DOC《必修II 第四章 化学与自然资源的开发利用》

一、金属矿物的开发利用 进入课堂自主学习阶段 【教师】请同学们快速阅读课本,完成问题导学中的几个小题: 【问题导学】二次快速阅读教材,完成下列问题 金属在自然界中的存在形态是什么? 你能简单概括一下金属冶炼的含义吗? 通过看书,你认为金属冶炼的方法有几种?分别是什么? 【教师讲述】看来通过预习,我们对本节重点知识已经有了一定的了解了,那么,我们能否通过预习构建出本节内容的知识体系呢?现在我们进行知识树的展示: 【学生活动】在黑板上画知识树 【学生互评】重点是否突出?(本节的重点在哪里?)知识点之间的联系是否表示出来了? 【教师点评】 【展示图片-过渡】 【教师讲述】北大傅膺教授曾今说过,科学给人知识,历史给人智慧,这里展示的是人类冶炼和使用金属的历史,通过这些能够告诉我们一些什么呢? 请同学们完成课内探究部分【探究一】【探究二】 探究一:你认为金属冶炼的实质是什么呢?为什么不同金属冶炼的的方法不同? 探究二:金属冶炼的方法与金属的活泼性的关系是什么?你能在金属的活泼性顺序表中大致标注出来 它们的关系吗? 【学生合作 交流 展示】 【教师点评】 【过渡】在热还原法中,一般用的还原剂是焦炭、一氧化碳、氢气,那么是否可以用金属来做还原剂呢?请大家看一个演示实验――铝和氧化铁的反应. 【学生演示】【实验探究】实验目的:探究铝是否也能做热还原剂? (实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在;

反应后再用磁铁检查有无铁生成) 观察、记录实验现象,并思考回答: 反应前:无铁存在. 反应中: 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. 发出强光、放出大量的热(产生高温,发现铁被熔成铁球、反应剧烈. 反应后:用磁铁检查生成物有块状物被吸起.(变冷以后再检验) 【教师】请同学们认真观察实验现象并完成探究三内容 探究三:关于铝热反应 现象的描述? 写出铝与氧化铁反应的化学方程式? 在实验中镁带和氯酸钾的作用是什么? 【说明】?在该反应中,镁条和氯酸钾是引燃剂,镁条在空气中可以燃烧,氧气是氧化剂.但插入混合物中的部分镁条燃烧时,氯酸钾则是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应.由于该反应放出大量的热,只要反应已经引发,就可剧烈进行,放出的热使生成的铁熔为液态. 试从环保、安全、现象是否能更好的观察等角度分析一下,课本中铝热反应装置的不足? (1)镁条燃烧产生大量的白烟,形成粉尘污染(2)火星四射,铁星飞溅,容易灼伤人(3)火星飞溅,耀眼白光等对观察现象都不利. 试着分析一下铝热反应的用途 【学生活动】(要求学生写出冶炼铬、锰的反应). 2Al+Cr

2 O

3 =2Cr+Al

2 O

3 4Al+3MnO

2 =2Al

2 O

3 +3Mn 【放录像】?铝热反应在生产中的应用:焊接钢轨、冶炼难熔金属. 【讲述】 ?③应用: a:野外焊接钢轨.b:冶炼排在铝后面的金属 [思考]冶炼金属铁时,可以用Al也可以用 CO,它们各有什么优缺点呢?原料是否易得?成本的高低?产物是否易分离等角度去分析?环保角度分析? [学生]Al比CO难制得,前者成本高,产物中用铝作还原剂,易于铁分离开,因为反应放出大量的热,将铁熔成小球,而与产物分离开,如果用 CO做还原剂,实际是高炉炼铁用到了碳,产物中难免会有矿渣存在,难以分离. 高炉炼铁,废气、废渣污染环境.电解相对来说污染少. [思考]如果要冶炼制得纯度很高的金属,我们可以选择什么还原剂? 氢气?铝单质? [思考]冶炼镁的时候,可以用热还原也可以电解,有何利弊? [思考]如果金属矿物为硫化物、碳酸盐、硫酸盐时,如何冶炼得到相应得金属单质 ? 硫化物可以灼烧得到金属氧化物在利用热还原法 碳酸盐高温分解得到金属氧化物在利用热还原法 硫酸盐,例如胆矾矿时,用湿法炼铜在制取. 【展示信息】 【思考与交流】:【信息】 稀土 并不土.当今尖端武器、激光制导、新能源开发、汽车混合动力技术等,无一不与稀土紧密相联,甚至可以说, 稀土就是高科技 .邓小平同志曾经引以为傲的说过:中国有稀土,中东有石油.中国的稀土以占全球30%的储量承担全球95%的供应量,2010年四月我国的稀土出口政策调整触动了美国的神经,西方国家大量购买我国的稀土,却对我国封锁了稀土冶炼技术,由于我国缺乏这方面的技术,我国只能出口稀土矿,再以高价进口深加工稀土.同时,稀土材料制备过程中存在资源浪费和环境污染问题.这些问题已成为制约我国稀土工业发展的重要 瓶颈 . 讨论思考,对以上内容,你有什么想法? 【学生讨论交流】 【过渡】?地球上的金属矿产资源是有限的,无法再生,而且随着金属的使用,金属会被腐蚀变成废旧金属无法继续使用而污染环境,那么我们应该具体怎么做呢?? 【板书】 ?