8.1.1 金属矿物的开发利用 教学设计 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

教学课题目 自然资源——金属矿物的开发利用 2019人教版化学必修二第八章化学与可持续发展第一节P98-99 课程类型与课时安排 新授课 1课时 教学目标 课标要求: 1. 知道金属在自然界中的存在形态 2. 熟悉金属冶炼的方法及原理 3. 铝热反应的原理 素养要求: 1. 变化观念:认识金属冶炼的原理、 方法和理解金属冶炼遵循的一般规律。 2.社会责任:认识金属回收的意义,树 立环保意识。 教学重点 与难点 重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)中的作用。 难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属 的冶炼方法。 板 书 设 计 金属矿物的开发利用 绿色化学 可持续发展 金属矿物 转化:Mn+ 分离 转化多路径 M 金属 教学环节 教学过程(主要教与学活动,教学方法) 设计意图 导入新课 【教师】介绍人类应用金属的历史以及先后顺序、地壳中的含量。 思考: 1.你知道获得哪种资料中所涉及金属的具体方法?请写出相关 化学方程式。 2.你认为人类使用金属的时间主要受到哪些因素影响? 【学生】从人类使用金属的时间来看,先是金银,而后是青铜时代, 铁。铝的使用是近代的时候。所以应该跟金属活动性有关,越活泼的 金属越晚发现和使用。 【学生】讨论总结金属活动性与金属阳离子的氧化性关系 了解古代金属冶 炼发展史,引出 金属发现和使用 的顺序与金属活 动性的关系。 让学生从中体会到金属的存在方 式。 一、金属在 自然界中的 存在形式 【教师】介绍常见金属的矿产资源 【学生】思考金属元素主要以何种形式存在于自然界中?生产生活 中,金属是否直接从自然界获得? 【板书】1.金属在自然界中的存在形式 1. 金属的存在形式 (1)游离态:少数不活泼金属 (2)化合态:多数比较活泼的金属 师:我们日常使用的金属材料大多是金属单质或合金。但是只有极少 数金属在自然界中以游离态存在,多数金属以化合态存在与化合物 中,比如说闪锌矿、赤铁矿、黄铜矿。那么我们要如何从这些矿石中 得到金属单质呢?这就是这节课的主要内容——金属的冶炼。 【设问探究】我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢?根据什么原 理? 【学生活动】分组讨论、发言 让学生学会用氧 化还原和元素周 期律的知识解决 问题。 二、金属冶 炼的原理及 步骤 【讲解】(正确评价学生的回答并复述)冶炼金属的根据是用还原剂 把金属矿石中的金属离子还原成单质,经过三个步骤。冶炼的步骤: 第一步:矿石的富集:除去杂质,提高矿石中有用成分含量。 第二 步:冶炼:利用氧化还原反应,在一定条件下,用还原剂还原。 第 三步:精炼:采用一定方法,提炼纯金属。 金属离子的得电子能力是否全都相同?这与什么有关? 由于金属的活动性不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也 就不同,因此,对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法 进行冶炼。 让学生体会工业生产中如何冶炼 金属,体会化学 在工业生产中的 作用。 教 学 过 程 教 学 内 容 教学方法 的运用 三、金属冶 炼的方法 3.金属冶炼的方法 1. 物理方法 【分析】(用PPT演示)Pt、Au、在自然界中以游离态存在,利用密 度进行水洗法,例如沙里淘金。 【板书】(1)物理方法 2. 热分解法 【分析】 一些不活泼的金属,它们是在金属活动顺序中位于氢后面 的金属,如 Hg、Ag 等,其阳离子得电子能力很强,所以其还原的条 件比较容易达到。Hg、Ag 的氧化物受热就能分解得到单质。 【板书】(2)热分解法 2HgO 2Hg+O 2 2AgO 2Ag+O 2 3.热还原法 【分析】对于大多数金属,如位于金属活动顺序表中间一段的金属所 对应的离子,得电子能力较强,其化合物又不能通过受热分解得到金 属单质,必须使用还原剂还原金属阳离子。常见的还原剂有焦炭、一 氧化碳、氢气。 【过渡】一些活泼金属也可作为还原剂,将相对不活泼的金属从其化 合物中置换出来。 【板书】(3)热还原法 ① 常用还原剂:焦炭、CO、H2 、活泼金属(如 Al)等 【知识拓展】铝热反应冶炼铁 【说明】在该反应中,镁条和氯酸钾是引燃剂,镁条在空气中可以燃 烧,氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时,氯酸钾则是 氧化剂, 以保证镁条的继续燃烧,同时放出足 够的热量引发氧化铁 和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热,只要反应已经引发,就可 剧烈进行,放出的热使生成的铁熔为液态。 【讲述】我们把上述反应称为铝热反应。 【应用探究】 铝热反应有什么用途呢? 培养学生思考及 归纳整理的能 力,通过讲解展 示提高学生的语 言表达能力。 拓展学生的知识 面,让学生从多 角度了解金属的 冶炼方法。 【图片】铝热反应在生产中的应用:焊接钢轨、冶炼难熔金属。看录 像。体会化学在生产、生活中的实际应