8.1.1金属矿物的开发利用 教学设计-（2019）新人教版高中化学必修二.docx

1、第8章 化学与可持续发展第1节 自然资源的开发利用第1课时 金属矿物的开发利用教学目标与核心素养1、了解金属冶炼的一般原理，理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。（宏观辨识与微观探析）2、掌握铝热反应的原理及应用。（科学探究与创新意识）3、以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的应用，体会保护金属资源的重要性。（科学态度与社会责任）教学重难点教学重点：金属的冶炼方法、铝热反应教学难点：金属的冶炼方法、铝热反应教学过程教学环节教学内容设计意图1.新课导入【展示】图片，了解古代的金属开发与利用，过渡到现代金属的开发利用，引出本节课的内容。激发求知欲2.探索新知【板书】金属矿物

2、的开发利用【师】如果想开发利用金属，首先应该知道金属在自然界存在的形态。除金、铂等以游离态形式存在，绝大多数以化合物形式存在。【师】金属存在的形式和应用历史与金属的活泼性有直接关系。少数不活泼的金属以游离态形式存在；金属越不活泼，被人类开发利用的越早。【板书】一、金属元素在自然界中的存在游离态：少数不活泼的金属；化合态：多数比较活泼的金属【师】如何合理、高效地开发利用金属矿物？【板书】二、金属冶炼的一般原理【师】将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获

3、得金属单质。即Mn+ne-=M。【师】易拉罐的材质是铝，工业上如何制铝呢？对于一些非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们从其化合物中还原出来，工业上常用电解法冶炼。电解熔融的氧化铝还是氯化铝？【生】电解熔融的氧化铝，氯化铝是共价化合物，不导电。【师】是的，还需要注意的是电解的是熔融状态的物质，不能是水溶液。【板书】（1）电解法【学生活动】电解法制钠、镁、铝的写出相关反应。2NaCl（熔融） 2Na + Cl2MgCl2（熔融） Mg + Cl22Al2O3 （熔融）4Al + 3O2【师】第二种是热还原法，大部分金属的冶炼是通过高温下发生的氧化还原反应来完成的，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳

4、、氢气等。我们中学时学过哪些反应？【板书】（2）热还原法【生】碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铁。【学生活动】写出碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铁反应。2CuO + C 2Cu + CO2Fe2O3+3CO 2Fe + CO2【师】一些活泼金属也可以做还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。我们这节课很重要的反应铝热反应，铝与氧化铁的反应。【视频播放】铝热反应、现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，有火星喷射，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣（Al2O3)，可以发现落下的是铁珠。、反应方程式： Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（

5、铝热反应）（分析化合价升降）【思考】铝热反应中镁条和氯酸钾的作用分别是什么？镁条易燃烧且放出大量的热，就可以给铝热反应提供足够的热量引发反应，放出的热还能使氯酸钾发生分解放出氧气。氯酸钾在镁条燃烧的情况下发生分解放出氧气，使插入到铝热剂内的镁条能够继续燃烧。、铝热剂及应用：(1)铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝熔点高的性质。(3)铝热反应的应用：焊接钢轨；冶炼高熔点金属：V

6、、Cr、Mn等。【师】第三种是热分解法，对一些不活泼金属，可以直接加热分解的方法将它们从其化合物中还原出来。如氧化汞、氧化银。【板书】（3）热分解法【学生活动】写出反应方程式2HgO2Hg+O22Ag2O4Ag+O2【师】金、铂等不活泼金属一般不通过这三种方法制取。很早以前，“淘金”大家应该听说过。淘金者们打捞起河里或湖里的淤泥后，洗净，有金沙，便能找到金矿。【师】大家按照金属活动性顺序，总结金属冶炼的方法。【小结】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择（投影）电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag 【师】目前,资源有限,金属冶炼造成环境

7、污染,如何合理开发金属矿物呢？【生】小组讨论，畅所欲言。【小结】【思考讨论】计算表明，生产1mol铝消耗的电能至少为1.8106J,回收铝制品饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者的能耗仅为后者的3%-5%。通过上述数据的比较你想到了什么? 1.易拉罐的回收再利用，一是可以节约大量的铝土矿资源,使铝土矿资源得到有效的利用;二是可节约大量能源，缓解能源紧张问题;三是可减少铝工业的污染物排放,使环境得到保护等。2.废旧金属资源的再生利用肩负着提供新资源、改善环境和保护人类生存条件等任务，是一项功在当代、利在于秋的社会性公益事业。从化合价的角度理解金属冶炼的原理。通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力，激发学生对新事物的探究，培养严谨的科学思维方法。培养学生总结归纳、辩证思维的能力体会化学在生产、生活中的实际应用，激发热爱学习化学的情感。归纳小结，渗透科学的学习方法。树立节约资源、爱护环境、变废为宝的意识。体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。3.小结作业完成同步练习5