第八章第一節(jié)第一課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用說(shuō)課課件-2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修二

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用第一課時(shí)金屬礦物的開發(fā)利用

二、教材分析四、教法學(xué)法一、設(shè)計(jì)理念說(shuō)課內(nèi)容三、學(xué)情分析

五、教學(xué)過(guò)程

六、教學(xué)反思31.讓學(xué)生在應(yīng)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)會(huì)客觀、

全面的看待化學(xué)對(duì)社會(huì)的價(jià)值，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然

和諧相處的意義。2.落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“科學(xué)

研究與學(xué)科價(jià)值”及“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”。一、設(shè)計(jì)理念4（1）人教版（2019）必修第二冊(cè)第八章是必修收官，相當(dāng)于必修階段基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用，主要著眼于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。二、教材分析1.地位和作用（3）本節(jié)內(nèi)容的功能和價(jià)值主要體現(xiàn)在：學(xué)科本體的認(rèn)識(shí)提升，學(xué)科價(jià)值的認(rèn)同，公民素養(yǎng)的培養(yǎng)，和社會(huì)責(zé)任的增強(qiáng)。（2）金屬礦物的開發(fā)利用是第一節(jié)第一課時(shí)內(nèi)容。通過(guò)金屬冶煉的基本原理使學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)是冶金工業(yè)的重要依據(jù)，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)和體會(huì)到化學(xué)在自然資源開發(fā)利用中的意義和作用，化學(xué)只有不斷創(chuàng)新和發(fā)展才能滿足人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求，并使學(xué)生樹立資源保護(hù)意識(shí)和合理開發(fā)意識(shí)。5二、教材分析2.教學(xué)目標(biāo)（1）通過(guò)金屬冶煉原理的學(xué)習(xí)和冶煉方法的歸納，理解氧化還原

反應(yīng)在金屬礦物開發(fā)中的應(yīng)用，構(gòu)建金屬冶煉的思維模型。（2）通過(guò)鋁的冶煉成本的計(jì)算，認(rèn)識(shí)合理開發(fā)和利用金屬資源的重要性和必要性。（3）能從化學(xué)的角度分析從自然資源到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化途徑，認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用和貢獻(xiàn)，感受化學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生已有基礎(chǔ)

學(xué)生不足之處元素化合物基本知識(shí)；氧化還原等基本概念；金屬冶煉簡(jiǎn)單原理，實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)等。知識(shí)零散，認(rèn)識(shí)感性；規(guī)律性系統(tǒng)性不足；應(yīng)用化學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題能力有待提升。三、學(xué)情分析7教法：創(chuàng)設(shè)情境—提出問(wèn)題—啟發(fā)引導(dǎo)—探究歸納學(xué)法：觀察閱讀、比較分析、討論總結(jié)、應(yīng)用拓展四、教法與學(xué)法8五、教學(xué)過(guò)程第一部分第二部分第三部分第四部分回顧歷史了解金屬尋找規(guī)律掌握原理學(xué)以致用我來(lái)冶鋁合理開發(fā)持續(xù)發(fā)展了解金屬發(fā)展歷史，感受化學(xué)在推動(dòng)人類冶煉金屬過(guò)程中的重要作用提供情境素材，對(duì)常見金屬反應(yīng)進(jìn)行分類、找規(guī)律，完善金屬不同冶煉方法與金屬活動(dòng)性的關(guān)系的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)。發(fā)展學(xué)生應(yīng)用化學(xué)規(guī)律解決問(wèn)題的能力和物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的條件意識(shí)以及從化學(xué)角度認(rèn)識(shí)無(wú)機(jī)資源利用結(jié)構(gòu)化思維水平。發(fā)展學(xué)生從物質(zhì)、能源、環(huán)境等綠色化學(xué)角度看待可持續(xù)發(fā)展，提出合理的策略的水平。9

課前活動(dòng)西周古銅礦--銅綠山礦井場(chǎng)景東漢時(shí)期冶鐵技術(shù)比例模型各種金屬礦石標(biāo)本展查閱資料了解金屬資源的開發(fā)和人類使用金屬的歷史華夏之光礦物巖石展小組匯報(bào)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力與協(xié)作意識(shí)第一部分

回顧歷史，了解金屬青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代鋁的使用學(xué)生在對(duì)金屬發(fā)展歷史的認(rèn)識(shí)中體會(huì)到金屬材料的開發(fā)和使用對(duì)人類發(fā)展的推動(dòng)作用。人類歷史上使用的金屬材料的大致順序是什么？分析該順序可能受到哪些因素的影響？學(xué)生在認(rèn)識(shí)金屬使用順序的基礎(chǔ)上也知道了影響因素，即金屬活動(dòng)性和存在形式，從而實(shí)現(xiàn)了從回顧歷史到走向化學(xué)的過(guò)渡，為完成金屬冶煉認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化做好了鋪墊。

（古代）

（近代）

AuAgHgCuFeMgNaK金屬使用順序存在形式第一部分

回顧歷史，了解金屬第二部分尋找規(guī)律，掌握原理資料2.中國(guó)是世界最早對(duì)金屬資源進(jìn)行利用的國(guó)家。（1）火法煉銅，將孔雀石和焦炭混合加熱煉銅。先將孔雀石【Cu2(OH)2CO3】加熱分解成黑色固體焦炭、水和二氧化碳三種氧化物，然后利用焦炭去高溫還原獲得金屬銅。方程式為

；（2）兩千多年前，我國(guó)古代勞動(dòng)人民掌握了煉鐵技術(shù)，用CO在高溫下還原鐵礦石中的鐵，寫出方程式

。資料1:古代煉丹術(shù)家葛洪，曾經(jīng)在他的著作《抱樸子》中記載有“丹砂燒之成水銀”，涉及了金屬冶煉的方法是什么？

觀看煉鐵視頻，得出現(xiàn)代冶金工業(yè)從金屬礦石提煉金屬的一般步驟：

礦石富集——金屬冶煉——精煉問(wèn)題：以上文獻(xiàn)中涉及哪些化學(xué)反應(yīng)？在前面的學(xué)習(xí)中，大家知道了哪些金屬的制備方法？請(qǐng)寫出化學(xué)方程式？學(xué)生通過(guò)回顧，鞏固了舊知識(shí)，再通過(guò)分析得出三種方法，即熱分解法、熱還原法、電解法，在此過(guò)程中體現(xiàn)了分類觀和轉(zhuǎn)化觀。MM+n0

得電子

被還原第二部分：尋找規(guī)律，掌握原理問(wèn)題1：上述化學(xué)方法獲取金屬單質(zhì)的方法共同特點(diǎn)是什么？在此使學(xué)生從氧化還原反應(yīng)的角度歸納總結(jié)從金屬礦物中提取金屬的轉(zhuǎn)化思路，從而自然得出一般情況下金屬冶煉的實(shí)質(zhì)，也自然形成了獲取金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)。金屬冶煉實(shí)質(zhì)MM+n0

得電子

被還原宏觀物質(zhì)的性質(zhì)

微觀得電子的手段

還原劑

外接電源

氧化性

金屬越活潑，陽(yáng)離子氧化性越弱，得電子能力弱，越難被還原；反之越容易。CO、C、H2強(qiáng)有力的氧化還原手段第二部分尋找規(guī)律，掌握原理問(wèn)題2：為什么不同金屬冶煉方法不同？問(wèn)題4：為什么金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，越晚被冶煉和使用？問(wèn)題3：為什么金屬的冶煉方法和金屬的活動(dòng)性有關(guān)呢？培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)。引出金屬活動(dòng)性順序在金屬冶煉中的指導(dǎo)作用，從而幫助學(xué)生搭建起金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉關(guān)系的橋梁。14CuSO4+Fe=Cu+FeSO4濕法Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高溫播放視頻：鋁熱反應(yīng)利用活潑金屬置換相對(duì)不活潑的金屬深入理解了本質(zhì)后，進(jìn)一步豐富拓展學(xué)生對(duì)冶煉方法的認(rèn)識(shí)。由熟悉的濕法煉銅引出活潑金屬還原法。通過(guò)鋁熱反應(yīng)的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生理解鋁熱法，冶煉金屬的實(shí)用價(jià)值，即焊接鋼軌，從而彰顯化學(xué)學(xué)科價(jià)值，不僅可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)視頻中感受物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量的轉(zhuǎn)化，有利于學(xué)生形成轉(zhuǎn)化觀和能量觀。第二部分尋找規(guī)律，掌握原理熱分解法熱還原法電解法

金屬冶煉方法與其金屬活動(dòng)性有關(guān)AuPtAgHgCuPbSnFeZnAlMgNaCaK不活潑一般金屬非?；顫姌O不活潑物理法提取第二部分

尋找規(guī)律，掌握原理金屬冶煉的三種常用方法與金屬活動(dòng)性順序的關(guān)系是什么？通過(guò)討論使學(xué)生不僅形成金屬活動(dòng)性順序?qū)饘匐y易程度影響的認(rèn)識(shí)，而且形成金屬冶煉一般規(guī)律的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，還有利于學(xué)生進(jìn)一步形成分類觀和轉(zhuǎn)化觀。Al鋁元素的發(fā)現(xiàn)和使用至今才200來(lái)年矛盾地殼中Al含量高鋁元素在自然界主要以鋁土礦(主要成份Al2O3）形式存在,如果你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，會(huì)嘗試哪些方法從Al2O3中獲得單質(zhì)鋁呢？第三部分學(xué)以致用，我來(lái)冶鋁提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)方案為什么？方法1：用木炭、CO、氫氣等還原方法2：用活潑金屬置換方法3：

電解氧化鋁小組討論，匯報(bào)結(jié)果交流分析，評(píng)價(jià)方案第三部分學(xué)以致用，我來(lái)冶鋁法-拉瓦錫1746年，證實(shí)不能用碳等還原氧化鋁。無(wú)法實(shí)現(xiàn)19世紀(jì)的Al比黃金還珍貴1825年3K+AlCl3=Al+3KCl1854年3Na+AlCl3=Al+3NaCl丹

奧斯特法德維爾成本太高〔美〕霍爾〔法〕埃魯1886年以Al2O3為原料、冰晶石為熔劑，950－970℃電解大量生產(chǎn)Al2O3熔點(diǎn)2054oC，難以直接熔融電解1886年以Al2O3為原料、冰晶石為熔劑，950－970℃電解為什么不嘗試直接電解Al2O3？思考鋁電解車間降低成本大量生產(chǎn)通過(guò)對(duì)比讓學(xué)生感悟到“創(chuàng)新”在推動(dòng)人類文明和科技進(jìn)步中的重要作用，從而激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感，從中也感受到化學(xué)的價(jià)值與魅力，同時(shí)也有利于培養(yǎng)學(xué)生的決策意識(shí)與社會(huì)責(zé)任?？萍颊雇?--真空碳熱還原氯化法煉鋁第三部分學(xué)以致用，我來(lái)冶鋁體會(huì)：物質(zhì)轉(zhuǎn)化是多途徑的；物質(zhì)轉(zhuǎn)化是有條件的；條件是可以控制的。工業(yè)制鋁：生產(chǎn)1mol鋁至少耗電1.8*106J

其他途徑：

鋁

鋁制飲料罐耗能為前者的3%-5%

補(bǔ)充資料：金屬礦石開發(fā)的環(huán)境代價(jià)；我國(guó)礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀思考與討論：提高金屬礦物的利用率、開發(fā)環(huán)保高效的冶煉方法、防止金屬腐蝕、回收再利用、使用替代材料等多角度認(rèn)識(shí)金屬礦物資源利用與環(huán)境的關(guān)系，為可持續(xù)發(fā)展提出建議。第四部分合理開發(fā)，持續(xù)發(fā)展學(xué)生活動(dòng)

鋁土礦中主要成份是Al2O3，主要雜質(zhì)為Fe2O3和SiO2

,請(qǐng)你設(shè)計(jì)以該礦物為原料生產(chǎn)的Al的主要流程，畫出流程圖。從實(shí)際礦物的提取利用中提煉無(wú)機(jī)資源利用的基本模型模型構(gòu)建通過(guò)對(duì)該問(wèn)題的探討，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)元素化合物的知識(shí)及混合物分析提純的知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并初步形成從實(shí)際礦物中提煉無(wú)機(jī)資源的基本思維模型，從而實(shí)現(xiàn)了模型構(gòu)建。拓展21板書設(shè)計(jì)電子來(lái)源還原劑外加電源（電解）金屬活動(dòng)性由弱到強(qiáng)教學(xué)主要策略六、教學(xué)反思1、關(guān)于教學(xué)設(shè)計(jì)

本課時(shí)的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含三條線：（1）一條明線：知識(shí)線

冶煉金屬的原料→冶煉金屬的方法→金屬資源利用的可持續(xù)發(fā)展

（2）兩條暗線：

①觀念線：化學(xué)核心觀念

元素觀—分類觀—轉(zhuǎn)化觀—能量觀

②素養(yǎng)線：核心素養(yǎng)

宏觀辨識(shí)—微觀探析—決策意識(shí)—社會(huì)責(zé)任—科學(xué)研究方法—學(xué)科價(jià)值教學(xué)主要