金屬礦物的開發(fā)利用很好的教案

《金屬礦物的開發(fā)利用》【導(dǎo)入】在差不多200年前的拿破侖時代，冶煉和使用金銀已經(jīng)有很長的歷史，宮庭中的銀器比比皆是。可是，拿破侖在宴請客人時，讓客人們用銀餐具，偏偏自己用鋁碗。這事要拿到現(xiàn)在，一定十分可笑，因為在今天，鋁不僅比銀便宜得多，而且光澤和性能都遠遠比不上銀。鋁之所以變得便宜，是因為后來人們發(fā)明了電解鋁的技術(shù)，才可以大量生產(chǎn)鋁。所以，金屬礦物的冶煉對于我們有著重要意義，今天就讓我們一起來學(xué)習(xí)這部分知識。（PPT）【板書】《金屬礦物的開發(fā)利用》（講述）接下來請同學(xué)們認(rèn)真閱讀P88~89，思考屏幕上的問題。Question1:金屬元素在自然界以什么形式存在？Question2:我們該如何從礦石中提煉出金屬單質(zhì)呢？根據(jù)什么原理？Question3:常用的冶煉方法有哪些?1、金屬的存在：除了金、鉑等少數(shù)金屬以________的形式存在外，絕大多數(shù)金屬以________的形式存在于自然界。2、金屬冶煉的含義：簡單地說，金屬的冶煉就是把金屬從礦石中提煉出來。金屬冶煉的實質(zhì)是把金屬元素從化合態(tài)還原為游離態(tài)，即（化合態(tài)）（游離態(tài)）。3、金屬冶煉的一般步驟：(1)__________：提高礦石中有用成分的含量。(2)__________：利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用還原劑把金屬從其礦石中還原出來，得到金屬單質(zhì)（粗）。(3)__________：采用一定的方法，提煉純金屬。板書：一：金屬元素在自然界中的存在：游離態(tài)：少數(shù)不活潑金屬；化合態(tài)：多數(shù)比較活潑的金屬二：金屬的冶煉：設(shè)問：我們該如何從礦石中提煉出金屬單質(zhì)呢？根據(jù)什么原理？板書：1、基本步驟：【學(xué)生活動】分組討論、發(fā)言講解：（正確評價學(xué)生的回答并復(fù)述）冶煉金屬的根據(jù)是把金屬礦石中的金屬離子還原成單質(zhì)，經(jīng)過三個步驟。（PPT放映）第一步：礦石的富集：出去較大的雜質(zhì)，提高礦石中有用的成分的含量第二步：冶煉：利用氧化還原反應(yīng)（很不活潑的金屬除外），在一定的條件下還原出金屬單質(zhì)第三步：精煉：采用一定的方法，提煉出純凈的金屬板書：2、金屬冶煉的實質(zhì)：是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子?！痉治鎏接憽拷饘匐x子的得電子能力是否全都相同？這與什么有關(guān)？講解并用PPT演示：金屬的活動性不同，因此金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，對于不同活性的金屬離子就必須采取不同的還原方法進行冶煉。板書：3、金屬冶煉的原理：（用PPT演示）適用性優(yōu)缺點熱分解法電解法熱還原法板書：（1）熱分解法：分析：（用PPT演示）分析對于不活潑金屬（活動順序中，Hg及Hg以后）它們的陽離子得電子能力很強，所以其還原的條件比較容易達到，可以直接用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來。例如：2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑板書：（2）電解法：回顧知識：寫出電解食鹽水的反應(yīng)方程式？答：陽極反應(yīng)：2Cl-—2e-==Cl2↑陰極反應(yīng)：2H++2e-==H2↑總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑設(shè)問：如果液態(tài)氯化鈉在無水的情況下電解會生成什么物質(zhì)呢？答：鈉離子會變成鈉單質(zhì)。分析：（用PPT演示）其實這就是電解法冶煉金屬，非?；顫姷慕饘伲ɑ顒禹樞蛑校篕------Al）我們知道其還原性很強，容易失去電子，而對應(yīng)的陽離子則氧化性很弱，很難得到電子，用一般的還原劑很難將它們還原出來，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬，例如：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑評價：（PPT列出這些有機物的沸點）電解法冶煉金屬耗能較大，大多數(shù)金屬我們可以用其他方法進行冶煉（介紹冰晶石）板書：（3）熱還原法：回顧知識：大家常見的可用作還原劑的物質(zhì)有哪些？答：氫氣、一氧化碳、碳、鎂、鋁、鐵、鋅分析：（用PPT演示）在金屬活動性順序表中處于中間位置的金屬（Zn-------Cu)，其對應(yīng)的離子得電子能力較強，其化合物又不能通過受熱分解得到金屬單質(zhì)，通常是在高溫下用還原劑（C、CO、H2、活潑金屬等）將金屬從其化合物中還原出來，例如：（各還原劑的選擇依據(jù)）練習(xí)：讓學(xué)生寫出一些常見的金屬氧化物被還原的反應(yīng)，寫完后用PPT對照：Fe2O3+3CO2Fe+CO2↑WO3+3H2W+3H2OZnO+CZn+CO↑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（鋁熱反應(yīng)）Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3（鋁熱反應(yīng)）點評并強調(diào)：若金屬以硫化物或碳酸鹽形式存在，應(yīng)先將其轉(zhuǎn)化成氧化物。實驗探究：視頻實驗4—1：（實驗前用磁鐵檢查一下室溫條件下有無鐵存在；反應(yīng)后再用磁鐵檢查有無鐵生成）學(xué)生回答現(xiàn)象寫出化學(xué)方程式并分析各試劑的作用。I、現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出大量熱，發(fā)出耀眼白光，紙漏斗內(nèi)劇烈反應(yīng)，有火星噴射，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣(Al2O3)，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。Ⅱ、反應(yīng)方程式：Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（鋁熱反應(yīng)）（分析化合價升降）【思考】鋁熱反應(yīng)中鎂條和氯酸鉀的作用分別是什么？鎂條易燃燒且放出大量的熱，就可以給鋁熱反應(yīng)提供足夠的熱量引發(fā)反應(yīng)，放出的熱還能使氯酸鉀發(fā)生分解放出氧氣。氯酸鉀在鎂條燃燒的情況下發(fā)生分解放出氧氣，使插入到鋁熱劑內(nèi)的鎂條能夠繼續(xù)燃燒。Ⅲ、鋁熱劑及應(yīng)用：(1)鋁熱劑：鋁粉與某些金屬（比鋁不活潑的金屬）氧化物的混合物。在高溫下發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，其混合物稱為鋁熱劑；反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)。(2)鋁熱反應(yīng)的特點：在高溫下引燃后劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，產(chǎn)生高溫，使被還原出來的金屬熔化，與熔渣分離。體現(xiàn)鋁的還原性、氧化鋁熔點高的性質(zhì)。(3)鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：①焊接鋼軌；②冶煉高熔點金屬：V、Cr、Mn等。（看圖片生活中的實際應(yīng)用）小結(jié)：金屬活動順序表中不同金屬冶煉方法的選擇（投影）電解法熱還原法熱分解法KCaNaMgAlZnFeSnPbCu電解法熱還原法熱分解法【表4—1】常見金屬的冶煉原理金屬冶煉原理FeFe2O3+3CO2Fe+CO2↑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3（鋁熱反應(yīng)）CuCu2S+O22Cu+SO2(火法煉銅)Fe＋CuSO4AUTOTEXT=====FeSO4＋Cu(濕法煉銅)MgMgO＋CMg(g)＋CO(g)MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑Al2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑Na2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑4NaOH（熔融）4Na+O2↑+2H2O過渡：地球上的金屬礦產(chǎn)資源是有限的，無法再生，而且隨著金屬的使用，金屬會被腐蝕而污染環(huán)境，那么我們應(yīng)該具體怎么做呢？板書：金屬的回收與環(huán)境、資源保護：閱讀PPT放映的資料，思考金屬的回收與環(huán)境、資源保護的方法，并回答。講述：正確評價學(xué)生的回答并歸納，講解有關(guān)金屬回收再利用的好處?？偨Y(jié)：指導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)課的內(nèi)容?！菊n堂練習(xí)】（選講）1、冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法，②水煤氣（或H2或CO）法，③活潑金屬置換法，④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有（Ⅰ）火燒孔雀石法煉銅，（Ⅱ）濕法煉銅，現(xiàn)代有（Ⅲ）鋁熱法煉鉻，（Ⅳ）從光鹵石（KCl?MgCl2?6H2O）中煉鎂，對它們的冶煉方法分析不正確的是---------------------------（B）A．（Ⅰ）用①B．（Ⅱ）用②C．（Ⅲ）用③D．（Ⅳ）用④2、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）請寫出①～④反應(yīng)的方程式。①Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O；②2NaAlO2+CO2+3H2O====2Al(OH)3↓+Na2CO3；③Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH；④2Al(OH)3Al2O3+3H2O。3、關(guān)于金屬元素在自然界存在的情況的敘述中，正確的是--------------------------------------（CD）A、金屬元素僅存在于礦物中。B、金屬元素存在于礦物和動物體內(nèi)，但植物體內(nèi)不含。C、少數(shù)金屬元素以游離態(tài)存在，大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)存在。D、金屬元素不僅存在礦物中，動物和植物體內(nèi)也存在少量金屬元素。4、下列化學(xué)方程式，能用于工業(yè)上冶煉金屬鎂的是------------------------------------------------(BD)A、2Na+MgCl2====2NaCl+MgB、MgCl2(熔化)MgO+Cl2C、2MgO2Mg+O2D、MgO+CMgO+C5、下列金屬①鐵、②鎂、③錳、④礬、⑤鉻?？捎娩X熱法制備的有------------------------(C)A.①②④B.①②③⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤6、在冶金工業(yè)上，通常均不能用化學(xué)還原劑制得的金屬組是----------------------------------(A)A．Na、Ba、Mg、A1