人教版高中化学必修二第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源第一课时课程教学设计

1、课题教学目标开发利用金属矿物和海水资源第一课时开发利用金属矿物和海水资源第一课时知识与技能 ：掌握金属冶炼的一般原理及不同金属的冶炼方 法。过程与方法 ：通过铝热反应，学会金属冶炼的原理和方法； 通过小组间讨论及合作探究，提高学生合作学习的能力。 情感态度与价值观： 通过化学与日常生活的紧密联系，激发 学生学习化学的兴趣。教学重难点 化学方法在金属矿物开发中的作用教学过程【创设情境，引入新课】初中的时候我们学过，地壳中含量最多的五中元 素是氧、硅、铝、铁、钙；地壳中含量最多的金属元素是铝元素；铝元素 作为金属元素在自然界中主要以化合态的形式存在，少数化学性质不活泼 的金属，在自然界以游离态存在

2、，比如金和铂；大多数的金属在自然界中 以化合态存在，比如说较活泼的铁只能存在与陨石中，但在实际生产生活 中应用的金属材料往往是纯金属，这就需要把金属从其化合物中还原出来， 这就叫做金属的冶炼。【板书】一、金属矿物的开发利用【过渡】请同学们认真阅读课本，思考以下问题：要将化合态的金属矿物转化为金属单质，有哪些方法？其实质是什么？ 1、金属冶炼的原理：金属冶炼的原理就是利用氧化还原反应，将金属从其 化合物中还原出来用于生产和制造各类金属材料。2 2 2 2 32 2 2 32 2、金属冶炼的实质：金属冶炼的实质是使金属化合物中的金属阳离子得到 电子被还原为金属单质的过程。 Mnne=M【过渡】我们

3、这节课主要研究金属。金属的活动性顺序表大家还记得吗？ 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就必须采取不同的还原方法进行冶炼。 【板书】3、金属冶炼的一般方法：（1）热分解法【讲解】对于一些不活泼的金属，可以直接用加热分解的方法从其化合物 中还原出来，适用于金属活动性顺序表中 Hg 及其以后的金属。2HgO 2HgO ；2Ag O 4AgO （2）电解法【讲解】对一些非常活泼的金属，采用一般的还原剂很难将它们还原出来， 工业上常用电解法冶炼，适用于金属活动性顺序表中 Al 及其以前的金属。2Al O (熔融) 电解 4Al3O ；2NaC

4、l(熔融)电解 2NaCl 。（3）热还原法【讲解】大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成 的，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。适用于金属活动性顺序表 中 Zn、Cu 之间的金属。Fe O 3CO 高温 2Fe3CO ；2 2 32 3WO33H2 高温 W3H 2O；Cr O 2Al 高温 Al O Cr【总结】因而，我们可根据金属活动性顺序表总结金属冶炼方法的一 般规律。K Ca Na Mg Al | Zn Fe Sn Pb(H) Cu | Hg Ag | Pt Au电解法热还原法热分解法物理提炼法【过渡】除了上面几种冶炼金属的方法之外，一些活泼金属也可作还原剂，

5、将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。【板书】4、铝热反应【实验探究】1把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起，取出内层滤纸，在其底部 剪一小孔后用水润湿，再套回原处，并架在铁圈上，下面放置一盛沙子的 蒸发皿。2将 5g 干燥的氧化铁粉末和 2g 铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，在混合物 上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁带。3用燃着的小木条点燃镁带，观察现象（反应时会产生高温，发出强光， 观察时请注意安全不要直视）。3 4 2 3 2 5【实验现象】(1)镁条剧烈燃烧；(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融

6、物落入沙中【板书】（1）概念：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学 反应。（2）原理：Al 作还原剂，另一种氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金 属置换出来。（3）铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe O 、Cr O 、V O 等)组成的混 合物。（4）反应特点： 在高温下进行。2 32 32 反应迅速并放出大量的热。新生成的金属单质呈熔融态且易与 Al O 分离。 （5）化学方程式：Fe O 2Al 2FeAl O高温（6）应用：冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如 V、Cr、Mn 等；焊接钢轨等。【注意事项】实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；铝粉要细；预 先擦去镁带的氧化膜，

7、长度约需 10cm（过短热量不够，影响实验效果）。 【思考】在这个实验中，镁带、氯酸钾的作用是什么呢？【讲解】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。 氧化铁和铝粉的混合物称为铝热剂。【过渡】金属是大自然赋予人类的宝贵财富，但并非取之不尽，用之不竭， 并且随着金属的使用，金属会被腐蚀而污染环境，那么我们应该具体怎么 做呢？【板书】二、金属的开发利用1. 合理开发利用金属资源金属的冶炼需要消耗大量的资源和能源，还会造成环境污染，地球上的金 属资源是有限的，是不可再生的，因此金属资源应合理地开发利用。 2. 有效利用金属资源的途径(1) 提高金属的利用率，减少金属的使用量；(2) 加强金属资源的回收和再利用；(3) 使