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1、2022年高中化學(xué)(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(hù)作為本節(jié)的引言.引出第一部分關(guān)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(yīng)原理,把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)這一步是最關(guān)鍵的步驟,也是化學(xué)所要重點(diǎn)研究的問題。由于金屬的化學(xué)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?yàn)榫€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
2、二部分是金屬的回收和資源保護(hù)的有關(guān)知識,這些知識主要是為了培養(yǎng)學(xué)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(xué)時引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,積極思考,總結(jié)出金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是使處于高價態(tài)的金屬從礦石中還原出來.成為單質(zhì)(Mn++ne-→M)。
因此.金屬的冶煉方法與金屬活動性順序有很大關(guān)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(xué)方程式中,只有電解Al2O3。和電解NaCl是學(xué)生沒見過的。這里可強(qiáng)化從電子得失方面進(jìn)一步認(rèn)識氧化還原反應(yīng)。
關(guān)于金屬的回收與環(huán)境、資
3、源保護(hù),教材從兩個問題引入.這兩個問題是當(dāng)前世界各國普 遍關(guān)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(yán)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(xué)生的思考、討論、活動,增強(qiáng)他們的環(huán)境保護(hù)意識和資源觀念。
●教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)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(xué)生的自學(xué)能力、歸納總結(jié)能力。
4.培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識和資源觀念。
●教學(xué)重點(diǎn)
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(xué)難點(diǎn)
不同金屬的冶煉方法不同,如何選擇合適的冶煉方法
●教學(xué)方法
4、
學(xué)生自學(xué)、歸納總結(jié)
●教具準(zhǔn)備
投影儀、投影片、圖片、錄像帶、VCD機(jī)
●課時安排
一課時
●教學(xué)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(nèi),都或多或少地含有金屬元素。但由于不同金屬的化學(xué)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(xué)生討論后回答]
元素以單質(zhì)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(xué)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(xué)性質(zhì)不活潑的金屬,在自然界中能以游離態(tài)存在,
5、如金、鉑、銅、銀;化學(xué)性質(zhì)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?nèi)粘?yīng)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(yīng)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(zhì)的過程。
[板書]一、原理:
6、利用氧化還原反應(yīng),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(xué)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(xué)習(xí)幾中冶煉方法。
[板書]二、金屬的冶煉
[師]請同學(xué)們根據(jù)以下幾個問題閱讀教材內(nèi)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(xué)生閱讀后小結(jié)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]:
7、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(yīng)完合,而一氧化碳是氣體,能與氧化鐵充分接觸完全反應(yīng)。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(qiáng)還原性的金屬用什么方法來冶煉。
[學(xué)生回答教師板書]
3.電解法:適用于治煉
8、K、Ca、Na、Mg、Al等強(qiáng)還原性的金屬。
[師]由于這些金屬本身還原性很強(qiáng),很難找到比它們還原性更強(qiáng)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(xí)]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(yīng)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
9、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(guān)物質(zhì)的分子式)
寫出①~④反應(yīng)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(qiáng)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(hù)
[放錄像]廢舊金屬的循環(huán)利
10、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(yīng)注意金屬的回收和資源的保護(hù)。
[布置作業(yè)]1.我們?nèi)粘I钪袘?yīng)如何保護(hù)礦產(chǎn)資源?
2.P96一、二。
板書設(shè)計
第三節(jié)金屬的冶煉
一、原理
利用氧化還原反應(yīng),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
11、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(qiáng)還原性金屬。
三、金一的回收和資源保護(hù)
教學(xué)說明
本節(jié)課采用了學(xué)生自學(xué)、教師引導(dǎo)歸納的教學(xué)方法,目的是為了讓學(xué)生更多地參與教學(xué),并在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)學(xué)生對知識的歸納、總結(jié)和探究的能力。
由于本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)要求屬于B或A層次,學(xué)生在學(xué)過金屬活動性順序和氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上,通過自學(xué)是可以達(dá)到本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)的。
參考練習(xí)
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 ( )
12、 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(zhì)量是 ( )
A.(m一8)n
B.(8一m)n
C.mn+8n
D.(m一16)n
答案:A