必修II化学与自然资源的开发利用

1、必修II第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源教学设计【教学背景】在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用。本节教学的主要目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。【教学目标】知识与技能目标1、了解金属元素在自然界的存在形态。 2、掌握金属冶炼的原理和方法。 3、掌握铝热反应及其应用。 过程与方法目标1、培养学生的自学能

2、力和查阅相关资料进行分析概括的能力。 2、通过案例探究培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，同时训练学生的口头表达能力和交流能力。 3、通过对案例探究，激发学生学习的主动性和创新意识，从而悟出学好化学的科学方法。情感态度与价值观目标1、体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。 2、通过化学史的教学，使学生认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。 3、以我国在稀土方面的开发利用为背景材料，激发学生的爱国主义情感。 4、认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。【

3、教学重点、难点】教学重点：了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）中的作用。 教学难点：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。【教学方法】多媒体辅助教学：利用图片、多媒体课件等为学生提供丰富的背景材料，以便形成丰富的感性认识。 探究式教学：创设问题情景、结合演示实验，充分调动学生的积极性，进行探究式教学。【教具准备】 砂纸、铁架台（带铁圈）、蒸发皿、滤纸、火柴、沙子、蒸发皿、酒精灯、钥匙、铝粉或铝银粉（商业名称）、镁带、氯酸钾、氧化铁粉末、小木条 【教学过程】第一课时导入【展示图片】金属矿石：黄铜矿、赤铁矿、铝矿、闪锌矿、菱锌矿、金矿、铂（bo）金矿、稀土矿;【

4、展示图片】机械化收盐、拖网获取锰结核矿；【展示图片】在海洋中存在着多种元素。通过视觉效应告诉学生们，自然界中存在着大量的丰富的矿产资源，美国核化学家曾经说过化学，人类进步的关键，如何做好自然界中矿产资源的开发利用，化学起着十分重要的作用。今天我们就开始学习第四单元化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源板书 第一节开发利用金属矿物和海水资源【展示图片】金属厨具、汽车、鸟巢、长江大桥（据说耗用了100万吨钢材）、东方红3号卫星、我国首艘航母瓦良格号，通过图片，我们可以知道，金属在日常生活、各种建筑、通讯卫星、战略设备上都起着不可替代的作用，那么怎样就能将金属矿石中的金属提炼出来转

5、化为可以为人类所用的金属材料呢？这其中化学发挥了怎样的作用呢？我们首先来学习【板书】一、金属矿物的开发利用 进入课堂自主学习阶段【教师】请同学们快速阅读课本，完成问题导学中的几个小题：【问题导学】二次快速阅读教材，完成下列问题1、 金属在自然界中的存在形态是什么？2、 你能简单概括一下金属冶炼的含义吗？3、 通过看书，你认为金属冶炼的方法有几种？分别是什么？【教师讲述】看来通过预习，我们对本节重点知识已经有了一定的了解了，那么，我们能否通过预习构建出本节内容的知识体系呢？现在我们进行知识树的展示：【学生活动】在黑板上画知识树【学生互评】重点是否突出？（本节的重点在哪里？）知识点之间的联系是否表

6、示出来了？【教师点评】【展示图片-过渡】【教师讲述】北大傅膺教授曾今说过，科学给人知识，历史给人智慧，这里展示的是人类冶炼和使用金属的历史，通过这些能够告诉我们一些什么呢？请同学们完成课内探究部分【探究一】【探究二】探究一：你认为金属冶炼的实质是什么呢？为什么不同金属冶炼的的方法不同？ 探究二：金属冶炼的方法与金属的活泼性的关系是什么？你能在金属的活泼性顺序表中大致标注出来 它们的关系吗？ 【学生合作 交流 展示】【教师点评】【过渡】在热还原法中，一般用的还原剂是焦炭、一氧化碳、氢气，那么是否可以用金属来做还原剂呢？请大家看一个演示实验铝和氧化铁的反应。【学生演示】【实验探究】实验目的：探究铝

7、是否也能做热还原剂？ (实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在；反应后再用磁铁检查有无铁生成)观察、记录实验现象，并思考回答：反应前：无铁存在。反应中：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。发出强光、放出大量的热（产生高温，发现铁被熔成铁球、反应剧烈。反应后：用磁铁检查生成物有块状物被吸起。（变冷以后再检验）【教师】请同学们认真观察实验现象并完成探究三内容探究三：关于铝热反应1、 现象的描述？ 2、 写出铝与氧化铁反应的化学方程式？3、 在实验中镁带和氯酸钾的作用是什么？【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

8、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。4、 试从环保、安全、现象是否能更好的观察等角度分析一下，课本中铝热反应装置的不足？（1）镁条燃烧产生大量的白烟，形成粉尘污染（2）火星四射，铁星飞溅，容易灼伤人（3）火星飞溅，耀眼白光等对观察现象都不利。5、 试着分析一下铝热反应的用途【学生活动】（要求学生写出冶炼铬、锰的反应）。 2AlCr 2 O 3 2CrAl 2 O 3 4Al3MnO 2 2Al 2 O 3 3Mn【放录像】

9、铝热反应在生产中的应用：焊接钢轨、冶炼难熔金属。【讲述】应用： a：野外焊接钢轨。b：冶炼排在铝后面的金属思考冶炼金属铁时，可以用Al也可以用，它们各有什么优缺点呢？原料是否易得？成本的高低？产物是否易分离等角度去分析？环保角度分析？学生比难制得，前者成本高，产物中用铝作还原剂，易于铁分离开，因为反应放出大量的热，将铁熔成小球，而与产物分离开，如果用做还原剂，实际是高炉炼铁用到了碳，产物中难免会有矿渣存在，难以分离。高炉炼铁，废气、废渣污染环境。电解相对来说污染少。思考如果要冶炼制得纯度很高的金属，我们可以选择什么还原剂？氢气？铝单质？思考冶炼镁的时候，可以用热还原也可以电解，有何利弊？思考如

10、果金属矿物为硫化物、碳酸盐、硫酸盐时，如何冶炼得到相应得金属单质 ？硫化物可以灼烧得到金属氧化物在利用热还原法碳酸盐高温分解得到金属氧化物在利用热还原法硫酸盐，例如胆矾矿时，用湿法炼铜在制取。【展示信息】【思考与交流】：【信息】“稀土”并不土。当今尖端武器、激光制导、新能源开发、汽车混合动力技术等，无一不与稀土紧密相联，甚至可以说，“稀土就是高科技”。邓小平同志曾经引以为傲的说过：中国有稀土，中东有石油。中国的稀土以占全球30%的储量承担全球95%的供应量，2010年四月我国的稀土出口政策调整触动了美国的神经，西方国家大量购买我国的稀土，却对我国封锁了稀土冶炼技术，由于我国缺乏这方面的技术，我

11、国只能出口稀土矿，再以高价进口深加工稀土。同时，稀土材料制备过程中存在资源浪费和环境污染问题。这些问题已成为制约我国稀土工业发展的重要“瓶颈”。讨论思考，对以上内容，你有什么想法？【学生讨论交流】【过渡】地球上的金属矿产资源是有限的，无法再生，而且随着金属的使用，金属会被腐蚀变成废旧金属无法继续使用而污染环境，那么我们应该具体怎么做呢？【板书】三、金属的回收与环境、资源保护【阅读指导】阅读教材相关内容。【讲述】正确评价学生的回答并归纳。【讲述】有关金属回收再利用的好处。 1、废旧金属的最好处理方法是回收利用。 2、回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。【课堂小结

12、】【学科班长】带领大家总结本环节内容二、总结提升（1、知识方面 2、思维、规律、技巧方面）通过我们的探究学习，进一步完善知识树【教师点拨】【课堂训练】看同学们对知识的掌握情况【学科班长】二次总结，强调知识树中的重点内容和知识的应用本节课的重点是掌握金属冶炼的一般原理及常见的金属冶炼的三种方法，并能利用金属冶炼的一般规律正确书写有关化学方程式，标出电子转移数目和方向。同时，要充分认识金属回收利用和资源保护的重要意义，牢固树立环境保护意识和开发、节约资源的观念。 【布置作业】课后习题：2、3、4、6、7、8、9、10板书设计第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用、存在形态: 游离态

13、：少数不活泼的金属；化合态：多数比较活泼的金属2.金属的冶炼原理： 使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 3.金属冶炼的一般方法： (1)热分解法 (2)热还原法 (3)电解法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu 电解法 热还原法 热分解法 物理提炼法4.金属的回收和资源的保护【课后反思】：我的收获：本节教学内容相对比较枯燥，需要记忆的方程式比较多，学生实际生活中接触比较少，针对以上情况，在课的安排中：（1）大胆处理教材，通过对所有涉及到的金属冶炼的反应方程式进行自主探究：通过比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，培养学生的自主学习能力，激发学习兴

14、趣。通过对冶炼方法的命名，激发学生学习的主动性和创新意识。（2）利用图片、多媒体课件等为学生提供丰富的背景材料，以便形成丰富的感性认识。（3）中国的稀土以占全球30%的储量承担全球95%的供应量，2010年四月我国的稀土出口政策调整触动了美国的神经，西方国家大量购买我国的稀土，却对我国封锁了稀土冶炼技术，由于我国缺乏这方面的技术，我国只能出口稀土矿，再以高价进口深加工稀土。同时，稀土材料制备过程中存在资源浪费和环境污染问题。这些问题已成为制约我国稀土工业发展的重要“瓶颈”。我以稀土矿为背景材料，引导学学生们强烈的感受到保护稀土资源和提高冶炼技术的重要性，另外，让学生们结合课本知识，知道解决资源浪费和解决环境污染问题同样很重要。也让同学们感受到了科学技