2023年开发利用金属矿物和海水资源精品讲义.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 一、教学设计 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。因此,教学要围绕这一教学目标展开。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,首先是因为在当今全球资源、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,同时学生在前面的学习中已经了解钠、铝、铁、铜等金属以及氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,并且对金属冶炼及海水资源也有一定

2、的了解,这些都为本节学习创造了条件。本节教学重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)。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。教学策略设计 为了揭示化学在资源开发和利用上的价值,拉近化学和学生的距离,教学中可以在教材的基础上适当增加素材,尽可能地提供感性材料,便于学生体会。关于金属冶炼以及海水蒸馏这部分知识可以采用多媒体提供材料,学生自己总结归纳的方法学习,也可以采用联系已学知识和生活经验,以实例引导学生讨论的方法展开。评价反馈 这节课学习结束,可以采用多种评价方式对学习效果进行反馈,例如可以利用多媒体呈现形成性练习、学生自我总结归纳所学知识、

3、同学互相访谈、提问或分组开展研究性学习,最终形成研究性学习论文,等等。二、教学目标:(一)知识与技能 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。(二)过程与方法 1.能通过录像或文字资料获取需要的信息,得到金属冶炼的几种方法及海水综合利用的几个方面;2.在交流和探讨的过程中,学生的合作精神得到培养;3.通过录像知道开源节流的重要性。(三)情感态度与价值观 认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。教学重点:1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

4、;教学难点:1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;课时安排:1 课时【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,进行探究式教学。教学过程:【教学过程】学习必备 欢迎下载【引言】在我们生活中使用的金属多不多?有哪些?(展示自行车等金属图片)【板书】一、金属的冶炼 金属的存在:少数不活泼的金属以游离态存在。如金、铂、铜、银金属。大多数化学性质比较活泼的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。【讲解】我们日常使用的金属材料

5、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。【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】分组讨论、发言。【板书】1.金属的存在【讲解】少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在,;2.金属的冶炼【讲解】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【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。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。【分析】一些不活

6、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。【讲解并板书】金属冶炼的方法主要有:【板书】(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+O2 2Ag2O=4Ag+O2(2)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+Cl2 MgCl2(熔融)=Mg+Cl2 2Al2O3=4Al+3O2 (3)热还原法 在金属活动性顺序表中

7、处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,例如:Fe2O3+3CO=2Fe+CO2 WO3+3H2 =W+3H2O Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3(铝热反应)【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 10 cm(过短热量不够,影响实验效果。【学生活动】观察现象: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:Fe2O3+2Al

8、=2Fe+Al2O3(铝热反应)教学要围绕这一教学目标展开教材从金属矿物以及海水资源的开发利用水资源同人类的生活有着日益紧密的联系同时学生在前面的学习中已经解化学方法在金属矿物开发主要是金属冶炼本节教学难点学生在掌握金学习必备 欢迎下载【总结】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:焊接钢轨冶炼高熔点金属(4)有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来,例如:Cu2S+O2=2Cu+SO2 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

9、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。小结:请同学们结合金属活动顺序总结出金属冶炼的方法的一般规律:金属的活动顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 金属原子失电子能力 _ _ 金属离子得电子能力 _ _ 主要冶炼方法 4金属的回收和资源的合理开发和利用 地球上的金属矿物资源是有限的,我们必须合理开发和利用这些矿物资源,有效地使用金属产品、材料。主要途径有:,;。作业:93 页 1、2、3 教学要围绕这一教学目标展开教材从金属矿物以及海水资源的开发利用水资源同人类的生活有着日益紧密的联系同时学生在前面的学习中已经解化学方法在金属矿物开发主要是金属冶炼本节教学难点学生在掌握金

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