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1、第四章 化学和自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源 (第 1课时) 备课人：关丽教学目标 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）。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、掌握铝热反应的原理过程与方法以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在物质间转化的作用，体会保护金属资源的重要性。情感态度与价值观1、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。2、介绍我国古代在金属冶炼方面的成就，激发学生的爱国主义情感。3、认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。教学重点了解化学方法
2、在金属矿物开发（主要是金属冶炼）中的作用。 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。 教学方法多媒体辅助教学：利用图片、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 【导入】人们通常将化学物质进行分类，在原子、分子乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其发生化学变化的规律，认识物质在变化过程中表现出的性质。所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要科学依据。本节课我们主要以金属矿物和海水资源的充分利用为例，认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义
3、和作用。一、金属矿物的开发和利用1、金属元素在自然界存在的形态：（1）游离态：极少数的不活泼金属（金、铂等）以游离态存在（单质的形式）（2）化合态：绝大多数金属在自然界中是以化合态（化合物的形式）存在，如Na、Mg、Al等。2、金属的冶炼：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。金属冶炼的实质： 即：Mn+ + ne- M3、金属冶炼的步骤：4、金属冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。热分解法：对于不活泼金属（活动顺序中，Hg和Ag）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：2HgO2Hg+O22Ag2O4Ag+O2电解法
4、：非常活泼的金属（活动顺序中：K- Al）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 + Cl2MgCl2（熔融） Mg + Cl2 2Al2O3 （熔融）4Al + 3O2热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（Zn-Cu), 通常是在高温下用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：CuO + H2 Cu + H2O Fe2O3+3CO 2Fe + CO2WO3 + 3H2 W +3H2O【实验41】铝热反应I.操作：(1)把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起（内层滤纸底部剪一小孔，
5、用水湿润）架在铁架台上，下面放置一 盛沙子的蒸发皿。(2)将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸 漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一 根用砂纸打磨过的镁条。(3)用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。【提出问题】活泼金属能像CO那样做还原剂还原出金属吗？若能， Fe2O3 跟Al在高温条件下反应生成什么？.现象：镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光。引起混合物剧烈燃烧，发光发热。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，可以发现落下的是铁珠。.反应： Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热反应）.铝热剂及应用： (1)铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物
6、的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质。(3)铝热反应的应用：焊接钢轨冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。【总结】金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag 【表41】常见金属的冶炼原理 金 属 冶 炼 原 理 Fe Fe2O3+3CO 2Fe + CO2 Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3（铝热反应） Cu Cu2S
7、+ O2 2Cu + SO2(火法炼铜) Fe CuSO4 = FeSO4 Cu(湿法炼铜) Mg MgO C Mg(g) CO(g) MgCl2（熔融） Mg + Cl2 Al 2Al2O3 （熔融）4Al + 3O2 Na 2NaCl（熔融） 2Na + Cl25、金属的利用、回收和资源的保护（1）矿产资源是有限的： 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，是不可再生的。随着人们的开发利用，将会日渐减少。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，我们要合理开发和利用这些矿物资源。（
8、2）合理开发、有效利用、金属的回收和资源保护：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：1、提高金属矿物利用率，减少金属使 用量。2、加强废旧金属回收和再利用3、寻找金属替代品.板书设计：第一节 开发利用金属矿物和海水资源 （第1课时）一、金属矿物的开发和利用 1、金属元素在自然界存在的形态：2、金属的冶炼：3、金属冶炼的步骤：4、金属冶炼的一般方法：热分解法：电解法：热还原法：5、金属的利用、回收和资源的保护主要途径有：、提高金属矿物利用率，减少金属使用量。、加强废旧金属回收和再利用、寻找金属替代品.【随堂练习】1、下列各种冶炼方法中，可以制得相应金属的是（ C ）A、加热氧化铝 B、加热碳酸钙 C、电解熔融氯化钠 D、氯化钠与铝粉高温共热2、根据金属在金属活动顺序表中的位置及性质，推测制取下列金属最适宜的方法：Na 电解法 Zn 热还原法 Hg 热分解法 Au物理提取法 3、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe 、V、Mn等），这是因为铝有( D ) A两性 B良好导电性 C熔点低 D还原性，在反应中放出大量热4、100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯铝杯，赠送给门捷列夫。思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？使用铝制品又比使用铁制品晚？答：金属越活泼，冶炼难度越大，发现得通常越晚。2
