2022年金属矿物的开发利用很好的教案 .pdf

学习必备欢迎下载金属矿物的开发利用【导入】在差不多 200 年前的拿破仑时代， 冶炼和使用金银已经有很长的历史，宫庭中的银器比比皆是。可是，拿破仑在宴请客人时，让客人们用银餐具，偏偏自己用铝碗。这事要拿到现在，一定十分可笑，因为在今天，铝不仅比银便宜得多，而且光泽和性能都远远比不上银。铝之所以变得便宜， 是因为后来人们发明了电解铝的技术，才可以大量生产铝。 所以，金属矿物的冶炼对于我们有着重要意义，今天就让我们一起来学习这部分知识。（PPT）【板书】 金属矿物的开发利用（讲述）接下来请同学们认真阅读P8889，思考屏幕上的问题。Question 1:金属元素在自然界以什么形式存在？Question 2:我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据什么原理？Question 3:常用的冶炼方法有哪些 ? 1、金属的存在：除了金、铂等少数金属以_的形式存在外，绝大多数金属以_的形式存在于自然界。2、金属冶炼的含义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即（化合态）（游离态）。3、金属冶炼的一般步骤：(1)_ ：提高矿石中有用成分的含量。(2)_：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗） 。(3)_ ：采用一定的方法，提炼纯金属。板书：一：金属元素在自然界中的存在：游离态：少数不活泼金属；化合态：多数比较活泼的金属二：金属的冶炼：设问： 我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据什么原理？板书： 1、基本步骤：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习必备欢迎下载【学生活动】分组讨论、发言讲解： （正确评价学生的回答并复述）冶炼金属的根据是把金属矿石中的金属离子还原成单质，经过三个步骤。 （PPT放映）第一步： 矿石的富集：出去较大的杂质，提高矿石中有用的成分的含量第二步： 冶炼：利用氧化还原反应（很不活泼的金属除外），在一定的条件下还原出金属单质第三步： 精炼：采用一定的方法，提炼出纯净的金属板书：2、金属冶炼的实质：是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。【分析探讨】金属离子的得电子能力是否全都相同？这与什么有关？讲解并用 PPT 演示： 金属的活动性不同，因此金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同， 对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼。板书： 3、金属冶炼的原理：（用PPT演示）适用性优缺点热分解法电解法热还原法板书： （1）热分解法：分析： （用PPT演示）分析对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）它们的阳离子得电子能力很强， 所以其还原的条件比较容易达到，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板书： （2）电解法：回顾知识： 写出电解食盐水的反应方程式？答：阳极反应： 2Cl-2e- = Cl2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习必备欢迎下载阴极反应： 2H+ 2e- = H2总反应式： 2NaCl + 2H2O电解2NaOH + H2+ Cl2设问： 如果液态氯化钠在无水的情况下电解会生成什么物质呢？答：钠离子会变成钠单质。分析： （用 PPT 演示）其实这就是电解法冶炼金属，非常活泼的金属（活动顺序中：K- Al ）我们知道其还原性很强，容易失去电子，而对应的阳离子则氧化性很弱， 很难得到电子， 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）电解2Na + Cl2MgCl2（熔融）电解Mg + Cl22Al2O3 （熔融）电解冰晶石4Al + 3O2评价： （PPT 列出这些有机物的沸点） 电解法冶炼金属耗能较大，大多数金属我们可以用其他方法进行冶炼（介绍冰晶石）板书： （3）热还原法：回顾知识： 大家常见的可用作还原剂的物质有哪些？答：氢气、一氧化碳、碳、镁、铝、铁、锌分析： （用 PPT演示）在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（Zn-Cu)，其对应的离子得电子能力较强， 其化合物又不能通过受热分解得到金属单质，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：（各还原剂的选择依据）练习： 让学生写出一些常见的金属氧化物被还原的反应，写完后用PPT对照：Fe2O3+3CO 高温2Fe + CO2WO3 + 3H2 高温W +3H2O ZnO + C 高温Zn + COFe2O3+2Al 高温2Fe + Al2O3（铝热反应）Cr2O3+2Al 高温2Cr+ Al2O3（铝热反应）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习必备欢迎下载点评并强调：若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。实验探究：视频实验 41： （实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在；反应后再用磁铁检查有无铁生成） 学生回答现象写出化学方程式并分析各试剂的作用。I、现象：镁条剧烈燃烧， 放出大量热， 发出耀眼白光， 纸漏斗内剧烈反应，有火星喷射，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣(Al2O3) ，可以发现落下的是铁珠。、反应方程式：Fe2O3+2Al 高温2Fe+Al2O3（铝热反应） （分析化合价升降）【思考】铝热反应中镁条和氯酸钾的作用分别是什么？镁条易燃烧且放出大量的热，就可以给铝热反应提供足够的热量引发反应，放出的热还能使氯酸钾发生分解放出氧气。氯酸钾在镁条燃烧的情况下发生分解放出氧气，使插入到铝热剂内的镁条能够继续燃烧。、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、 氧化铝熔点高的性质。(3)铝热反应的应用：焊接钢轨；冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn 等。 （看图片生活中的实际应用）小结： 金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择（投影）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Fe2O3+3CO 高温2Fe + CO2电解法热还原法热分解法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习必备欢迎下载Fe Fe2O3+2Al 高温2Fe + Al2O3（铝热反应）Cu Cu2S + O2 高温2Cu + SO2(火法炼铜 ) Fe CuSO4 = FeSO4 Cu(湿法炼铜 ) Mg MgO C 高温Mg(g) CO(g) MgCl2（熔融）电解Mg + Cl2Al 2Al2O3 （熔融）电解冰晶石4Al + 3O2Na 2NaCl（熔融）电解2Na + Cl24NaOH（熔融）电解4 Na+ O2+2H2O 过渡： 地球上的金属矿产资源是有限的，无法再生，而且随着金属的使用，金属会被腐蚀而污染环境，那么我们应该具体怎么做呢？板书： 金属的回收与环境、资源保护：阅读 PPT放映的资料，思考金属的回收与环境、资源保护的方法，并回答。讲述： 正确评价学生的回答并归纳，讲解有关金属回收再利用的好处。总结： 指导学生归纳本节课的内容。【课堂练习】（选讲）1、冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法， 水煤气（或 H2 或 CO）法，活泼金属置换法，电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有（）火烧孔雀石法炼铜，（）湿法炼铜， 现代有（）铝热法炼铬， （）从光卤石（KCl?MgCl2?6H2O） 中炼镁，对它们的冶炼方法分析不正确的是-（ B ）A （）用B （）用C （）用D （）用2、工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3）生产铝的过程，可用简单示意图表示如下（图中字母代表有关物质的分子式）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习必备欢迎下载请写出反应的方程式。Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O ； 2NaAlO2 + CO2 + 3H2O = 2Al(OH)3+ Na2CO3 ； Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH ；2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 。3 、 关 于 金 属 元 素 在 自 然 界 存 在 的 情 况 的 叙 述 中 ， 正 确 的 是-（CD）A、金属元素仅存在于矿物中。B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。4 、 下 列 化 学 方 程 式 ， 能 用 于 工 业 上 冶 炼 金 属 镁 的 是-( BD) A、2Na+MgCl2=2NaCl+Mg B、MgCl2( 熔化)MgO+Cl2 C、2MgO2Mg+O2 D、MgO+CMgO+C 5、下列金属铁、镁、锰、矾、铬。可用铝热法制备的有-( C ) A.B.C. D.6 、 在 冶 金 工 业 上 ， 通 常 均 不 能 用 化 学 还 原 剂 制 得 的 金 属 组 是-( A ) ANa、Ba、Mg、A1 BZn、Fe、Cu、Ag CNa、K、Zn、Fe DMg、Al、Zn、Fe 【板书设计】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习必备欢迎下载第一节开发利用金属矿物和海水资源金属矿物的开发利用一、金属的存在形式：游离态：少数不活泼金属化合态：多数较活泼的金属二、金属的冶炼1、冶炼步骤2、冶炼实质3、冶炼原理（1）热分解法（2）电解法（3）热还原法常用还原剂： C、CO、H2、活泼金属4、铝热反应5、金属的回收与环境、资源保护精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页