金属矿物的开发利用教案

1、.第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源第一课时 金属矿物的开发利用【教学目的】知识目的1、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2、掌握金属冶炼的原理和方法3、掌握铝热反响及其应用才能目的学生通过对金属冶炼原理的学习，可以进步归纳、总结、比较的才能。情感目的帮助学生树立节约资源、保护环境、变废为宝的意识。利用金属矿物开发利用这个专题，学生更热爱自然，热爱化学。【教学重点、难点】重点:理解化学方法在金属冶炼方面的作用，并理解铝热反响的根本原理难点：在掌握了金属冶炼的一般原理根底上，理解使用于不同金属的冶炼方法【课时安排】一课时【教学方法】实验以及ppt演示，以师生互动的形

2、式讲授【教学器材】多媒体、铁架台、火柴、蒸发皿、湿沙、坩埚钳、滤纸、自来水、铝粉、三氧化铁粉末、氯酸钾、镁条、【教学过程】导入：观看PPT图片，理解古代的金属开发与利用，过渡到现代金属的开发利用。引出本堂课的内容：讲解并质疑：金属元素广泛分布于矿物中，动植物体内及海洋等区域中。那么金属元素在自然界中，如矿物或海洋中，是如何存在的呢？这又与什么性质有关？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用PPT放映实物图片，加深对金属在自然界中存在的形式的印象。介绍：我国金属矿产资源现状：截至到2019年度，我国已发现的矿产有171种，已探明储量的矿产有15

3、7种。已探明的矿产资源总量约占世界的12，仅次于美国。我国的稀土金属、钨、锌、锑和锡在世界各国的储量中名列前茅，其中稀土、钨、锑和锡仍是世界上的名牌矿种。中国主要金属矿产资源储量较丰富，但人均占有量少，矿产资源禀赋差，采矿、选矿和冶炼难度大。中国正处于工业化的中期，在矿产资源综合开发利用领域已获得很大的进展，但今后2030年内矿产资源的供需矛盾将加剧。因此，加大勘探力度，加强对矿产资源的开发利用和保护并施行全球化策略是重要的任务。讲解：我们日常使用的金属材料大多是金属单质或合金。因此必须把化合态的金属转化为金属单质金属的冶炼。板书：二、金属的冶炼：设问：我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据

4、什么原理？板书：1、根本步骤：【学生活动】分组讨论、发言讲解：正确评价学生的答复并复述冶炼金属的根据是把金属矿石中的金属离子复原成单质，经过三个步骤。PPT放映第一步：矿石的富集：出去较大的杂质，进步矿石中有用的成分的含量第二步：冶炼：利用氧化复原反响很不活泼的金属除外，在一定的条件下复原出金属单质第三步：精炼：采用一定的方法，提炼出纯洁的金属板书：2、金属冶炼的本质：是用复原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。【分析讨论】金属离子的得电子才能是否全都一样？这与什么有关？讲解并用PPT演示：金属的活动性不同，因此金属离子得到电子复原成金属原子的才能也就不同，对于不同活性的金属离

5、子就必须采取不同的复原方法进展冶炼。板书：3、金属冶炼的原理：板书：1热分解法：分析：用PPT演示分析对于不活泼金属活动顺序中，Hg及Hg以后它们的阳离子得电子才能很强，所以其复原的条件比较容易到达，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中复原出来。例如：2HgO2Hg+O22Ag2O4Ag+O2板书：2电解法：分析：用PPT演示其实这就是电解法冶炼金属，非常活泼的金属活动顺序中：K- Al我们知道其复原性很强，容易失去电子，而对应的阳离子那么氧化性很弱，很难得到电子，用一般的复原剂很难将它们复原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：2NaCl熔融 2Na + Cl2M

6、gCl2熔融 Mg + Cl22Al2O3 熔融4Al + 3O2评价：电解法冶炼金属耗能较大，大多数金属我们可以用其他方法进展冶炼板书：3热复原法：回忆知识：大家常见的可用作复原剂的物质有哪些？答：氢气、一氧化碳、碳、镁、铝、铁、锌分析：用PPT演示在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属Zn-Cu，其对应的离子得电子才能较强，其化合物又不能通过受热分解得到金属单质，通常是在高温下用复原剂C、CO、H2、活泼金属等将金属从其化合物中复原出来，例如：练习：让学生写出一些常见的金属氧化物被复原的反响，写完后用PPT对照：Fe2O3+3CO 2Fe + CO2WO3 + 3H2 W +3H2OZnO

7、 + C Zn + COFe2O3+2Al 2Fe + Al2O3铝热反响 Cr2O3+2Al 2Cr+ Al2O3铝热反响点评并强调：假设金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。实验探究：演示实验41：实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在；反响后再用磁铁检查有无铁生成学生答复现象写出化学方程式并分析各试剂的作用。I、现象：镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反响，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。、反响方程式： Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3铝热反响分析化合价升降【考虑】铝热反响中

8、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，就可以给铝热反响提供足够的热量引发反响，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可以继续燃烧。、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。在高温下发生反响，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反响称为铝热反响。2铝热反响的特点：在高温下引燃后剧烈反响，放出大量的热，产生高温，使被复原出来的金属熔化，与熔渣别离。表达铝的复原性、氧化铝熔点高的性质。3铝热反响的应用：焊接钢轨；冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。观看图片，体会化学在消费、生活中的实际应用，激

9、发学生热受化学的情感小结：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【表41】常见金属的冶炼原理 金 属 冶 炼 原 理 FeFe2O3+3CO 2Fe + CO2Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3铝热反响 CuCu2S + O2 2Cu + SO2火法炼铜Fe CuSO4 = FeSO4 Cu湿法炼铜 MgMgO C Mgg COg MgCl2熔融 Mg + Cl2 Al2Al2O3 熔融4Al + 3O2 Na2NaCl熔融 2Na + Cl24NaOH熔融4 Na+ O2+2H2O过渡：

10、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，金属会被腐蚀而污染环境，那么我们应该详细怎么做呢？板书：金属的回收与环境、资源保护：阅读PPT放映的资料，考虑金属的回收与环境、资源保护的方法，并答复。讲述：正确评价学生的答复并归纳，讲解有关金属回收再利用的好处。总结：指导学生归纳本节课的内容。【课堂练习】选讲1、冶炼金属一般有以下四种方法：焦炭法，水煤气或H2或CO法，活泼金属置换法，电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有火烧孔雀石法炼铜，湿法炼铜，现代有铝热法炼铬，从光卤石KClMgCl26H2O中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的选项是- B A用 B用C用 D用2、工业上用

11、铝土矿主要成分是Al2O3消费铝的过程，可用简单示意图表示如下图中字母代表有关物质的分子式请写出反响的方程式。 Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O ； 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O = 2AlOH3+ Na2CO3 ； Na2CO3 + CaOH2 = CaCO3+ 2NaOH ； 2AlOH3 Al2O3 + 3H2O 。3、关于金属元素在自然界存在的情况的表达中，正确的选项是-CDA、金属元素仅存在于矿物中。B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。4、以下化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是- BDA、2Na+MgCl2=2NaCl+Mg B、MgCl2熔化MgO+Cl2C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C5、以下金属铁、镁、锰、矾、铬。可用铝热法制备的有- C A. B. C. D.6、在冶金工业上，通常均不能用化学复原剂制得的金属组是- A ANa、Ba、Mg、A1 BZn、F