。 2.教學(xué)重、難點(diǎn)及突破方法 （1）重點(diǎn)：鎂的提取的化學(xué)原理，鎂的化學(xué)性質(zhì)，理解“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”這一基本觀點(diǎn)。 （2）難點(diǎn)：鎂的提取的化學(xué)原理和流程。 （3）突破方法：分組實(shí)驗(yàn)探究與理論分析相結(jié)合。 四、教學(xué)過(guò)程： 【師】(PPT展示金屬鎂的用途圖片)金屬鎂在各個(gè)領(lǐng)域中都有較為廣泛的應(yīng)用，能用來(lái)做合金、焰火等等。 【板書(shū)】一、鎂的應(yīng)用——廣泛 然而，金屬鎂在自然界中并不是以鎂單質(zhì)的形式存在的，而是以化合態(tài)的形式廣泛存在。 (PPT展示鎂在自然界中的存在的幾種圖片) 【板書(shū)】一、鎂的存在——化合態(tài) 【師】另外，海水中鎂的總儲(chǔ)量約為1.81015t。 所以，海水也是金屬鎂的主要來(lái)源之一。那么， 如何將鎂從海水中的眾多離子中分離提純出來(lái) 呢？請(qǐng)結(jié)合以下資料分析，如何將Mg2+從海水 中分離出來(lái)？ 【板書(shū)】二、鎂的提取 投影呈現(xiàn)并引導(dǎo)學(xué)生思考： 資料1：室溫下幾種常見(jiàn)鎂的化合物的溶解度（g）： MgCl2 54 MgSO4 33 MgCO3 0.011 Mg(OH)2 0.0029 請(qǐng)結(jié)合資料1思考【問(wèn)題3】：Mg2+以哪一種化合物的形式最容易從海水中分離出來(lái)呢？ 資料2：部分化學(xué)試劑的市場(chǎng)價(jià)格（元/噸）KOH 5238 NaOH 2305 Ca(OH)2 1200 請(qǐng)結(jié)合資料2思考【問(wèn)題3】：工業(yè)生產(chǎn)中為了獲得盡可能高的利潤(rùn)，應(yīng)該選用哪種沉淀劑？這種沉淀劑如何獲得？請(qǐng)寫(xiě)出獲得沉淀劑的相關(guān)化學(xué)方程式或離子方程式。 【問(wèn)題5】海水中Mg2+的濃度約為1.29g/L，直接往海水中加沉淀劑是否合適？為什么？我們?cè)撛趺崔k？ 投影引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)與探究 活動(dòng)與探究 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié) 論 1、在A、B兩支試管中分別加入0.05mol/LMgCl2溶液（模擬海水）和2.0 mol/LMgCl2溶液各1mL，分別加入NaOH溶液，振蕩，觀察現(xiàn)象。 2、在一支試管中加入2.0 mol/LMgCl2溶液1mL，滴入澄清石灰水，振蕩，觀察現(xiàn)象。 結(jié)論：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，明白了因?yàn)楹Ｋ械腗g2+ 的濃度很小，直接加沉淀劑不利于Mg2+ 的沉淀，而且會(huì)增大沉淀劑的用量，加大了經(jīng)濟(jì)投入。應(yīng)該先把海水中的Mg2+富集（先將海水濃縮，或者利用提純NaCl后的海水），再加沉淀劑。 【問(wèn)題】通過(guò)實(shí)驗(yàn)1、2的對(duì)比從沉淀的效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差，如何解決這一矛盾？ 【師】工業(yè)生產(chǎn)需追求經(jīng)濟(jì)效益，在實(shí)際生產(chǎn)中使用熟石灰作為沉淀劑最佳。 【問(wèn)題6】如何實(shí)現(xiàn)Mg(OH)2→Mg的轉(zhuǎn)化呢？首先我們回顧一下，如何從化合物中獲得鈉等金屬單質(zhì)的？然后結(jié)合鈉單質(zhì)的獲得，分析從化合態(tài)鎂制得游離態(tài)鎂應(yīng)用什么方法？ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 【師】電解熔融MgCl2獲得鎂單質(zhì)。 【問(wèn)題7】結(jié)合以下資料，分析如何實(shí)現(xiàn)Mg(OH)2→MgCl2的轉(zhuǎn)化？ 資料3：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 資料4： (1) MgCl2溶液中存在著可逆反應(yīng)MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl (2)若在空氣中加熱MgCl26H2O，生成的是Mg(OH) Cl或MgO： MgCl26H2O=Mg(OH) Cl+ HCl + 6H2O MgCl26H2O=MgO+ 2HCl + 6H2O (3)在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl2與水的反應(yīng)，且?guī)ё吡薓gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣，能得到無(wú)水MgCl2。 【師】綜合分析以上資料，為了獲得鎂單質(zhì)，在Mg(OH)2加入鹽酸濃縮，由MgCl26H2O脫水制得無(wú)水MgCl2，再用電解熔融MgCl2的方法獲得。 【學(xué)生活動(dòng)】通過(guò)閱讀資料和與舊知識(shí)相聯(lián)系，比較、歸納，獲得提取鎂的實(shí)驗(yàn)方案。并寫(xiě)出相關(guān)的反應(yīng)方程式。 投影（整理歸納——從海水中提取鎂的一般過(guò)程與方法） 【板書(shū)】二、海水中鎂的提取 結(jié)晶 過(guò)濾 海水 粗鹽 濾液 Mg(OH)2 NaCl飽和溶液 燒堿 H2 Cl2 MgCl26H2O Mg Cl2 MgCl2 加鹽酸 濃縮結(jié)晶 石灰乳 脫水 電解 電解 精制 貝殼 CaO 煅燒 水 （從海水中提取鎂的流程） 　 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： CaCO3CaO + CO2↑； CaO+H2O ==Ca(OH)2 MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2 　　Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O 　　MgCl2Mg＋Cl2↑ 【師】觀察實(shí)驗(yàn)室里的鎂單質(zhì)。展示鎂條并引導(dǎo)學(xué)生觀察鎂條的硬度、密度、延展性、表面的顏色及純金屬的顏色。（自然過(guò)渡，引入化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)） 【板書(shū)】三、鎂的性質(zhì) 1、物理性質(zhì)： 【師】純凈的金屬鎂露置于空氣中，表面易被氧化，說(shuō)明了金屬鎂易與氧氣反應(yīng)。 視頻演示實(shí)驗(yàn)：鎂在氧氣中的燃燒 【板書(shū)】3、鎂的化學(xué)性質(zhì) （1） Mg＋O2 2MgO 【師】從上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了鎂單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性，我們?cè)購(gòu)逆V的原子結(jié)構(gòu)示意圖來(lái)看一看。 【板書(shū)】2、鎂的原子結(jié)構(gòu) 【提問(wèn)】畫(huà)出鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖，推測(cè)單質(zhì)鎂應(yīng)具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)。 推測(cè)：鎂原子具有失去2個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向，即單質(zhì)鎂有強(qiáng)的還原性。 【板書(shū)】 → ：強(qiáng)的失電子能力（強(qiáng)的還原性） 【師】那么，鎂具有較強(qiáng)的還原性，除了易與氧氣反應(yīng)，還能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)呢？ 【板書(shū)】3、鎂的化學(xué)性質(zhì) 投影演示：鎂在氮?dú)?、氯氣中的燃? （1）與活潑的非金屬反應(yīng) Mg＋O2 2MgO Mg＋Cl2MgCl2 3Mg＋N2Mg3N2 【師】我們知道，活潑金屬除了能與活潑的非金屬反應(yīng)外，還能與酸、水等物質(zhì)反應(yīng)。 [活動(dòng)與探究] 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 1、取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中。 有氣體產(chǎn)生，滴有酚酞的水溶液變紅(但比鈉與水反應(yīng)緩和得多），加熱對(duì)比 Mg+2H2O == Mg(OH)2+H2↑ 2、一根除去氧化膜的鎂條，點(diǎn)燃后插入充滿CO2的集氣瓶中。 燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色和黑色固體 22Mg＋CO22MgO＋C 【板書(shū)】（2）與酸反應(yīng) （3）與熱水反應(yīng) Mg+2H2O == Mg(OH)2↓+H2↑ 　 （4）與CO2反應(yīng) 2Mg＋CO22MgO＋C 【師】綜合以上實(shí)驗(yàn)，單質(zhì)鎂能與多類(lèi)物質(zhì)反應(yīng)，證實(shí)了鎂原子具有失去2個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。 決定 反映 決定 反映 【板書(shū)】結(jié)構(gòu) 性質(zhì) 用途 【師】（過(guò)渡）回歸到鎂的用途和存在 【板書(shū)】一、鎂的應(yīng)用 1.制合金 ——合金特性：硬度、強(qiáng)度大于任一組分 2.信號(hào)彈、焰火 3.制耐火材料（MgO熔點(diǎn)2800℃） 鎂的存在——化合態(tài)（具有強(qiáng)的還原性） 【小結(jié)】 【投影板書(shū)】 一、鎂的應(yīng)用——廣泛 1.制合金 ——硬度、強(qiáng)度大，輕 2.信號(hào)彈、焰火 3.制耐火材料（MgO熔點(diǎn)2800℃） 鎂的存在——化合態(tài)（具有強(qiáng)的還原性） 二、海水中鎂的提取 結(jié)晶 過(guò)濾 海水 粗鹽 濾液 Mg(OH)2 NaCl飽和溶液 燒堿 H2 Cl2 MgCl26H2O Mg Cl2 MgCl2 加鹽酸 濃縮結(jié)晶 石灰乳 脫水 電解 電解 精制 貝殼 CaO 煅燒 水 （從海水中提取鎂的流程） 　 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO3CaO + CO2↑； CaO+H2O ==Ca(OH)2 MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O MgCl2Mg＋Cl2↑ 三、鎂的性質(zhì) 1、物理性質(zhì) 2、鎂的原子結(jié)構(gòu)： → 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) 3、鎂的化學(xué)性質(zhì) （1）與活潑的非金屬反應(yīng) （2）與酸反應(yīng) （3）與熱水反應(yīng) （4）與CO2反應(yīng) 2Mg＋CO22MgO＋C 五、教學(xué)小結(jié) 本節(jié)課從鎂在生活、生產(chǎn)、工業(yè)等方面的應(yīng)用引入，然后過(guò)渡到鎂在自然界中的存在，引進(jìn)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容之一——從海水中提取鎂，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析，讓學(xué)生明白了工業(yè)生產(chǎn)的原理，生產(chǎn)的流程選擇等方面的知識(shí)，對(duì)于三維目標(biāo)的教學(xué)有較好的體現(xiàn)。再?gòu)奶崛∫雽?duì)鎂的物理和化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，在化學(xué)性質(zhì)中設(shè)置了另一分組探究實(shí)驗(yàn)，探究了鎂與水的反應(yīng)、鎂在二氧化碳中的燃燒實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是有關(guān)鎂的性質(zhì)學(xué)習(xí)的瓶頸，知識(shí)的死角，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，有利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的掌握，和新舊知識(shí)的對(duì)比，是本節(jié)課的另一亮點(diǎn)。對(duì)化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)，緊扣“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一思路，為以后周期律的學(xué)習(xí)埋下伏筆?！靶再|(zhì)決定用途、存在和提純等”，進(jìn)一步對(duì)鎂的存在、用途、提純進(jìn)行深入回歸，緊扣主題。 本節(jié)課還對(duì)PPT和視頻的結(jié)合應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，事先給學(xué)生學(xué)案，對(duì)鎂的提取提供足夠的信息和必要的知識(shí)支持。 但本節(jié)課的遺憾在于：知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)沒(méi)有太好的把握，這將使得中下的一部分同學(xué)學(xué)習(xí)有很大的困難，如果沒(méi)有預(yù)習(xí)那是難上加難！這也是本人今后的教學(xué)中要特別注意的一點(diǎn)。