化學人教版高中必修二（2019年新編）-第八章第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用教案

金屬資源的開發(fā)利用山西省榆次第一中學校李雨桐【教學目標與評價目標】1.教學目標：（1）宏觀辨識與微觀探析：通過觀察鋁熱反應宏觀現象并思考其微觀原理，理解金屬冶煉的本質。（2）科學探究與創(chuàng)新意識：通過鋁熱反應實驗，理解鋁熱劑、助燃劑、引燃劑概念，掌握鋁熱反應操作。（3）證據推理與模型認知：理解并應用金屬活動性順序表推理不同金屬的開發(fā)利用順序和冶煉方法。（4）科學精神與社會責任：從化學文化角度感悟中華民族的燦爛文化，增強愛國情操。2.評價目標：（1）通過理論講授與實驗探究，引導學生從金屬活動性順序角度理解金屬冶煉原理、方法；從鋁熱反應實驗操作中理解鋁熱反應中概念與原理。（2）通過學習體會中華燦爛精神物質文化，培養(yǎng)愛國情操?！窘虒W重點】理解不同金屬冶煉的方法，并能正確書寫方程式?！窘虒W難點】Al的冶煉、理解鋁熱反應概念與原理?！窘虒W方法】講授法、引導啟發(fā)法、實驗探究法【教學用品】Al粉、Fe2O3粉末、鎂條、KClO3、酒精燈、火柴、蒸發(fā)皿、濾紙、三腳架【教學過程設計】[導入]如圖一，在我國南京博物館夏商周陳列室里，陳列著一個方形的大鼎。這個大鼎有四尺多高，三尺多長、二尺多寬，重七百多斤，全部是用銅做的，經鑒定，此鼎制作于商代；如圖二，是陳列于湖北博物館的春秋越王勾踐劍，春秋越王勾踐劍體現了當時短兵器制造的最高水平，被譽為“天下第一劍”，是青銅武器中的珍品，對研究越國歷史和了解中國古代青銅鑄造工藝和文字有重要價值；圖三是春秋蓮鶴方壺，為春秋中期青銅制盛酒或盛水器，壺頂的飛鶴栩栩如生，仿佛就要羽化登仙似的……以上僅僅是我國古代金屬鑄造文化的冰山一角，但僅僅這驚鴻一瞥，也足以一葉知秋。相信同學們在參觀博物館時，也都能體會古人的智慧。在我國古代，金屬冶煉鑄造技術就已經如此發(fā)達，而在當今時代，金屬器件也更是司空見慣，但是一部手機，就含有各種不同金屬。金屬器件的鑄造離不開金屬的冶煉，那么人類是用什么方法冶煉金屬的呢？就讓我們來學習“金屬資源的開發(fā)利用”[過渡]要想冶煉金屬，首先需要了解金屬元素存在狀態(tài)。[提問]請同學們閱讀課本第二段，思考金屬元素在自然界的存在狀態(tài)。[講授、板書]自然界金屬存在狀態(tài)主要有游離態(tài)和化合態(tài)兩種，化合態(tài)需要冶煉提取，游離態(tài)可直接使用。[過渡]了解金屬存在狀態(tài)后，我們來分析如何冶煉不同狀態(tài)的金屬元素。[提問]請同學們閱讀課本第三段內容，思考金屬冶煉的定義、本質是什么？[講授、板書]將金屬從其化合物中還原出來用于生產制造各種金屬材料的過程，在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。本質為：使得正價金屬得電子，被還原為金屬單質的過程。（Mn++ne-=M）[提問]不同種類的金屬，開始被人類利用的時間也不同，其本質原因是什么呢？現在以小組為單位，以金屬活動性順序表為核心思考以上問題。[小組展示][講授]金屬冶煉的本質是正價金屬元素的還原。越活潑的金屬單質，還原性越強，就需要更強的還原手段才能成功，而人類越到現代，才發(fā)明了更多的強還原手段，因此，活潑性越強的金屬，沒人類利用越晚。IV電解法III熱還原法II熱分解法IIV電解法III熱還原法II熱分解法I物理分離法KCaNaMgAlZnFeSnPb[H]CuHgAgPtAu加熱[板書]加熱加熱II：熱分解法：2HgO====2Hg+O2↑加熱2Ag2O====4Ag+O2↑III熱還原法：熱還原劑：C、CO、H2、某些金屬Mg、Zn、Al[實驗探究]請同學們以小組為單位，按照實驗4-1進行鋁熱反應，探究鋁熱反應發(fā)光放熱的原理。[成果分享與展示][講授并ppt呈現]盛放沙子的蒸發(fā)皿：防止熔融物炸裂蒸發(fā)皿。鋁熱劑：MOX+Al（鋁熱劑——鋁熱反應反應物）、KClO3——助燃劑、Mg——引燃劑鋁熱反應現象：加熱Mg條燒完后，漏斗內混合物劇烈反應，發(fā)出耀眼白光，放出大量熱，紅熱液珠落入蒸發(fā)皿細沙中，冷卻變?yōu)楹谏腆w。加熱方程：2Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe[講授]電解法：電解法是最強的氧化還原方法K、Ca、Na、Mg冶煉法為電解熔融氯化物，但Al為電解熔融Al2O3通電煉Al：用熔融Al2O3而非AlCl3，因為AlCl3為共價化合物，熔融態(tài)不導電不能電解，Al2O3儲量大開發(fā)利用成本低，且為離子化合物，熔融狀態(tài)導電能電解。通電冰晶石方程：2Al2O3(熔融)====4Al+3O2↑（冰晶石為助溶劑，降低融化三氧化二鋁的溫度）冰晶石[小結]金屬資源的開發(fā)利用一、金屬元素的存在二、金屬元素的冶煉（1）定義（2）本質（3）歷史（4）方法金屬活動性順序鋁熱反應電解法煉鋁[作業(yè)]請同學們思考如何從鋁土礦石煉鋁呢？【教學反思】本節(jié)重點為以金屬活動性順序表為載體，理解金屬冶煉的本質——金屬元素的還原、掌握不同金屬的冶煉方法、熟練書寫金屬冶煉化學方程式。難點為熱還原反應中的鋁熱反應實驗及鋁的冶煉。因此要注重學生方程式書寫的練習，以及鋁熱反應與鋁冶煉的講解，鋁熱反應危險性較大，進行實驗時應注重安全防范措施。附錄：【設計思路】本節(jié)內容選自高中化學人教版必修二，第四章第一節(jié)第一課時，主要講解的是金屬的冶煉。本節(jié)內容是必修一無機化學內容的延續(xù)，講解了典型金屬的不同冶煉方法，同時也與生活聯系緊密。生活中，我們處處離不開金屬材料，因此在教學時應引導學生聯系現實生