开发利用金属矿物和海水资源(教案)1
第四章第1节开发利用金属矿物和海水资源教学设计
第四章第 1 节开发利用金属矿物和海水资源一、教材分析《开发利用金属矿物和构》 是人教版高中化学必修二第四章第 1 节的教学内容, 主要帮 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, 解释化学与可持续发展的重 要关系,树立资源保护意识及合理开发意识。
因此,教学要围绕这一教学目标展开。
本节教 学重点:解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
本节教学难点: 学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上, 了解适用于不同金属的冶炼方 法。
二、教学目标 1.知识目标: (1)说出金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法 (2)说出海水资源综合利用对人类社会发展的重要意义 2.能力目标:(1)通过铝热反应及海水的实验,学会金属冶炼的原理及简单了解元素分析的方法 (2)通过小组间的交流与合作,提高学生的语言表达能力及思维的严密性。
3.情感、态度和价值观目标:(1)通过了解金属回收的意义,培养学生的资源环保意识 (2)通过联系知识与生产实践的关系,激发学生对化学学科的兴趣热爱三、教学重点难点 重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
四、学情分析学生已有的知识和实验水平有差距。
有些学生化学实验基础都不好, 细。
对于研磨和过滤等操作学生有一定的基础, 但铝热实验是首次接触, 格注意实验安全。
五、教学方法 1.实验法:铝热反应,海带中提取碘 2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑7情境导入、展示目标7合作探究、精讲点 拨7反思总结、当堂检测7发导学案、布置预习六、 课前准备 1.学生的学习准备:预习导学案,完成课前预习学案离。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:六人一组,实验室内教学。
开发利用金属矿物和海水资源 说课稿 教案
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一、教材分析本节课是高中化学必修二第四章第一节的内容。
是在学习了物质结构与化学性质的关系,常见金属、非金属及其化合物知识的基础上,进行化学与可持续发展的升华。
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。
让学生更好地体会化学在自然资源开放和利用中的重要意义。
二、学情分析学生已经系统学习了金属、非金属及其化合物的性质,通过元素周期律掌握了位、构、性之间的依存关系,简单了解了化工生产、生活中常见有机物的性质。
学生可以认识到利用化学变化可以改变物质原有的组成、结构,使之具有更加优异的性质和功能。
同时,体会化学在利用资源、保护环境等方面发挥的作用。
对于学生来说,利用金属的活动性掌握金属的冶炼方法还是比较容易的。
三、教学目标知识与技能:掌握金属矿物这一人类重要自然资源的综合利用中的基本原理和基础知识过程与方法:通过比较、分类、归纳等方法来梳理,从而比较系统的掌握学科的基础知识情感态度与价值观:利用金属矿物这些人类资源的综合利用过程中的利弊来感受人与社会的和谐发展四、教学重难点重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属的冶炼)中的作用难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法五、教学方法实验探究、启发引导、阅读分析、查阅资料、讲练结合六、教学手段多媒体呈现、学案导学、作业巩固等七、教学流程八、板书设计第一节开发利用金属矿物和海水资源金属矿物的开发利用一、金属的冶炼1.定义:2.常见冶炼方法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法3.方程式书写二、铝热反应三、金属资源的利用。
《开发利用金属矿物和海水资源》教案4.doc
《开发利用金属矿物和海水资源》教案(第一课时)【学习目标】1.了解金属元素在自然界中的存在形态2.重点掌握金屈冶炼的原理,熟悉金屈冶炼的步骤以及方法。
【教学重点】了解化学方法在金属矿物开发屮的作用【教学难点】学生在学握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法【预备知识】金属活动顺序表[基础知识】1、____________________________________________________________ 金属的存在:除了金、钳等少数金属外,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。
金属亠亠+n 得电子、被还0冶炼实质是把金属元素从化合态还原为游离态,即M(化合态)--------------------- > M(游离态)。
3、金属冶炼的方法①热分解法在金属活动顺序中,位于汞以后的不活泼金属可以直接用____________________ 的方法从其化合物中还原出來。
例如:氧化汞分解:____________________________________________________氧化银分解:____________________________________________________②热还原法对于金属活动顺序表中Zn-Cu段的金属的冶炼可以通过來完成,常用的还原剂有、等。
例如:氧化铁和一氧化碳反应:氧化铜和氢气反应:_______________________________________________________ 对于一些高熔点的金属如铁、珞、猛、钩等可以用________________ 冶炼。
实验:观察【实验4・1】,完成下列表格讨论:在实验中为什么要在铝与氧化铁混合粉末的上面加少量的氯酸钾固体,中间插一根用砂纸打磨过的镁条?③电解法对于金属活动顺序表中Zn前面非常活泼的金属,采用一般的还原剂很难将它们还原出来, 工业上常用_______________ 冶炼,例如:电解熔融的氯化镁:______________________________________________电解熔融的氯化钠:________________________________________________电解熔融的氧化铝:__________________________________________________4、(1)回收金属的意义:节约矿物资源,节约能源,减少环境污染。
第四章第一节 开发利用金属矿物和海水资源 教案必修
城东蜊市阳光实验学校第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源【教学背景】在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下,金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益严密的联络,教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题,说明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用。
本节教学的主要目的是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,提醒化学与可持续开展的重要关系,树立资源保护意识及合理开发意识。
【教学目的】★知识与技能目的1、理解金属元素在自然界的存在形态。
2、掌握金属冶炼的原理和方法。
3、掌握铝热反响及其应用。
4、理解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。
★过程与方法目的1、培养学生的自学才能和查阅相关资料进展分析概括的才能。
2、通过案例探究培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进展加工,同时训练学生的口头表达才能和交流才能。
3、通过对案例探究,激发学生学习的主动性和创新意识,从而悟出学好化学的科学方法。
★情感态度与价值观目的1、体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用,提醒化学与可持续开展的重要关系,树立资源保护意识及合理开发意识。
2、通过化学史的教学,使学生认识并欣赏化学科学对进步人类生活质量和促进社会开展的重要作用。
3、介绍我国古代在金属冶炼方面的成就,激发学生的爱国主义情感。
4、认识化学在环境保护钟的作用,树立绿色化学的观念。
【教学重点、难点】教学重点:理解化学方法在金属矿物开发〔主要是金属冶炼〕及海水资源开发中的作用。
教学难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理根底上,理解适用于不同金属的冶炼方法。
【教学方法】多媒体辅助教学:利用图片、录像、多媒体课件等为学生提供丰富的背景材料,以便形成丰富的感性认识。
探究式教学:创设问题情景、结合演示实验,充分调动学生的积极性,进展探究式教学。
【教学过程】第一课时【引言】金属在自然界中的分布很广,但金属元素一般分布在什么区域?【讲解】〔正确评价学生的答复,并补充〕金属元素广泛分布于矿物中,动植物体内及海洋等区域中。
开发利用金属矿物和海水资源(第1课时)
5. 古代的“药金”外观与金相似,常常被误认为是金 子。冶炼方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热 到 800℃得金光闪闪的“药金”。
(1)“药金”的主要成分是_Z__n_、__C_u_。 (2)有关冶炼的化学方程式是?
ZnCO3=高==温==ZnO+CO2↑, 2ZnO+C=高==温==2Zn+CO2↑, 2Cu2O+C=高==温==4Cu+CO2↑
以铝为例,生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿 资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨,年消耗 铝土矿超过一亿吨,如果照此发展下去,地球上的 铝土矿资源就会越来越少,直至有一天枯竭。如果 人类消费的铝能够回收利用,只要回收利用量达到 产量的二分之一,每年就将减少铝土矿消耗量约 5000万吨,这对保护全球铝土矿资源具有极为重要 的意义。其次,利用废杂原料生产一吨合金铝锭与 用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比,可以节省95% 以上的能源消耗。
2Al+Fe2O3 高温2Fe+Al2O3
铝热反应
1.反应原理 在高温下,Al 作还原剂,将金属氧化物中的金属迅速置 换出来,并放出大量的热,新生成的金属单质呈熔融态且易
于和 Al2O3 分离。 2.常见铝热剂 铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5 等)组成的
混合物。
3.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。
答案:D
解析:金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中 的金属离子得电子变成金属单质,金属的活动性不同,对应 金属离子得电子的能力不同,其冶炼方法就可能不同。
3. (2010·冀州高一质检)目前,工业上冶炼铝通常采用的
方法是( )
A.CO 或氢气还原法 B.电解法
第一节 开发利用金属资源和海水资源教学设计
第一节开发利用金属资源和海水资源车琳甘肃省清水县第六中学第一课时教学内容:金属矿物的开发利用教学目标1、知识与技能(1)、掌握金属冶炼的原理,熟悉金属冶炼的步骤以及方法。
(2)、了解海水中主要元素的种类和含量。
(3)、了解海水淡化的常用方法,明确海水资源的利用形式。
2、情感态度与价值观(1)、帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝的意识。
(2)、使学生热爱自然,热爱化学。
(3)、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。
(4)、揭示化学与可持续发展的重要关系,树立资源保护意识及合理开发意识。
3、过程与方法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中的作用,体会保护金属资源的重要性教学重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
教学难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
教学策略:实验探究、合作讨论、谈话交流教学进程【课前研读】(提示:请同学课前务必完成!)一、金属矿物的开发利用除了等极少数金属外,绝大多数金属元素以的形式存在于自然界。
在地壳中含量最高的金属元素是,其次是。
人们日常应用的金属材料,多为合金或纯金,这就需要冶炼金属。
工业上金属的冶炼是指。
2.金属的冶炼金属的活动性不同,可采用不同的冶炼方法。
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。
由于不同的金属离子得电子的能力不同,所以冶炼的方法不同。
(1)热分解法(适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。
)在金属活动顺序中,位于汞以后的不活泼金属可以直接用的方法从其化合物中还原出来。
例如:氧化汞分解:氧化银分解:(2)热还原法(适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼)对于金属活动顺序表中Zn-Cu段的金属的冶炼可以通过来完成,常用的还原剂有、、等。
例如:氧化铁和一氧化碳反应:氧化铜和氢气反应:对于一些高熔点的金属如铁、铬、锰、钨等可以用冶炼。
第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第1课时)
其它冶炼方法:
湿法炼铜: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 火法炼铜: Cu2S+O2=2Cu+SO2
高温
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小结:冶金的一般方法:
金属活动 K、Ca、Na、 Zn、Fe、Sn、 Hg、 顺序 Pb(H)、Cu Ag Mg、Al 金属失电 子能力 金属离子 的得电子 强————————————→弱 弱————————————→强 电解法 热还原法 热分 物理提 解法 取法 Pt、 Au
结论:一些活泼的金属也可作还原剂。
其它铝热反应
高温
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3 Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3 3Co3O4+8Al === 9Co + 4Al2O3
高温 高温
铝热反应
铝 热 反 应 的 应 用
铝热反应的原理可以应用在生产上,如用于焊接钢轨。 在冶金工业上也常用这一反应原理,使铝与金属氧化物 反应,冶炼钴、铬、锰等。
(
)A
A、把金属化合物还原为金属单质 B、除去金属中的杂质
C、把金属单质变为氧化物 D、把电能转变为化学能
5、工业上常采用电解法冶炼的金属是
A、Fe B、Cu C、Al
(
) C
D、Ag
6、宋代时期,人们发现江西上饶有一口苦泉,蒸发这种 苦泉水会得到胆矾,熬苦泉水的铁锅用久了会变成铜锅, 这是湿法炼铜的起源,请写出该反应的离子方程 式: 。 Fe+Cu2+ = Cu+Fe2+
n+
M (被还原)
得电子
M
还原出金属的难 易由谁决定?
由于不同的金属离子的得电子能力 不同,所以要采用不同强度的冶炼方法 讨论:金属越活泼,越 易 失电子,该 金属离子就越 难 得电子,还原出该金 属就越 难 。 结论: 要根据金属的活动性顺序不同, 采取不同的冶炼方法
金属矿物的开发利用—教案
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【教学目标】知识目标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、掌握铝热反应及其应用能力目标学生通过对金属冶炼原理的学习,能够提高归纳、总结、比较的能力。
情感目标帮助学生树立节约资源、爱护环境、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:了解化学方法在金属冶炼方面的作用,并了解铝热反应的基本原理难点:在掌握了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【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,了解金属广泛存在于生产生活中,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:金属元素广泛存在于生产生活中,金属是否直接从自然界中获得?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及金属的冶炼1、金属的存在形式游离态: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2002年度,我国已发现的矿产有171种,已探明储量的矿产有157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取得很大的进展,但今后20~30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实施全球化策略是重要的任务。
开发利用金属矿物和海水资源 说课稿 教案
开发利用金属矿物和海水资源:说课简【三维目标】知识与技能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、树立资源保护和合理开发意识。
3、揭示化学与可持续发展的重要关系。
4、初步培养学生自主查阅资料的能力。
过程与方法1、自主学习,培养学生自学能力。
2、活动探究,通过了解金属资源和海水资源的开发利用,培养学生归纳能力、比较能力。
情感、态度与价值观1、帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。
2、通过金属矿物及海水资源的开发利用两个专题,使学生热爱自然,热爱化学。
【教学重点】1、了解化学方法在金属矿物开发及海水资源开发中的重要作用。
2、掌握金属的冶炼原理,了解适用于不同金属的冶炼方法。
【教学难点】金属的冶炼原理,适用于不同金属的冶炼方法。
【课时】一课时【教学方法】自学,归纳,总结【教学过程】〈导入新课〉自然资源的开发和利用与人们的日常生活息息相关,而化学在其中起着重要的作用。
本节课将学习有关金属矿物和海水资源的开发利用的问题。
第一节:开发利用金属矿物和海水资源〈推进新课〉师:阅读课本内容第一部分:一、金属矿物的开发利用,完成学案的有关内容。
生:自学课本内容,完成学案。
师:在学生完成学案后,对课本内容以问题的形式再现。
1、金属冶炼过程中金属发生了什么反应?2、常见的金属冶炼方法有哪几种?3、铝冶炼其他金属的反应称为什么反应?〈演示实验〉铝热反应实验,学生观察,写出反应现象及方程式。
生:阅读课本常见金属的冶炼原理。
师:提出探究问题:为什么不同的金属需要选择不同的冶炼方法?引导学生进行思考探究。
生:思考,讨论,回答问题。
师:金属的活泼性的不同决定了金属的冶炼方法的不同。
师:结合金属活动性顺序表总结金属冶炼的一般规律。
生:思考,讨论,总结,归纳。
师:总结金属冶炼的一般规律。
师:阅读课本内容第二部分:二、海水资源的开发利用,完成学案的有关内容。
生:自学课本内容,完成学案。
师:在学生完成学案后,提示本部分应该注意的内容。
《开发利用金属矿物和海水资源》教案1
《开发利用金属矿物和海水资源》教案一、教学目标知识与技能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。
常识性介绍金属回收和资源保护的意义2.揭示化学与可持续发展的重要关系。
3.树立资源保护意识及合理开发意识。
4.初步培养自主查阅资料的能力5.使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能。
过程与方法1.自主学习,培养学生自学能力。
2.活动动探究,通过了解金属资源的开发;金属冶炼;人类冶炼和使用金属的历史;金属资源的回收和再利用;海洋资源的类型;海水资源的开发及利用现状,培养学生归纳能力、比较能力。
情感态度与价值观1.帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。
2.通过金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题,使学生热爱自然,热爱化学。
二、教学重、难点教学重点了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
教学难点学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
三、教学方法引导法四、课时2课时五、教学过程介绍金属在自然界中的分布、存在形态、储量以及金属资源的回收和保护的必要性(配合金属及矿物的实物录象和旁解录音,简介我国金属矿产资源在世界的排名情况,树立人均拥有资源的意识)学生活动观看,倾听,体会师:提问,金属的存在形态有什么规律?生:学生思考,回答师(小结):少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,如金和铂以及少量的银和铜,较活泼的铁只能存在于陨石中,而化学性质活泼的金属,在自然界中总是以化合态存在。
但在实际生产和生活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金,着就需要把金属从金属矿物中提炼出来,这就叫做金属的冶炼。
生:学生领会规律,了解金属冶炼的意义。
师:(1)你知道从金属矿物中提炼金属,一般要经过哪些步骤?关键的一步是什么?(2)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?师指导阅读:看课本第80-81页内容生:学生阅读教材,展开讨论,并用自己的语言加以概括回答板书小结:一、金属矿物的冶炼(一)金属矿物的冶炼步骤:矿石富集——金属冶炼——金属精炼(二)金属冶炼的化学方法的实质:利用还原的方法,使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。
高中化学 《开发利用金属矿物和海水资源》第一课时教学设计
《开发利用金属矿物和海水资源》第一课时教学设计一、本节内容的地位和功能本节主题是化学与可持续发展1.STS方面——有利于加深体会化学在综合利用自然资源中的作用,学会辩证地看待人类和自然协调发展中可能会遇到的问题,培养做出明达决策的意识和能力。
2.学科教学方面——有利于将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展,主要包括无机物之间的转化,如在固态和溶液状态下,金属及其化合物、非金属及其化合物的反应等;有机物之间的转化如裂解反应、聚合反应等。
3.对于学生进一步确定学习后续选修模块,乃至升学、就业方向也可能会产生影响。
二、内容结构与特点分析(1)突出主题,将科学教育与人文教育融为一体本节中的知识内容更多表现为载体的作用,通过对化学基础知识的学习,主要的教学目标是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,树立资源保护意识及合理开发意识。
人类能源的来源全部都是从自然界中得到,其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。
仅注重资源的开发是远远不够的,人类要实现可持续发展,就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源,还要好好保护环境。
而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用,在资源的综合利用与环境保护方面同样有用武之地。
(2)体现基础性、时代性和选择性基础性:表现为紧紧围绕金属矿物、海水和化石燃料这些重要自然资源综合利用中的化学基本原理和基础知识,例如:①氧化还原反应原理及其应用;②金属活动性顺序;③典型非金属元素——卤素及其化合物之间的化学转化;④分离混合物的基本操作——蒸馏、分馏;⑤具有典型结构的有机物——乙烯的聚合反应等。
时代性:关注自然资源开发和社会可持续发展这一当今社会热点问题,努力揭示化学在面对和解决这一问题中的作用和价值。
如绿色化学的原理,“原子经济”等。
选择性:表现为教学内容的典型性和示范性,教学要求的基础性和发展性,教学活动的多样性。
设有“思考与交流”、“科学探究”、“资料卡片”等多种栏目,指导学生通过查阅资料和在实际生产、生活中进行参观、调查,进行专题报告等多种方式丰富教材内容,启发他们对某些课题进行更深入的学习和研究。
高中化学 第一节 开发利用金属资源和海水资源教学设计
第一节开发利用金属资源和海水资源教学设计一、教学目标知识与技能:1、了解金属在自然界中的存在;2、了解金属冶炼的一般原理;3、了解金属冶炼的方法与金属活泼性的关系。
过程与方法:1、自主学习,培养学生自学能力;2、活动探究,通过了解金属资源的开发,金属冶炼,人类冶炼和使用金属的历史,金属资源的回收和再利用,培养学生归纳能力、比较能力和筛选信息加工信息的能力。
情感态度价值观:1、帮助学生树立节约资源,爱护环境、变废为宝等意识;2、通过历史资料,提高学生学习化学的兴趣,建立科学的唯物史观。
二、重点与难点教学重点难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
三、教学方法:利用图片、视频、多媒体课件,讲授、练习。
四、学习方法:观察、对比、归纳、自主学习五、教学过程【情景导入】通过回忆人类历史发展的三个时代:青铜时代——铁器时代——铝合金时代,提出金属的使用顺序是历史的必然还是偶然的问题,激发学生学习的兴趣和热情。
【板书】第一节开发利用金属资源和海水资源【过渡】通过课件中不同金属的存在形式,概括出自然界中金属的存在形式。
【板书】1、金属的存在:绝大多数:化合物;极少数:单质。
【讲授】除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属都以化合物形式存在于自然界。
化学要研究如何合理、高效的利用这些金属矿石,将其中的金属从化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。
【板书】2.金属的冶炼①冶炼原理:M n+ + ne- = M(还原反应)【设问】对于不同的金属冶炼方法是相同还是不同呢?【板书】②冶炼方法【板书】a.热分解法【讲解】有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。
在金属活动性顺序中,位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。
【板书】2HgO△2Hg+O2↑ 2Ag2O△4Ag+O2↑【板书】b.热还原法【讲解】多数金属(活动性介于镁和铜之间的金属)的冶炼过程属于热还原法。
第四章第1节开发利用金属矿物和海水资源导教案
第四章第1节开发利用金属矿物和海水资源课前预习学案一、预习目标预习金属的冶炼原理与“铝热反应”实验,了解海水资源的开发利用二、预习内容1、金属在自然界中存在的形态?2、金属冶炼的实质利用___________________ 理,使金属化合物中的金属元素还原为金属单质。
3、金属冶炼的方法<1)冶炼铝的方法:________________ ,相关化学方程式:<2)冶炼铁的方法:________________ ,相关化学方程式:冶炼铁的方法:______________ ,相关化学方程式:<3)冶炼铜的方法:________________ ,相关化学方程式:冶炼铜的方法:______________ ,相关化学方程式:<4)冶炼镁的方法:________________ ,相关化学方程式:<5)你所知的冶炼其它金属的方法:相关化学方程式:4为什么人类使用铁器比使用铜器晚?5地球上的金属矿物资源是有限的,如何合理开发和有效使用金属资源?课内探究学案一、学习目标了解金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法了解海水资源综合利用对人类社会发展的重要意义复习重点:了解化学方法在金属矿物开发< 主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
复习难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
二、学习过程一、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。
金属冶炼的方法主要有:1、热分解法:对于______ 金属,可以直接用____________ 方法将金属从其化合物中还原出来,例如:—HgO _____________________ Ag2O __________________________ 。
2、热还原法:在金属活动性顺序表中处于________ 位置的金属,通常是用还原剂<—、—、—、______________ 等)将金属从其化合物中还原出来,例如:Fe2O3+ CO「_____________________ ; WO3+ H2 ” _________________ ;ZnO+ C「_________________________ ; MgO+ C ” ____________________ ;Fe2O3+ Al ■■ ________________ ; Fe+CuSO4= _____________________ 。
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第一节开发利用金属矿物和海水资源学习目标1.了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
2.掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。
3.掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。
4.认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
教学重难点:本节教学重点:掌握金属冶炼的一般原理基础,了解适用于不同金属的冶炼方法。
了解海水资源开发和利用。
课时安排:两课时教学过程:【引言】例. 第28届国际地质大会提供的资料显示,海底蕴藏着大量的天然气水合物,俗称“可燃冰”。
“可燃冰”是一种晶体,晶体中平均每46个水分子构成8个笼,每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。
若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子,另外2个笼被游离的H2O分子填充。
则“可燃冰”的平均组成可表示为()A. 3CH4·H2OB. CH4·3H2OC. CH4·6H2OD. CH4·8H2O解析:“可燃冰”是一种甲烷化合物,要推测“可燃冰”的平均组成,关键是要根据题目提供的信息推测“可燃冰”中甲烷分子与水分子的个数比。
题目中所提到的“笼”,可使我们联想到民间的“灯笼”,以8个“笼”为1个单元,每8个“笼”由46个水分子构成,而其中又填充了6个CH4分子、2个H2O分子,所以CH4分子与H2O分子的个数比为6∶(46+2)=1∶8。
所以,正确答案是D。
象“可燃冰”这样,由两种或两种以上的分子依靠分子间作用力结合在一起的具有一定结构和功能的聚集体叫超分子。
人们通常将化学物质进行分类,在原子、分子乃至超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P80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、金属单质在自然界中的存在形式少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,如金、铂、铜、银;化学性质比较活泼的金属,在自然界中以化合态存在。
大多数金属在自然界中是以化合态存在的,如铝以铝土矿形式存在,铁以铁矿石形式存在。
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。
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:Fe 2O 3+3CO高温2Fe+CO 2↑WO 3+3H 2 高温W+3H 2OZnO+C高温Zn+CO ↑ MgO+C高温Mg(g)+CO(g)Fe+CuSO 4=FeSO 4+CuFe 2O 3+2Al高温2Fe+Al 2O 3(铝热反应)【演示实验】课本P81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10 cm (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高温2Fe+Al 2O 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) 电解2Na+Cl 2↑ 4NaOH (熔融)电解4Na+O 2+2H 2OMgCl 2(熔融)电解Mg+Cl 2↑2Al 2O 3电解冰晶石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 2O电解2Cu+2H 2SO 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高温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31。
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(KCl •MgCl 2•6H 2O )中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是( ) A .(Ⅰ)用① B .(Ⅱ)用② C .(Ⅲ)用③ D .(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电解法 热还原法 热分解法(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 2O②2NaAlO 2+CO 2+3H 2O====2Al(OH)3↓+Na 2CO 3 ③Na 2CO 3+Ca(OH)2====CaCO 3↓+2NaOH④2Al(OH)3∆======Al 2O 3+3H 2O【作业】课本P85全部习题【新课】第二课时 海水资源的开发利用 一、海水淡化海洋水资源:海水中水的储量约为1.3×109亿吨,约占全球总水量的97%。
海水中水资源的利用,主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。
通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去,都可以达到淡化海水的目的。
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
二、海水中的化学资源由于与岩石、大气、生物的相互作用,海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物,按含量计,水中的H、O两种元素,加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种超过总量的99%,其他为微量元素,总计含有80多种元素。
海洋有取之不尽的化学资源。
海洋资源中,利用潜力最大的是海水中的化学资源。
目前,在陆地上发现的100多种化学元素,在海水中已找到80多种,其中70多种可供提取。
如,氯化钠(即食盐)有4亿亿吨,镁约有1800万亿吨,钾有500万亿吨,溴约有90万亿吨,核燃料约40亿吨-50亿吨。
1.海水中含有的各种元素的特点:种类多,总储量大,富集程度低。
因此,从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。
2.从海水中提取物质的方法⑴.从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制取盐的方法主要有:盐田法、电渗析法和冷冻法。
其中盐田法历史最悠久,而且也是最简便和经济有效的方法,现在还在广泛采用。
盐田法又叫滩晒法,盐田建在海滩边,借用海滩逐渐升高的坡度,开出一片片象扶梯一样的池子。
利用涨潮或用风车和泵抽取海水到池内。
海水流过几个池子,随着风吹日晒,水份不断蒸发,海水中的盐浓度愈来愈高,最后让浓盐水进入结晶池,继续蒸发,直到析出食盐晶体。
我国是世界上最大的产盐国,年产盐量近2000万吨,占世界食盐产量的80%。
⑵.从海水中提取镁的主要工艺流程镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。
主要步骤如下:(1)为了使MgCl2转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用,要使MgCl2完全转化为沉淀,加入试剂①的量应,验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2的方法是。
(2)加入试剂①,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是。
(3)试剂②可以选用。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,写出该反应的化学方程式。
答案. (1)NaOH过量取上层清夜,滴入NaOH溶液,不产生沉淀(2)过滤(3)HCl (4)MgCl2Mg+Cl2↑⑶.从海水中提取溴的主要工艺流程①用蒸馏法将海水浓缩。
用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2=2HCl+Br2⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
⑷.从海带中提取碘的实验【演示实验】课本P83实验4-2①反应原理:海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I 2,再萃取出来。
用H 2O 2做氧化剂,反应的离子方程式是:2I -+H 2O 2+2H +=I 2+2H 2O③实验注意事项海带不要用水洗,以免洗去海带中的碘;用干海带从而易于燃烧;灼烧海带的地方要注意通风。
3.海水综合利用联合工业体系一例(如下图)(投影展示)三、 海水资源的开发利用简述(1)从海水中提取淡水——海水淡化 (2)海水制盐(3)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品(4)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料 (5)从海水中获取其他物质和能量[课堂练习1] 海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热MgCl 2·6H 2O ,生成的是Mg(OH)Cl 或MgO ,写出相应反应的化学方程式 。