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2019-2020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(rèn)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(dāng)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(yán)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(biāo) 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(zhǔn)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+CO↑ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 WO3+3H2W+3H2O Cr2O3+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：A 2.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：C 3.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①～④反應(yīng)的方程式。 答案：①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O ②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3 ③Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH ④2Al(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? 2．P96一、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(biāo)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 ( ) A．Ca、Mg B．Al、Fe C．Sn、Cu D．Hg、Ag 答案：C 2．不能用鋁熱法冶煉的金屬是 ( ) ①Fe ②w ③Cr ④Mg ⑤Mn A．④ B．③⑤ C．①②③ D．①③④⑤ 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)n C．mn+8n D．(m一16)n 答案：A