2019-2020年高中化學（大綱版）第二冊 第四章 幾種重要的金屬 第三節(jié)金屬的冶煉(第一課時).doc

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2019-2020年高中化學（大綱版）第二冊 第四章 幾種重要的金屬 第三節(jié)金屬的冶煉(第一課時) 從容說課 本節(jié)教材可以分為兩部分。教材以金屬在自然界中的分布、存在形式、儲量以及金屬資源的回收和保護作為本節(jié)的引言．引出第一部分關于金屬的冶煉知識。在金屬冶煉的三個步驟中，利用氧化還原反應原理，把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質這一步是最關鍵的步驟，也是化學所要重點研究的問題。由于金屬的化學活動性不同。金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，冶煉方法自然不同。教材以金屬活動順序為線索，以舉例的方式，簡單介紹了三種冶煉金屬的方法，即熱分解法、熱還原法和電解法。 教材的第二部分是金屬的回收和資源保護的有關知識，這些知識主要是為了培養(yǎng)學生的環(huán)境意識和資源觀念．這也正是教材中插圖4-2l的目的所在。 教學時引導學生閱讀教材，積極思考，總結出金屬冶煉的實質是使處于高價態(tài)的金屬從礦石中還原出來．成為單質(Mn++ne-→M)。 因此．金屬的冶煉方法與金屬活動性順序有很大關系．活潑金屬往往采用電解法使金屬從礦石中還原出來．活潑性居中或不太活潑的用熱還原法(加熱)，極不活潑的金屬用熱分解法。 在本節(jié)的化學方程式中，只有電解Al2O3。和電解NaCl是學生沒見過的。這里可強化從電子得失方面進一步認識氧化還原反應。 關于金屬的回收與環(huán)境、資源保護，教材從兩個問題引入．這兩個問題是當前世界各國普 遍關心的重大問題。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，地球上有限的礦產(chǎn)資源日趨減少，而固體廢棄物造成的污染卻日漸嚴重，回收利用是把這兩個問題同時解決的一條最好出路。這部分知識可以通過 學生的思考、討論、活動，增強他們的環(huán)境保護意識和資源觀念。 ●教學目標 1.使學生了解金屬冶煉的一般原理。 2.常識性介紹金屬回收的重要意義。 3.培養(yǎng)學生的自學能力、歸納總結能力。 4.培養(yǎng)學生的環(huán)境意識和資源觀念。 ●教學重點 工業(yè)上冶煉金屬的一般方法：熱分解法、熱還原法、電解法 ●教學難點 不同金屬的冶煉方法不同，如何選擇合適的冶煉方法 ●教學方法 學生自學、歸納總結 ●教具準備 投影儀、投影片、圖片、錄像帶、VCD機 ●課時安排 一課時 ●教學過程 ［引言］金屬在自然界中的分布很廣，無論是礦物，還是動植物體內，都或多或少地含有金屬元素。但由于不同金屬的化學動性相差較大，因此在自然界中存在形式也各不相同，那么元素在自然界中有幾種存在形式呢？ ［生］元素的存在形式有游離態(tài)和化合態(tài)兩種。 ［問］什么是游離態(tài)和化合態(tài)？ ［學生討論后回答］ 元素以單質形態(tài)存在則為游離態(tài)，元素以化合物形態(tài)存在則為化合態(tài)。 ［師］不同金屬的化學活動性不同，它們在自然界中存在形式也各不相同。少數(shù)化學性質不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如金、鉑、銅、銀；化學性質比較活潑的金屬，在自然界中以化合態(tài)存在。大多數(shù)金屬在自然界中是以化合態(tài)存在的，如鋁以鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。人們日常應用的金屬材料，多為合金或純金屬，這就要求人閃必須把金屬從從礦物中提煉出來，也就是金屬的冶煉，我們這節(jié)課介紹幾種金屬的冶煉方法。 ［板書］第三節(jié) 金屬的冶煉 [師]從化合價的變化情況來看，金屬冶煉的過程是一個什么過程？ [生]金屬在化合物中顯正價，由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)是金屬元素被還原的過程。 [師]由此可見，金屬冶煉的過程，就是利用氧化還原反應的原理，在一定條件下用還原劑把金屬礦石的金屬元素還原為金屬單質的過程。 [板書]一、原理：利用氧化還原反應，使化合態(tài)的金屬得電子，還原為游離態(tài)的金屬。 [師]由于金屬的化學活動性不同，金屬離子得電子能力不同，因此必須采取不同的冶煉方法，下面我們學習幾中冶煉方法。 [板書]二、金屬的冶煉 [師]請同學們根據(jù)以下幾個問題閱讀教材內容。 [投影]1。金屬的提煉要經(jīng)過哪幾步？ 2．目前工業(yè)上冶煉金屬有哪幾種方法？各適用于哪些金屬？ [學生閱讀后小結并板書]1.金屬提煉步驟：（1）礦石的富集、除雜；（2）冶煉；（3）精煉。 ［板書］冶煉金屬常用的方法。 1.熱分解法：適用于金屬活動性順序表中氫后面的金屬。如Hg、Ag。 2.熱還原法：適用于大多數(shù)多屬的冶煉。 [師]：請大家寫出工業(yè)上用此法冶煉Cu、Fe、W、Cr的方程式，說出用這種方法冶煉金屬常用的還原劑有哪些？ ［生］MgO+CMg+CO↑ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 WO3+3H2W+3H2O Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3 常用的還原劑有：焦炭、CO、H2、活潑金屬等。 [問題探究]煉鐵中，為什么不用焦碳直接還原氧化鐵？ [生]焦炭是固體，與氧化鐵的表面接觸很有限，很難反應完合，而一氧化碳是氣體，能與氧化鐵充分接觸完全反應。所以，煉鐵中必須通過一氧化碳去還原氧化鐵。 [師]對于本身就具有很強還原性的金屬用什么方法來冶煉。 [學生回答教師板書] 3.電解法：適用于治煉K、Ca、Na、Mg、Al等強還原性的金屬。 [師]由于這些金屬本身還原性很強，很難找到比它們還原性更強的還原劑將它們還原，因此要用電解它們的熔融鹽或氧化物的方法將它們還原。這種方法得到的金屬一般純度較高。但要消耗大量電能，價格較貴。 ［投影練習］1.用H2作還原劑和用金屬作還原劑相比，所得金屬純度的說法正確的是( ) A.用H2的高 B.用金屬的高 C.二者相同 D.無法比較 答案：A 2.用鋁熱反應冶煉出的金屬是( ) A.固態(tài)的 B.氣態(tài)的 C.液態(tài)的 D.三態(tài)都有可能 答案：C 3.工業(yè)上用鋁土礦（主要成分是Al2O3）生產(chǎn)鋁的過程，可用簡單示意圖表示如下（圖中字母代表有關物質的分子式） 寫出①～④反應的方程式。 答案：①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O ②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3 ③Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH ④2Al(OH)3Al2O3+3H2O ［過渡］礦產(chǎn)資源是大自然賦予人類的寶貴財富，但并非取之不盡用之不竭，隨著人們的開發(fā)利用，將會日漸減少，因此要中強金屬資源的回收和再利用，節(jié)約礦產(chǎn)資源。 ［板書］三、金屬的回收和資源保護 [放錄像]廢舊金屬的循環(huán)利用。 [講述]我國幅員遼闊，是世界上礦產(chǎn)資源比較豐富、礦產(chǎn)品種比較齊全的國家。我國礦產(chǎn)資源總值居世界第3位，但人均擁有量約為世界人均水平的，居世界第3位，因此，我們更應注意金屬的回收和資源的保護。 [布置作業(yè)]1．我們日常生活中應如何保護礦產(chǎn)資源? 2．P96一、二。 板書設計 第三節(jié)金屬的冶煉 一、原理 利用氧化還原反應，使化合態(tài)的金屬得電子。還原為游離態(tài)的金屬。 二、金屬的冶煉 1．金屬提煉步驟：(1)礦石的富集、除雜；(2)冶煉；(3)精煉。 2．冶煉金屬常用的方法 (1)熱分解法：適用于金屬活動性順序表中氫后面的金屬。 (2)熱還原法：適用于大多數(shù)金屬的冶煉。 (3)電解法；適用于冶煉K、Ca、Na、Mg、Al等強還原性金屬。 三、金一的回收和資源保護 教學說明 本節(jié)課采用了學生自學、教師引導歸納的教學方法，目的是為了讓學生更多地參與教學，并在學習過程中培養(yǎng)學生對知識的歸納、總結和探究的能力。 由于本節(jié)內容的教學要求屬于B或A層次，學生在學過金屬活動性順序和氧化還原反應的基礎上，通過自學是可以達到本節(jié)的教學目標的。 參考練習 1．下列各組金屬均需用H2、CO把它們從化合物中還原出來的是 ( ) A．Ca、Mg B．Al、Fe C．Sn、Cu D．Hg、Ag 答案：C 2．不能用鋁熱法冶煉的金屬是 ( ) ①Fe ②w ③Cr ④Mg ⑤Mn A．④ B．③⑤ C．①②③ D．①③④⑤ 答案：A 3．用H2還原某+n價金屬的氧化物時，l g H2能還原m g氧化物，則該金屬氧化物中金屬元素的相對原子質量是 ( ) A．(m一8)n B．(8一m)n C．mn+8n D．(m一16)n 答案：A