9.1.1金属的冶炼方法 金属矿物的开发利用 教学设计 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

金属矿物的开发利用教学设计 1、 教材分析 教材从金属矿物的开发利用引入，通过金属冶炼的原理使学生认识到化学是冶金工业的重要依据，系统的学习冶炼金属的方法。从新教材与老教材对比可以看出，新教材将重点放在了电解法和合理开发利用自然资源，倡导绿色可持续发展的理念。本节的重点在于揭示和说明化学在金属矿物中的作用，突出两个方面的主题，一是化学为开发自然资源提供了科学依据，二是保护资源和保护环境对化学的应用和发展提出了新的要求。 2、 教学目标 金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，了解铝热反应的原理及应用，感受合理开发利用金属矿物的重要意义。 3、 教学重难点 教学重点：金属冶炼的原理的归纳，合理开发金属资源的意义与措施。 教学难点：电解法与铝热反应的原理和应用。 4、 教学环节 教师活动：云南有丰富的矿产资源，生活中用到的金属材料是以单质为基础的合金。金属在自然界中是以什么形式存在的？ 学生活动：大部分以化合态的形式存在，少数以游离态的形式存在。 教师活动：所以金属冶炼的本质就是将金属矿物中的金属阳离子变成金属单质。在这个过程金属是得电子还是失电子呢？ 学生活动：得到电子。 教师活动：因此金属冶炼的本质就是：金属从其化合物中还原出来得到金属单质。 教师活动：金属冶炼的发展史和金属的活泼性有关系，同学们一起来背一下金属活动顺序表。 学生活动：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 教师活动：越活泼的金属被发现和利用的时间越晚，所以我们今天从最不活泼的金属开始学习金属冶炼的方法。请同学们阅读《浪淘沙》这首诗，从诗中找到提炼金的方法。 学生活动：用到了水洗的方法 教师活动：是的，淘金者不断用水冲洗，泥沙被洗干净之后剩下的就是金，金就是通过这样一点点的富集得到。 教师活动：对于在自然界中以游离态存在的金属一般采用富集法进行提炼。在金属活动顺序表中那些金属以游离态的形式存在？ 学生活动：金和铂 教师活动：同学还记得拉瓦锡加热氧化汞得到氧气这个故事吗？在这个过程里面氧化汞加热生成氧气，这个过程里面还有一个产物是什么？ 学生活动：是汞单质。 教师活动：将氧化汞变成汞单质，这也是一个金属冶炼的方法。因此对于一些不活泼的金属一般采用直接加热的方法进行冶炼，例如氧化汞和氧化银。 教师活动：同学们思考铜也不活泼，可不可以采用加热氧化铜的方法得到铜单质。 学生活动：不可以，因为氧化铜加热得到的是氧化亚铜。 教师活动：根据以往学过的知识点小组讨论如何将氧化铜中的铜冶炼出来。 学生活动：（H2，CO，C）去还原可以得到Cu 教师活动：H2，CO，C在反应中是做什么剂，这几个方法的都用到了什么条件。 学生活动：还原剂，都需要加热。 教师活动：所以对较活泼的金属可以通过加热还原的方法冶炼。 教师活动：假设老师现在有个金碗和铝碗，同学们二选一，你会选择哪个呢？ 学生活动：我选择金碗。 教师活动：但是拿破仑不这样选择，他选择铝碗，这说明铝碗在他心中更珍贵。铝在地壳中金属元素的含量里面排第一，为什么当时还把铝碗看得很珍贵呢？ 学生活动：铝的冶炼方难，冶炼出来的铝很少。 教师活动：思考可不可以采用热还原的方法将三氧化二铝中的铝冶炼出来。 学生活动：可以。 教师活动：请同学们看资料1，这种方法的条件怎么样？ 学生活动：很苛刻，要在真空下达到1500度左右。 教师活动：对于一些活泼的金属，一般的还原剂很难将它们还原出来，工业上一般采用电解法冶炼。同学们思考同样是电解法，为什么钠比铝先冶炼出来呢？ 学生活动：Al2O3 的熔点高。 教师活动：是的，电解氧化铝的时候熔点高，直到人们发现冰晶石可以降低三氧化二铝的熔点，铝才被冶炼出来。思考为什么工业上常用电解熔融的MgCl2生产镁，而不是用电解MgO的方法生产镁；为什么生产Al时又是电解Al2O3 ，而不是电解熔融AlCl3。 学生活动：MgO的熔点高，成本高；AlCl3是共价化合物不导电。 教师活动：金属冶炼方法的归纳总结与应用。俄罗斯对乌克兰使用铝热弹，以及焊接铁轨的视频引入。思考焊接铁轨的时候用到了什么试剂，产生的温度高还是低？ 学生活动：观看视频，得出视频中用到了铝粉和氧化铁，这个反应产生了很高的温度，将铁轨熔化。 教师活动：铝热反应的演示实验 学生活动：观看演示实验 教师活动：实验现象是什么？ 学生活动：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热； 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。 教师活动：实验原理是什么 学生活动：铝和三氧化二铁反应放出大量热，生成铁单质。 教师活动：像这样，铝与其他金属氧化物发生置换反应，放出大量的热的反应我们称之为铝热反应。在这个过程里面铝做还原剂，因此与它发生反应的金属氧化物的金属活泼性应该小于还是大于铝。 学生活动：小于。 教师活动：请仿照铝和氧化铁反应方程式，将铝和MnO2，Cr2O3的方程式写出来。 学生活动：写出方程式。 教师活动：铝热反应的应用：焊接铁轨，冶炼金属。 教师活动：2020 年,我国铝土矿储量为 10 亿t、年平均消耗铝土矿资源 1.34 亿t左右，根据书本上的思考与讨论探讨如何合理开发利用金属矿物资源。 学生活动：金属冶炼需要考虑成本，需要注意环境污染，要合理开发资源 教师活动：合理开发自然资源的方法有那些呢？ 学生活动：提高金属矿物的利用率，开发环保高效的金属冶炼方法，防止金属的腐蚀，加强废旧金属的回收利用，使用其他材料代替金属材料等。 教师活动：课堂总结 学生活动：课堂检测。 学科网（北京）股份有限公司 $$