《江苏省高中化学必修二人教版：4.1 金属矿物的开发利用 学案 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省高中化学必修二人教版：4.1 金属矿物的开发利用 学案 .doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国古代冶金发展史及其启示高中化学必修2金属矿物的开发利用学案启东中学 【学习目标】1.通过阅读相关文献，认识到我国古代冶金业发展状况，提升民族自豪感；2.通过阅读我国古代冶金方面文献，认识金属冶炼的本质以及方法；3.通过实验探究，掌握金属矿物资源开发的常用方法，提升实验探究能力。【学习重点、难点】1.根据相关文献，总结金属冶炼的方法；2.电解法在金属冶炼中应用的实验设计。【学习过程】一、 中国古代冶金术之历史【活动一】金的冶炼方法阅读以下两段材料，并回答问题。材料1.“金入于猛火、色不夺精光。自开辟以来 ，日月不亏明。金不失其重 ，日月行如常，金性不败朽 ，故为万物宝”周易参同契 魏伯阳（东
2、汉） 材料2.“广西诸洞产生金，洞丁皆能淘取，其碎粒如蚯蚓泥，大者如点瓜子，世名为瓜子金，其碎者如麦片，则名麸皮金，色深紫”癸辛杂识续集周密（宋）问题1.从以上材料中，可以得出金的哪些性质？古代对金采取何种冶炼方法？【小结】金的性质：金的冶炼方法：【活动二】汞的冶炼材料3. “河上姹女，灵而最神，得火则飞，不见埃尘，鬼隐龙匿，莫知所存。将欲制之 ， 黄芽为根”周易参同契 魏伯阳（东汉）材料4.“丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂”抱朴子 葛洪（东晋）问题2.材料3中“河上姹女”指的是汞，通过以上描述，可以得出汞的哪些性质？“黄芽”可能指的什么？问题3.材料4中丹砂又称朱砂，因颜色为红色而得名（Hg
3、S和HgO均为红色），写出材料4涉及的化学反应方程式，并总结汞的冶炼方法。【小结】汞的性质：汞的冶炼方法：【活动三】铜的冶炼材料5.铜矿二百五十萝，炭七百担，柴一千七百段，雇工八百余。用柴叠烧两次，共六日六夜。烈火亘天夜，则山谷如昼，铜在矿中既经烈火，皆成茱萸头，出于矿面。火愈炽，则溶液成砣，候冷，用铁锤击碎，入大旋风炉，连烹三日三夜，方见成铜，名曰生烹。菽园杂记陆荣（明）材料6.“白青得铁，即化为铜”淮南万毕术刘安（西汉）材料7.“鸡屎矾(一种含硫酸铜的黄矾)，投苦酒(即醋)中涂铁，皆作铜色。本草经集注陶弘景（梁） 材料8.“饶州府德兴县大茅山，铜山在县北三十里，唐置铜场处。山麓有胆泉，土人
4、汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜。”浸铜要略序张潜（北宋）问题4. 古代的铜矿最主要的是辉铜矿（Cu2S）和孔雀石（Cu(OH)CO），“白青”也叫“曾青”，指的是天然的CuSO4，试写出以上几段材料中涉及的化学反应。问题5. 比较材料5和材料6、7、8、9，其中炼铜的反应有什么不同？总结古代炼铜的方法。【小结】 铜的冶炼方法：【活动四】铁和锌的冶炼材料9.“凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三。 （注：“炽铁”炽热的铁矿Fe2O3，“十七”十分之七） 天工开物宋应星（明）材料10.凡“倭铅”古书本无之，乃近世所立名色。其质用炉甘石熬炼而成，繁产山西太行山一带，而荆衡次之。每炉甘石
5、十斤，装载入一泥罐内，封裹泥固，以渐砑干，勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火燃红。罐中炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出，每十耗其二，即倭铅也。此物无铜收伏，入火即成烟飞去。以其似铅而性猛，故名之曰“倭”云。（注释：炉甘石碳酸盐类矿物方解石族菱锌矿，主含碳酸锌）天工开物宋应星（明）问题6.写出材料9和材料10中涉及到的化学反应方程式。【小结】锌和铁的冶炼方法：二、 中国古代冶金方法之启示1.冶金方法及规律总结【活动】总结古人冶金方法。Au Ag Hg Cu Pb Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K方法：规律：冶炼反应方程式总结：思考：1.如何理解 “得铜之艰，视银盖数倍云”
6、。菽园杂记陆荣（明）2.铝是地壳中含量最高的金属，为什么中国古代文献中并没有铝的冶炼的描述？根据金属冶炼的原理，你能大致设计出金属Al、Mg、Na的冶炼方法吗？附表 金属发现时间表金属地壳中所占百分比（%）发现年代金0.510-610000银0.710-56000年前铜4.510-37000年前铁43000年前铝7170年前钠2.590年前2.冶金原理3.探究活动：铜的冶炼孔雀石是铜的表生矿物，因含铜量高，所以呈绿色或暗绿色，古时亦称之为“石绿”。据本草纲目载：“石绿生铜坑内，乃铜之祖气也，铜得紫阳之气而绿，绿久则成石，谓之石绿。”因其颜色和它特有的同心圆状的花纹犹如孔雀美丽的尾羽，故而得名，
7、也因此尤为珍贵。孔雀石是古人炼铜常用的铜矿之一，其主要成分为（Cu(OH)CO），请你以孔雀石为原料，设计实验方案冶炼（制取）铜。可供选择的实验药品Cu(OH)CO矿石0.1mol/LH2SO4溶液 1mol/L H2SO4溶液1mol/LHNO3溶液 铁片 锌粒等。可供选择仪器小试管若干、100ml烧杯若干、坩埚、坩埚钳、铁架台、泥三角、研钵、试管夹、玻璃棒、酒精灯、电解池，学生电源。实验方案设计方案一：方案二：方案三：实验方案评价三、 金属矿物资源开发利用之展望探究活动1：你认为现在的金属冶炼行业存在哪些问题？你有哪些建议？探究活动2.谈谈你对未来冶金行业发展的展望。材料11.生物冶金技术
8、。又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。它们靠无机物生存，对生命无害。这些细菌 “靠吃矿石为生”，化学和生物作用将金属矿物变成可溶性的硫酸盐，不可溶解的贵金属留在残留物中，铁、砷和其他贱金属，如铜、镍和锌进入溶液。溶液可与残留物分离，在溶液中和之前，采取传统的加工方式，如溶剂萃取，来回收贱金属，如铜。残留物中可能存在的贵金属，经细菌氧化后，通过氰化物提取。材料12.海洋采矿。海洋占整个地球面积的71%，约3.6亿平方公里。调查结果表明，陆地上的许多金属和非金属矿在海洋中都已发现，而且有些矿藏的储量巨大。海底矿产资源主要分为海水中溶解的矿物、海底表层矿床和海底基岩矿床。材料13.根据经合组织报告，2017年钢铁产能达到23.6亿吨，比实际需求超过约等三分之一。丹麦物理学家，诺贝尔物理学奖获得者Niels Bohr认为，未来的钢材运用纳米合金技术、量子技术，使钢材的强度、延展性大幅提高，钢材的质量达到近乎完美的地步。届时刚才的种类超过10000种（2016年大约3500种）
