金属的冶炼教学设计.doc

(完整word)金属的冶炼教学设计
《金属的冶炼》教学设计
【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紧密的联系，教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐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。
【教学目标】
★知识与技能目标
1、了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、掌握铝热反应及其应用。
4．能写出冶炼金属方法中对应的常见金属冶炼的有关化学发方程式。
★过程与方法目标
1、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行加工，同时训练学生的口头表达能力和交流能力。
2、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标
1、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。
2、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：了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼）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。
【教学方法】
多媒体辅助教学：利用图片、视频、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、结合实验视频，充分调动学生的积极性。
【教学过程】
第一课时
【情景导入】金属在自然界中的分布很广,但金属大都都以矿石的形态存在。比如我们的家乡--大冶就有丰富的矿产资源,铁矿和铜矿。引导学生观看常见几种矿石的图片。
【质疑】 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？
【讲解】大多数金属比较活泼以化合态存在，少数以游离态存在
【板书】 一、
【介绍】 我国的矿产资源现状，国情教育
【讲解】 我们日常生活生产中使用的金属材料大多是金属单质或合金，因此必须把化合态的金属转化为金属单质－金属的冶炼。
【板书】 二、金属的冶炼
【设问探究】 我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据什么原理？
【学生活动】 学生讨论、发言
【讲解】 （正确评价学生的回答并复述）冶炼金属的根据是用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成单质，经过三个步骤。冶炼的步骤：
第一步:矿石的富集:除去杂质，提高矿石中有用成分含量。
第二步：冶炼：利用氧化还原反应，在一定条件下，用还原剂还原.
第三步：精炼：采用一定方法，提炼纯金属.
【板书】 1、金属冶炼的实质
【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】 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离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼。
【板书】 2、金属冶炼的方法
【分析】 一些不活泼的金属，它们是在金属活动顺序中位于氢后面的金属，如 Hg、Ag等,其阳离子得电子能力很强，所以其还原的条件比较容易达到。Hg、Ag的氧化物受热就能分解得到单质。
【板书】 (1）、热分解法
2HgO 2Hg＋O 2 ↑2AgO 2Ag＋O 2 ↑
【分析】 位于活动性顺序表中前端的金属如 K、Na、Ca、Al等金属，我们知道其还原性很强，容易失去电子，而其对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子；一般的还原剂都无法把它的阳离子还原出来。我们只能使用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。
【板书】 （2）、电解法
2Al2O3（熔融) 4Al + 3O2↑(用冰晶石作助熔剂）
2NaCl(熔融） 2Na + Cl2↑
MgCl 2(熔融) Mg＋Cl 2 ↑
【讲解】冶炼铝用的是其氧化物而不是氯化物，结合必修一化学键的知识知道氯化铝是共价化合物,熔融状态不能导电,所以只能是电解氧化铝。引导学生回忆必修一学习金属铝时还有一个小实验，将一块铝箔放在酒精灯上灼烧时的现象。学生可以回答出内层融化的铝不会滴落，那是因为外面包裹着一层氧化铝，而氧化铝的熔点很高，达2000多度,所以在这个过程中要加入冰晶石作助熔剂。氯化钠和氯化镁相对其氧化物来源广且易,此外氧化钠熔点较高，加热熔化前已经分解产生钠和过氧化钠；氧化镁熔点很高,要使其熔化需要的能力较多,所以综上所述不同的金属电解时选择不同的熔融物。
【分析】 对于大多数金属，如位于金属活动顺序表中间一段的金属所对应的离子，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，必须使用还原剂还原金属阳离子。常见的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气。一些活泼金属也可作为还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。
【板书】 (3)、热还原法
① 常用还原剂:焦炭、CO、H 2 、活泼金属（如Al)等
【练习】 必修一所学习氧化还原反应以氢气还原氧化铜为例，写出该反应.（要求学生黑板演练）
【板书】Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
WO3 + 3H2 ==== W + 3H2O（高温）
Fe2O3 + 2Al ==== 2Fe + Al2O3
【讲解】以最后一个反应为例，以金属作还原剂。以铝作为还原剂时，这样的反应叫铝热反应。
【板书】铝热反应:铝和金属氧化物在高温条件下发生的剧烈化学反应（反应放热)
【观看实验视频】 实验 4—1
【学生活动】 学生讨论、发言 ,给出实验现象
【教师总结】镁条剧烈燃烧,放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
【板书】Fe2O3 + 2Al ==== 2Fe + Al2O3（高温)
【讲解】像这样铝和铁的混合物叫铝热剂，铝在这个反应中作还原剂。根据实验提出问题，镁条和氯酸钾分别起什么作用？
【学生活动】 学生讨论、发言,适当引导学生正确回答
【教师总结】给出正确答案
【问题】 对于根据这个反应，推测铝热反应在生活生产上的应用，学生讨论回答
【教师总结】 两个应用:①焊接钢轨 ②制备高熔点金属
【结论】铝是常用的还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应,把其中的金属还原成单质。
【学生活动】 教师写出其他的铝热剂，学生根据所学知识写出相关反应
【板书】教师指正，给出正确答案
3MnO2 + 4Al === 3Mn + 2 Al2O3（高温)
Cr2O3 + 2Al === 2Cr + Al2O3（高温）
3Co3O4 + 8Al === 9Co + 4Al2O3(高温）
【分析】 不同的金属根据其活泼性有不同的冶炼方法，对于同种金属根据其反应物及用途不同也可以有不同的冶炼方法以铜为例，有三种冶炼方法：
热还原法：CuO+H2 = Cu+H2O
火法炼铜：Cu2S+O2=2Cu+SO2（高温）
湿法炼铜：Fe+CuSO4 === FeSO4+Cu
【小结】 金属冶炼的方法:（投影）

【过渡】 地球上的金属矿产资源是有限的，无法再生，而且金属的冶炼过程会消耗大量的能量，金属还会对环境造成一定的污染，所以我们要学会合理开发和利用这些矿物资源，有效地利用金属产品。
【阅读指导】 阅读教材相关内容。
【讲述】 正确评价学生的回答并归纳。
有效利用金属资源的途径：
1、提高金属矿物的利用率
2、减少金属的使用量
3、加强金属资源的回收和再利用
4、使用其他材料代替金属材料
【小结】 指导学生归纳本节课的内容。
【练习】1。2.3
【板书设计】
一、金属的存在：游离态：少数不活泼的金属；化合态：多数比较活泼的金属
二、金属的冶炼
1、金属冶炼的实质
2、金属冶炼的方法
(1)、热分解法
（2）、电解法
（3）、热还原法
① 常用还原剂:焦炭、CO、H2、活泼金属（如Al）等
②铝热反应
③铝热反应的应用: a：野外焊接。
小结：金属冶炼的方法：