第一节 开发利用金属矿物和海水资源说课稿

第一节开发利用金属矿物和海水资源说课稿
一、说教材
（一）在教材的地位及作用
本节课选自人民教育出版社出版的全日制普通高中课程标准实验教科书《化学2（必修）》第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》的第一课时金属矿物的开发利用，化学研究和应用的一个重要的目标就是开发和利用自然界中可能的物质资源和能源资源,为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础；同时,应注意到这一过程必须同自然环境相互协调,走可持续发展的道路，本课时是以金属活动顺序表、氧化还原反应为依托,探究金属的冶炼原理、金属资源的回收和利用，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,树立资源保护意识几合理开发意识，
（二）教学目标
知识和技能目标：
1．以金属矿物的开发和利用为例,认识化学方法在实现物质间转化的作用，2．掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法，
过程与方法目标：通过金属矿物的开发和利用,使学生体会到自然环境相互协调,走可持续发展的道路的重要性，
情感态度和价值观目标：培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，
教学重点：了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）
教学难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解使用于不同金属的冶炼方法
教学过程：
【引言】
人们通常将化学物质进行分类,在原子、分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律,认识物质在变化过程中表现出的性质，所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据，本节课我们主要以金属矿物为例,一起认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，
第一课时金属矿物的开发和利用
阅读课本p88资料卡片
自然资源与可持续发展
广义地讲,所谓自然资源,是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的,以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称，可持续发展的目标是满足人类需要,强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平，它包括经济的可持续发展,社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展，【新课】第一课时金属矿物的开发和利用
一、阅读并完成下列问题：
1、金属冶炼的基本原理是什么？
2、金属冶炼的基本方法有哪些？
3、金属冶炼会带来哪些附加问题？
二、金属的冶炼
金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程，金属的活动性不同,可以采用不同的冶炼方法，总的说来,金属的性质越稳定,越容易将其从化合物中还原出来，
金属的冶炼利用的反应原理是什么呢？ 资料：
铜、铁、铝被人类大规模开发、利用的大致年限
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
阅读资料,请尝试解释人类大规模开发、利用各种金属的时间顺序， 你认为冶炼不同金属的差异是什么？这些差异与金属的什么性质有关？ ㈠金属冶炼的方法主要有： （1）热分解法
对于不活泼金属,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：2HgO==2Hg+O 2↑ 2Ag 2O==4Ag+O 2↑ （2）热还原法
在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂（C 、CO 、H 2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来,例如：
WO 3+3H 2==W+3H 2O ZnO+C==Zn+CO ↑ Fe+CuSO 4==FeSO 4+Cu
具有工艺简单、生产量大、能耗低等优点,一直沿用至今，这种方法生产的铁占世界铁总产量的95％以上， Fe 2O 3+3CO==2Fe+CO 2↑
Fe 2O 3+2Al==2Fe+Al 2O 3 （铝热反应）
大约100多年前
大约2500年前
大约4000年前 青铜时代 铁器时代 工业时代
【演示实验】课本p89实验4-1
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（200目以上）,最好用铝银粉（商业名称）；预先擦去镁带的氧化膜,长度约需10cm（过短热量不够,影响实验效果，
现象：,镁条剧烈燃烧,并发出耀眼的光芒，纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中，待熔融物冷却后,除去外层熔渣,可以发现落下的是铁珠，
结论：Fe
2O
3
+2Al==2Fe+Al
2
O
3
（铝热反应）
铝热反应的特点：高温引燃剧烈放热,体现氧化铝高熔点的性质，
应用：①焊接钢轨②冶炼高熔点金属
（3）电解法
非常活泼的金属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+Cl
2↑ 4NaOH（熔融）==4Na+O
2
+2H
2
o
MgCl
2（熔融）==Mg+Cl
2
↑ 2Al
2
O
3
===4Al+3O
2
↑
一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼,
例如：2CuSO
4+2H
2
O==2Cu+2H
2
SO
4
+O
2
↑
（4）有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来,例如：
Cu
2S+O
2
==2Cu+SO
2
结论：（学生总结）金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择电解法热还原法热分解法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
【思考】为什么人类使用铁器比使用铜器晚？
金属使用的先后与金属冶炼的难易有关，
三、金属提炼步骤：
（1）矿石的富集、除杂；（2）冶炼；（3）精炼，
矿产资源是大自然赋予人类的宝贵财富,但并非取之不尽用之不竭,随着人们的开发利用,将会日渐减少,因此要加强金属资源的回收和再利用,节约矿产资源，我国幅员辽阔,是世界上矿产资源比较丰富、矿产品种比较齐全的国家，我国矿产资源总值居世界第3位,但人均拥有量约为世界人均水平的，因此,我们更应注意金属的回收和资源的保护，
[课堂练习1]
冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法,②水煤气（或H
2
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（KC l•MgCl
2
•6
H
2
O）中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是（）
a．（ⅰ）用①b．（ⅱ）用②c．（ⅲ）用③d．（ⅳ）用④
解析：（ⅰ）（ⅱ）（ⅲ）（ⅳ）发生的反应分别是：（ⅰ）符合①（ⅱ）符合③（ⅲ）符合③
（ⅳ）先从光卤石中提取MgCl
2,再电解MgCl
2
,符合④答案：b
[课堂练习2]
工业上用铝土矿（主要成分是al
2o
3
）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）写出①～④反应的方程式，
答案：
①Al
2O
3
+2NaOH====2NaAlO
2
+H
2
O
②2NaAlO
2+CO
2
+3H
2
O====2Al(OH)
3
↓+Na
2
CO
3
③Na
2CO
3
+Ca(OH)
2
====CaCO
3
↓+2NaOH
④2Al(OH)
3 ==Al
2
O
3
+3H
2
O
阅读思考：
未来金属——钛(Ti)
钛被称为继铁、铝之后的第三金属,也有人说“21世
纪将是钛的世纪”，
钛是一种性能非常优越的金属，密度小、硬度
大、熔点高，钛的化学性质稳定,耐腐蚀，钛和钛的
合金大量用于飞机、火箭、导弹、人造卫星和宇宙
飞船等领域，
钛的主要矿石是金红石（主要成分是TiO2）
冶炼钛可以采用什么方法呢？
课后思考
如何解决金属冶炼所带来的附加问题？我们可以做些什么？【作业】课本p93习题1、2、3。