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)

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(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。這里可強化從電子得失方面進一步認識氧化還原反應(yīng)。 關(guān)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(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，增強他們的環(huán)境保護意識和資源觀念。教學(xué)目標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)方法學(xué)生自學(xué)、歸納總結(jié) 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(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，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：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：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+COFe2O3+3CO2Fe+3CO2WO3+3H2W+3H2OCr2O3+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(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：A2.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：C3.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(guān)物質(zhì)的分子式）寫出反應(yīng)的方程式。答案：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH2Al(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(yīng)注意金屬的回收和資源的保護。 布置作業(yè)1我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)如何保護礦產(chǎn)資源? 2P96一、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(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)是可以達到本節(jié)的教學(xué)目標的。 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 ( ) ACa、Mg BAl、Fe CSn、Cu DHg、Ag 答案：C 2不能用鋁熱法冶煉的金屬是 ( ) Fe w Cr Mg Mn A B C D 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)nCmn+8n D(m一16)n 答案：A