金属矿物的开发利用很好的教案

《金属矿物的开发利用》【导入】在差不多200年前的拿破仑时代，冶炼和使用金银已经有很长的历史，宫庭中的银器比比皆是。可是，拿破仑在宴请客人时，让客人们用银餐具，偏偏自己用铝碗。这事要拿到现在，一定十分可笑，因为在今天，铝不仅比银便宜得多，而且光泽和性能都远远比不上银。铝之所以变得便宜，是因为后来人们发明了电解铝的技术，才可以大量生产铝。所以，金属矿物的冶炼对于我们有着重要意义，今天就让我们一起来学习这部分知识。（PPT）【板书】《金属矿物的开发利用》（讲述）接下来请同学们认真阅读P88~89，思考屏幕上的问题。Question1:金属元素在自然界以什么形式存在？Question2:我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据什么原理？Question3:常用的冶炼方法有哪些?1、金属的存在：除了金、铂等少数金属以________的形式存在外，绝大多数金属以________的形式存在于自然界。2、金属冶炼的含义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即（化合态）（游离态）。3、金属冶炼的一般步骤：(1)__________：提高矿石中有用成分的含量。(2)__________：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）。(3)__________：采用一定的方法，提炼纯金属。板书：一：金属元素在自然界中的存在：游离态：少数不活泼金属；化合态：多数比较活泼的金属二：金属的冶炼：设问：我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据什么原理？板书：1、基本步骤：【学生活动】分组讨论、发言讲解：（正确评价学生的回答并复述）冶炼金属的根据是把金属矿石中的金属离子还原成单质，经过三个步骤。（PPT放映）第一步：矿石的富集：出去较大的杂质，提高矿石中有用的成分的含量第二步：冶炼：利用氧化还原反应（很不活泼的金属除外），在一定的条件下还原出金属单质第三步：精炼：采用一定的方法，提炼出纯净的金属板书：2、金属冶炼的实质：是用还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。【分析探讨】金属离子的得电子能力是否全都相同？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还原成金属原子的能力也就不同，对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼。板书：3、金属冶炼的原理：（用PPT演示）适用性优缺点热分解法电解法热还原法板书：（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能力很强，所以其还原的条件比较容易达到，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。例如：2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑板书：（2）电解法：回顾知识：写出电解食盐水的反应方程式？答：阳极反应：2Cl-—2e-==Cl2↑阴极反应：2H++2e-==H2↑总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑设问：如果液态氯化钠在无水的情况下电解会生成什么物质呢？答：钠离子会变成钠单质。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）我们知道其还原性很强，容易失去电子，而对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，用一般的还原剂很难将它们还原出来，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+Cl2↑MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑评价：（PPT列出这些有机物的沸点）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行冶炼（介绍冰晶石）板书：（3）热还原法：回顾知识：大家常见的可用作还原剂的物质有哪些？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能力较强，其化合物又不能通过受热分解得到金属单质，通常是在高温下用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：（各还原剂的选择依据）练习：让学生写出一些常见的金属氧化物被还原的反应，写完后用PPT对照：Fe2O3+3CO2Fe+CO2↑WO3+3H2W+3H2OZnO+CZn+CO↑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热反应）Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3（铝热反应）点评并强调：若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：视频实验4—1：（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）学生回答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，纸漏斗内剧烈反应，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。Ⅱ、反应方程式：Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热反应）（分析化合价升降）【思考】铝热反应中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，就可以给铝热反应提供足够的热量引发反应，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能够继续燃烧。Ⅲ、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。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝熔点高的性质。(3)铝热反应的应用：①焊接钢轨；②冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。（看图片生活中的实际应用）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KCaNaMgAlZnFeSnPbCu电解法热还原法热分解法【表4—1】常见金属的冶炼原理金属冶炼原理FeFe2O3+3CO2Fe+CO2↑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（铝热反应）CuCu2S+O22Cu+SO2(火法炼铜)Fe＋CuSO4AUTOTEXT=====FeSO4＋Cu(湿法炼铜)MgMgO＋CMg(g)＋CO(g)MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑Al2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑Na2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑4NaOH（熔融）4Na+O2↑+2H2O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，金属会被腐蚀而污染环境，那么我们应该具体怎么做呢？板书：金属的回收与环境、资源保护：阅读PPT放映的资料，思考金属的回收与环境、资源保护的方法，并回答。讲述：正确评价学生的回答并归纳，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、冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法，②水煤气（或H2或CO）法，③活泼金属置换法，④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（Ⅰ）火烧孔雀石法炼铜，（Ⅱ）湿法炼铜，现代有（Ⅲ）铝热法炼铬，（Ⅳ）从光卤石（KCl•MgCl2•6H2O）中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是---------------------------（B）A．（Ⅰ）用①B．（Ⅱ）用②C．（Ⅲ）用③D．（Ⅳ）用④2、工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，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①～④反应的方程式。①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O；②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3；③Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH；④2Al(OH)3Al2O3+3H2O。3、关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是--------------------------------------（CD）A、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、下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是------------------------------------------------(BD)A、2Na+MgCl2====2NaCl+MgB、MgCl2(熔化)MgO+Cl2C、2MgO2Mg+O2D、MgO+CMgO+C5、下列金属①铁、②镁、③锰、④矾、⑤铬。可用铝热法制备的有------------------------(C)A.①②④B.①②③⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤6、在冶金工业上，通常均不能用化学还原剂制得的金属组是----------------------------------(A)A．Na、Ba、Mg、A1