§41开发利用金属矿物和海水资源正式教案

§41开发利用金属矿物和海水资源正式教案一、教学目标1.知识与技能目标了解金属在自然界中的存在形态，熟悉常见金属矿物。掌握金属冶炼的一般方法和原理，能举例说明不同金属的冶炼方法。了解海水资源开发利用的主要方法和原理，如海水淡化、海水提溴、海水提镁等。2.过程与方法目标通过对金属冶炼方法的学习，培养学生运用归纳、对比等方法分析问题的能力。通过探究活动，让学生体会科学探究的过程，提高科学探究能力。3.情感态度与价值观目标使学生认识到化学在自然资源开发和利用中的重要作用，培养学生的资源意识和环保意识。通过了解我国在金属冶炼和海水资源开发利用方面的成就，增强学生的民族自豪感和责任感。

二、教学重难点1.教学重点金属冶炼的原理和方法。海水资源开发利用的重要方法和原理。2.教学难点金属冶炼方法与金属活动性顺序的关系。海水提溴、海水提镁等工艺流程的理解。

三、教学方法讲授法、讨论法、探究法相结合

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）【展示】一些金属制品，如铝合金门窗、钢铁桥梁、金银首饰等。【提问】这些金属制品是如何从自然界中获取的呢？我们如何将金属从矿石中提炼出来？海水又能为我们提供哪些资源呢？本节课我们就来学习开发利用金属矿物和海水资源。

（二）金属矿物的开发利用（20分钟）1.金属在自然界中的存在形态【讲解】金属在自然界中主要以化合态存在，极少数不活泼金属如金、铂等以游离态存在。【提问】为什么大多数金属以化合态存在？【学生思考回答】金属的化学性质比较活泼，容易与其他物质发生化学反应。2.金属冶炼的实质【讲解】金属冶炼的实质是将金属从其化合物中还原出来。【板书】金属冶炼的实质：Mn++ne=M3.金属冶炼的方法热分解法【讲解】对于一些不活泼金属，如汞、银等，可以用热分解法冶炼。【板书】2HgO==2Hg+O₂↑；2Ag₂O==4Ag+O₂↑【提问】热分解法冶炼金属的条件是什么？【学生回答】需要加热。热还原法【讲解】大多数金属采用热还原法冶炼，常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等。【板书】C还原ZnO：2ZnO+C==2Zn+CO₂↑CO还原Fe₂O₃：Fe₂O₃+3CO==2Fe+3CO₂H₂还原WO₃：WO₃+3H₂==W+3H₂O【提问】热还原法冶炼金属时，还原剂的选择有什么依据？【学生讨论回答】根据金属氧化物的氧化性强弱和还原剂的还原性强弱来选择。【讲解】铝热反应也是一种热还原法，它利用铝的还原性，在高温下将某些金属从其氧化物中还原出来。【演示实验41】铝热反应【现象】剧烈反应，发出耀眼光芒，有熔融物生成。【讲解】铝热反应的化学方程式为2Al+Fe₂O₃==Al₂O₃+2Fe，铝热反应可用于焊接钢轨、冶炼高熔点金属等。电解法【讲解】对于一些非常活泼的金属，如钾、钙、钠、镁、铝等，采用电解法冶炼。【板书】电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)==2Na+Cl₂↑电解熔融MgCl₂：MgCl₂(熔融)==Mg+Cl₂↑电解熔融Al₂O₃：2Al₂O₃(熔融)==4Al+3O₂↑【提问】电解法冶炼金属时，为什么要电解熔融的化合物？【学生回答】因为在水溶液中，金属离子会先于氢离子放电，无法得到金属单质。【总结】金属冶炼方法与金属活动性顺序的关系：K、Ca、Na、Mg、Al用电解法；Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu用热还原法；Hg、Ag用热分解法；Pt、Au以游离态存在。

（三）海水资源的开发利用（20分钟）1.海水水资源的利用海水淡化【讲解】海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。【板书】蒸馏法：通过加热使海水汽化，然后冷凝得到淡水。电渗析法：利用离子交换膜对离子的选择透过性，使海水中的阴阳离子分别通过不同的离子交换膜，从而达到淡化海水的目的。离子交换法：用离子交换树脂除去海水中的盐分。【展示】海水淡化装置示意图，介绍蒸馏法的原理和流程。2.海水化学资源的开发利用海水提溴【讲解】海水提溴一般要经过浓缩、氧化、提取三个步骤。【板书】浓缩：将海水浓缩，提高溴离子的浓度。氧化：向浓缩海水中通入氯气，将溴离子氧化为溴单质。2Br+Cl₂==Br₂+2Cl提取：利用溴的挥发性，鼓入热空气或水蒸气，将溴单质从海水中吹出，然后用二氧化硫吸收，再用氯气氧化，最后蒸馏得到溴单质。Br₂+SO₂+2H₂O==2HBr+H₂SO₄；2HBr+Cl₂==2HCl+Br₂【展示】海水提溴的工艺流程示意图，帮助学生理解。海水提镁【讲解】海水提镁的主要流程是：先将海水浓缩，加入石灰乳使镁离子沉淀，然后过滤得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，最后电解熔融氯化镁得到镁单质。【板书】Mg²⁺+Ca(OH)₂==Mg(OH)₂↓+Ca²⁺Mg(OH)₂+2HCl==MgCl₂+2H₂OMgCl₂(熔融)==Mg+Cl₂↑【展示】海水提镁的工艺流程示意图，讲解各步骤的原理和作用。

（四）课堂小结（5分钟）【提问】本节课我们学习了哪些内容？【学生回答】金属在自然界中的存在形态、金属冶炼的实质和方法、海水资源的开发利用等。【总结】本节课重点学习了金属冶炼的方法，包括热分解法、热还原法和电解法，以及海水资源开发利用的主要方法，如海水淡化、海水提溴、海水提镁等。金属冶炼方法的选择与金属活动性顺序密切相关，而海水资源的开发利用对于解决资源短缺问题具有重要意义。

（五）课堂练习（10分钟）1.下列金属的冶炼方法中，属于热还原法的是（）A.2HgO==2Hg+O₂↑B.Fe+CuSO₄==FeSO₄+CuC.Fe₂O₃+3CO==2Fe+3CO₂D.2NaCl(熔融)==2Na+Cl₂↑2.从海水中提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr+NaBrO₃+3H₂SO₄==3Br₂+3Na₂SO₄+3H₂O，与上述反应在原理上最相似的反应是（）A.2NaBr+Cl₂==Br₂+2NaClB.AlCl₃+3NaAlO₂+6H₂O==4Al(OH)₃↓+3NaClC.2H₂S+SO₂==3S↓+2H₂OD.Cl₂+H₂O==HCl+HClO3.海水提镁的过程中，不涉及的化学反应是（）A.Mg²⁺+Ca(OH)₂==Mg(OH)₂↓+Ca²⁺B.Mg(OH)₂+2HCl==MgCl₂+2H₂OC.MgCl₂(熔融)==Mg+Cl₂↑D.MgO+H₂==Mg+H₂O【学生练习，教师巡视指导，然后讲解答案】

（六）布置作业（5分钟）1.书面作业：教材P106习题1、2、3。2.拓展作业：查阅资料，了解我国在金属冶炼和海水资源开发利用方面的新进展，并写一篇短文介绍。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对金属矿物的开发利用和海水资源的开发利用有了较为系统的了解。在教学过程中，通过展示图片、演示实验、讲解工艺流程等方式，使抽象的知识变得更加直观形象，有助于学生理解和掌握。