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2019-2020年高中化學(xué)《開發(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、評委大家好：我說課的課題是《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》中的（一、金屬礦物的開發(fā)利用）。 一、說教材 （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《化學(xué)2（必修）》第四章第一節(jié)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》的第一課時金屬礦物的開發(fā)利用?；瘜W(xué)研究和應(yīng)用的一個重要的目標(biāo)就是開發(fā)和利用自然界中可能的物質(zhì)資源和能源資源，為人類生存和社會發(fā)展提供必要的物質(zhì)和能源基礎(chǔ)；同時，應(yīng)注意到這一過程必須同自然環(huán)境相互協(xié)調(diào)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。本課時是以金屬活動順序表、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)識和體會化學(xué)在自然資源開發(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，樹立資源保護(hù)意識幾合理開發(fā)意識。 （二）教學(xué)目標(biāo) 知識和技能目標(biāo)： 1．以金屬礦物的開發(fā)和利用為例，認(rèn)識化學(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。 過程與方法目標(biāo)：通過金屬礦物的開發(fā)和利用，使學(xué)生體會到自然環(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)識物質(zhì)在變化過程中表現(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)識和體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。 第一課時 金屬礦物的開發(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，是指在一定時間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價值的，以提高人類當(dāng)前和將來福利的自然環(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 金屬礦物的開發(fā)和利用 一、閱讀并完成下列問題： 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、金屬冶煉會帶來哪些附加問題？ 二、金屬的冶煉 金屬冶煉是工業(yè)上將金屬從含有金屬元素的礦石中還原出來的生產(chǎn)過程。金屬的活動性不同，可以采用不同的冶煉方法?？偟恼f來，金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定，越容易將其從化合物中還原出來。 青銅時代 工業(yè)時代 鐵器時代 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，請嘗試解釋人類大規(guī)模開發(fā)、利用各種金屬的時間順序。 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 對于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來，例如：2HgO==2Hg+O2↑ 2Ag2O==4Ag+O2↑ （2）熱還原法 在金屬活動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）將金屬從其化合物中還原出來，例如： WO3+3H2==W+3H2O ZnO+C==Zn+CO↑ Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 具有工藝簡單、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，長度約需10cm（過短熱量不夠，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，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，例如： Cu2S+O2==2Cu+SO2 結(jié)論：（學(xué)生總結(jié)）金屬活動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，隨著人們的開發(fā)利用，將會日漸減少，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)品種比較齊全的國家。我國礦產(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（?。┗馃兹甘掋~，（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，對它們的冶煉方法分析不正確的是（　 ） 　　a．（?。┯芒佟　．（ⅱ）用②　　c．（ⅲ）用③　　d．（ⅳ）用④ 　解析：（ⅰ）（ⅱ）（ⅲ）（ⅳ）發(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)鋁的過程，可用簡單示意圖表示如下（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： 未來金屬 —— 鈦(Ti) 鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說“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的附加問題？我們可以做些什么？ 【作業(yè)】課本p93習(xí)題1、2、3