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1、2022年人教版高中化學(xué)必修2《金屬礦物的開發(fā)利用》說課稿
各位專家、評(píng)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(shí)金屬礦物的開發(fā)利用。化學(xué)研究和應(yīng)用的一個(gè)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(huì)發(fā)展提供必要的物質(zhì)和能源基礎(chǔ);同時(shí),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(shí)是以金屬活動(dòng)順序表、氧化還原反應(yīng)為依托,探究金
2、屬的冶煉原理、金屬資源的回收和利用。幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和體會(huì)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(shí)幾合理開發(fā)意識(shí)。
(二)教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)和技能目標(biāo):
1.以金屬礦物的開發(fā)和利用為例,認(rèn)識(shí)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(huì)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(jià)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
3、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(shí)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(shí)和體會(huì)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(shí)?????? 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(shí)間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)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
4、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(guó)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(huì)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(shí) 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(huì)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(dòng)性不同,可以采用不同的冶煉方法。總的說來,金屬的性質(zhì)越穩(wěn)定,越容易將其從化合物中還原出來。
金屬的冶煉利用的反應(yīng)原理是什么呢?
資料:
5、
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(qǐng)嘗試解釋人類大規(guī)模開發(fā)、利用各種金屬的時(shí)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(duì)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(dòng)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
6、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(jiǎn)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(shí)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(zhǎng)度約需10cm(過短熱量不夠,影響實(shí)驗(yàn)效
7、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?;顫姷慕饘儆靡话愕倪€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 ===4
8、Al+3O2↑
一些對(duì)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(dòng)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
9、)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(huì)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(guó)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(guó)家。我國(guó)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?M
10、gCl2?6H2O)中煉鎂,對(duì)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(jiǎn)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====2
11、Al(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