《金屬礦物的開發(fā)利用》教案一、教材分析本節(jié)重點在于揭示和說明化學(xué)在金屬礦物開發(fā)利用中的作用，突出了兩個方面的主題，一是化學(xué)為開發(fā)和利用自然資源提供了科學(xué)依據(jù)；二是保護資源和保護環(huán)境對化學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展提出新的要求。簡言之，自然資源的開發(fā)利用離不開化學(xué)。化學(xué)只有不斷創(chuàng)新和發(fā)展才能滿足人類社會可持續(xù)發(fā)展的需求。教材從金屬礦物的開發(fā)利用引入，通過金屬冶煉的基本原理使學(xué)生認識到化學(xué)是冶金工業(yè)的重要依據(jù)。化學(xué)（包括電化學(xué)）方法是金屬由化合物轉(zhuǎn)變成單質(zhì)的基本方法，從而對金屬冶煉的常用方法進行比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。此外，教材通過一些欄目，如“思考與討論”中鋁的冶煉和鋁制品的回收，幫助學(xué)生認識金屬冶煉過程往往需要消耗大量的能量，也容易造成嚴重的環(huán)境污染，因此，改進工藝條件、節(jié)能降耗、回收廢舊金屬制品等，就成了與金屬冶煉同樣重要的問題。二、學(xué)情分析金屬礦物的開發(fā)利用是本節(jié)第一部分內(nèi)容。本節(jié)關(guān)于金屬冶煉原理的教學(xué)，學(xué)生已有一定的基礎(chǔ)。學(xué)生在初中化學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了利用還原劑一氧化碳、氫氣或碳單質(zhì)與金屬氧化物在加熱或高溫條件下反應(yīng)，將金屬從其化合物中還原出來。初中教材對于金屬的冶煉重點介紹了工業(yè)上鐵的冶煉原理，學(xué)生已逐步建立起利用還原劑從金屬氧化物中獲取金屬單質(zhì)的方法；同時通過對金屬活動性順序的學(xué)習(xí)，知道了金屬與鹽反應(yīng)的一般規(guī)律。這些知識的學(xué)習(xí)為高中系統(tǒng)學(xué)習(xí)金屬冶煉的一般原理、總結(jié)提煉金屬的一般方法提供了知識儲備。高中化學(xué)必修第一冊中，學(xué)生又學(xué)習(xí)了有關(guān)金屬及其化合物的化學(xué)性質(zhì)和氧化還原反應(yīng)等知識。此時，再對金屬礦物的開發(fā)利用進行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)也就順理成章、水到渠成。素養(yǎng)目標(biāo)【教學(xué)目標(biāo)】1.了解金屬在自然界中的存在形態(tài)，熟知金屬冶煉的方法及其原理，掌握鋁熱反應(yīng)的原理和實驗。2.以金屬礦物的開發(fā)和利用為例，認識化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用，體會保護金屬資源的重要性。【評價目標(biāo)】1．培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用觀察、實驗、比較、分類歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工。2．體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，解釋化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系，樹立資源保護意識及合理開發(fā)意識。四、教學(xué)重點、難點1．教學(xué)重點：金屬冶煉原理。2．教學(xué)難點：金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系。五、教學(xué)方法1．情境積學(xué)法：創(chuàng)設(shè)問題的意境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。2．探究歸納法：以問題為線索進行啟發(fā)式教學(xué)。以問題導(dǎo)入新課，又以問題為主線開展教學(xué)，并通過解決問題來串聯(lián)知識技能和方法。3．實驗促學(xué)法：通過教師的演示，觀察分析實驗現(xiàn)象，理解并掌握金屬冶煉的方法。六、教學(xué)設(shè)計思路金屬的冶煉是本節(jié)的重點內(nèi)容。在進行這部分內(nèi)容的教學(xué)時，不僅要讓學(xué)生理解常見金屬的冶煉原理，還要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理、金屬活動性順序及其應(yīng)用等化學(xué)基本原理和基礎(chǔ)知識，充分調(diào)動學(xué)生思維，采用探究、比較、歸納等教學(xué)手段總結(jié)金屬冶煉的一般原理和方法。尤其在具體知識的學(xué)習(xí)過程中，要促進學(xué)生化學(xué)核心觀念的形成。例如，教學(xué)內(nèi)容中涉及金屬元素在自然界的存在形式，體現(xiàn)了元素觀；根據(jù)金屬活潑性的差異采用不同的冶煉方法，體現(xiàn)了分類觀；冶煉的過程，就是通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)無機物之間的轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化觀。在進行教學(xué)設(shè)計時，既要看具體的化學(xué)知識，也要看到具體知識背后隱藏的學(xué)科觀念，更要看到知識建構(gòu)過程中所蘊含的學(xué)科核心素養(yǎng)以及研究問題的科學(xué)方法，最終幫助學(xué)生完成金屬冶煉認識思路的結(jié)構(gòu)化。七、教學(xué)流程八、教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一、情境導(dǎo)入以“三星堆”為背景，通過在“三星堆”中發(fā)現(xiàn)的各種文物，說明5000年前人們已經(jīng)掌握了金屬冶煉的方法和技術(shù)，引入本節(jié)課主題。觀看視頻。環(huán)節(jié)二、金屬在自然界中的存在形態(tài)自然界中，不活潑的金屬能以游離態(tài)存在，活潑的金屬一般只能以化合態(tài)存在。人們在生活和生產(chǎn)中使用的金屬材料多是合金，如何從礦石中得到金屬單質(zhì)呢？金屬冶煉的實質(zhì)是什么？思考并回答。環(huán)節(jié)三、通過古代冶金相關(guān)的詩詞，引入游離態(tài)金屬冶煉方法——物理提取法多媒體展示劉禹錫《浪淘沙》中的部分詩句“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，“美人首飾侯王印，盡是沙中海底來”。請同學(xué)們體會其中蘊含著怎樣的金屬冶煉方法？朗讀、思考并回答。環(huán)節(jié)四、金屬冶煉方法——熱分解法剛才我們提到，鉑和金是采用物理提取法得到的，那緊挨著它們的汞和銀可以用什么方法進行冶煉呢？多媒體展示我國晉代煉丹家、醫(yī)學(xué)家葛洪所著《抱樸子》一書中的記載“朱砂燒之成水銀”。引入金屬冶煉方法——熱分解法。閱讀資料，分析其中發(fā)生了什么化學(xué)反應(yīng)。環(huán)節(jié)五、金屬冶煉方法——熱還原法回顧初中學(xué)習(xí)過的高爐煉鐵和氫氣還原氧化銅，思考對于一些比較活潑的金屬（如鐵、銅），我們可以通過什么方法冶煉呢？常用的還原劑有哪些？寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。思考、回答并寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。環(huán)節(jié)六、鋁熱反應(yīng)一些活潑的金屬也可以作為還原劑，將相對不活潑的金屬從其化合物中置換出來，如鋁熱反應(yīng)。請學(xué)生觀看鋁熱反應(yīng)演示實驗并提出以下幾個問題：1、鋁熱反應(yīng)需要高溫條件，是否還需要持續(xù)加熱？2、實驗中，鎂條、氯酸鉀的作用是什么？引發(fā)反應(yīng)的操作是什么？3、蒸發(fā)皿中鋪少量細沙的作用是什么？觀察并記錄實驗現(xiàn)象，寫出化學(xué)方程式，并回答相應(yīng)問題。鋁熱反應(yīng)在日常生產(chǎn)中的應(yīng)用。思考。環(huán)節(jié)七、金屬冶煉方法——電解法資料展示“鋁的冶煉史”并結(jié)合法國皇帝拿破侖家中使用鋁碗而不用金碗銀碗的小故事，引出另外一種冶煉非常活潑的金屬（如鈉、鎂、鋁）的方法——電解法。分析資料和故事，寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。給出相應(yīng)物質(zhì)的熔沸點數(shù)據(jù)，提出問題：（1）工業(yè)上為什么常用電解熔融MgCl2而不用電解熔融MgO的方法生產(chǎn)鎂？（2）工業(yè)上為什么常用電解Al2O3冰晶石熔融混合物而不是電解熔融AlCl3的方法？思考與交流。環(huán)節(jié)八、冶煉金屬的其它方法火法煉銅和濕法煉銅，請同學(xué)們嘗試寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。分析思考。請同學(xué)分析：（1）金屬活動性順序與金屬冶煉的方法有什么關(guān)聯(lián)呢？（2）金屬的冶煉除了與金屬活動性順序有關(guān)，還與哪些因素有關(guān)？思考、分析。環(huán)節(jié)九、合理開發(fā)和利用金屬資源結(jié)合教材P99頁思考與討論，體會合理開發(fā)和利用金屬資源的重要意義，并提出有效的途徑。閱讀、思考并分析。環(huán)節(jié)十、課堂小結(jié)請同學(xué)對本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容進行總結(jié)。總結(jié)并暢談收獲和感受。環(huán)節(jié)十一、課堂練習(xí)課堂練習(xí)、能力提升。思考并回答。板書設(shè)計十、課堂測評1.工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。你認為選擇方法的主要依據(jù)是()A.金屬在自然界的存在形式B.金屬元素在地殼中的含量C.金屬熔點高低D.金屬陽離子得電子的能力2.下列各種冶煉方法中，可以制得相應(yīng)金屬的是()A.加熱氧化鋁B.電解熔融氯化鈉C.加熱碳酸鈣D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱3.已知一些金屬的發(fā)現(xiàn)和使用與其金屬活動性有著必然的聯(lián)系。據(jù)此推測，下列事件發(fā)生在鐵器時代之前的是()A.金屬鈉的使用B.青銅器的大量使用C.海水提鎂 D.鋁熱法制鉻4.冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法②水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法③活潑金屬置換法④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅；現(xiàn)代有(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂，對它們的冶煉方法的分析不正確的是()A.(Ⅰ)用① B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③ D.(Ⅳ)用④5.關(guān)于廢舊金屬處理的下列說法中不正確的是()A.對廢舊金屬的最好處理方法是回收、再利用B.重金屬對人體有害，對廢舊重金屬材料的處理方法是填埋C.廢舊鋼鐵可用于煉鋼，廢鐵屑可用于制鐵鹽D.照相業(yè)、科研單位和醫(yī)院X光室回收的定影液中，可以提取金屬銀《金屬礦物的開發(fā)利用》作業(yè)設(shè)計1.化學(xué)學(xué)科的發(fā)展對人類文明進步起到了極為重要的作用.下列認識正確的是(

)

A.

人類對金、銀、銅、鐵、鋁的認識與其在自然界分布關(guān)系最為緊密

B.

工業(yè)上可用空氣、Cu、稀硫酸在加熱條件下來制備CuSO4，且硫酸利用率高，環(huán)境污染小

C.

工業(yè)上常用電解熔融態(tài)的MgCl2、AlCl3來制備Mg、Al

D.

人類解決吃、穿、住、行最有效的方法就是大力開發(fā)石油及其產(chǎn)品【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平金屬的冶煉及其與人類生產(chǎn)生活的聯(lián)系A(chǔ)金屬的冶煉與人類生產(chǎn)生活的聯(lián)系L1B了解CuSO4生產(chǎn)可能的工藝流程L1C知道金屬Mg和Al的冶煉方法L1D化學(xué)與人類生產(chǎn)生活及環(huán)境保護的聯(lián)系L12.有關(guān)金屬的冶煉原理下列說法正確的是（

）

A.肯定發(fā)生的是置換反應(yīng)

B.肯定發(fā)生的是分解反應(yīng)C.肯定發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)

D.只能用金屬作還原劑冶煉金屬【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平金屬冶煉的實質(zhì)，氧化還原反應(yīng)的判斷A知道金屬冶煉實質(zhì)及置換反應(yīng)特點L1B知道金屬冶煉實質(zhì)及分解反應(yīng)特點L1C知道金屬冶煉實質(zhì)及氧化還原反應(yīng)實質(zhì)L1D了解金屬冶煉的不同方法L13.工業(yè)上冶煉金屬一般用熱分解法、熱還原法和電解法。由于金屬的化學(xué)活動性不同，因此選用的冶煉方法也就不同。你認為這些方法的選擇主要是依據(jù)（

）

A.金屬在自然界中的存在形式

B.金屬元素在地殼中的含量

C.金屬陽離子得電子的能力

D.金屬熔點的高低【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平金屬冶煉方法的選擇依據(jù)知道金屬的冶煉與哪些因素有關(guān)L14.均能使氧化鐵還原成鐵的一組物質(zhì)是（

）A.CO、O2、H2B.CO、H2、CC.CO2、H2O、O2D.CO2、C、O2【參考答案】B【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平鐵的冶煉方法知道冶煉金屬鐵常用的還原劑有哪些L15.下列各種冶煉方法中，可制得相應(yīng)的金屬的是（

）

A.加熱氧化鋁

B.加熱碳酸鈣

C.電解熔融氯化鈉

D.氯化鈉與鋁粉高溫共熱【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平不同金屬的冶煉方法A知道金屬Al的冶煉方法L2B知道金屬Ca的冶煉方法L2C知道金屬Na的冶煉方法L2D知道鋁熱反應(yīng)發(fā)生的條件L26.下列說法不正確的是（

）

A.有些活潑金屬如鋁可作熱還原法的還原劑

B.用電解熔融NaCl的方法來冶煉金屬鈉

C.可用焦炭或一氧化碳還原氧化鋁的方法來冶煉鋁

D.回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平不同金屬冶煉方法，合理開發(fā)和利用金屬資源A了解鋁熱反應(yīng)L1B知道金屬Na的冶煉方法L1C知道金屬Al的冶煉方法L1D學(xué)會合理開發(fā)和利用金屬資源L17.下列金屬①鐵、②鎂、③錳、④釩、⑤鉻，可以用鋁熱法制備的有（）A.①②④B.①②③⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平鋁熱反應(yīng)知道鋁熱反應(yīng)發(fā)生的條件L28.在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出來的是（）A．MgB．CuC．AgD．H2【參考答案】C【質(zhì)量水平】考點細化內(nèi)容質(zhì)量水平氧化性、還原性強弱比較，氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用A知道Mg的還原性強于AlL2B知道Cu2+氧化性小于Ag+L2C知道Ag+氧化性在四個選項中最大L2D知道在酸性溶液中Al才能置換出H2L29.研究發(fā)現(xiàn)用鋁熱法可從下列氧化物中冶煉出有關(guān)金屬，若要得到等物質(zhì)的量的有關(guān)金屬單質(zhì)，需消耗單質(zhì)鋁最多的是（）

A.

MnO2B.

V2O5