第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 说课金属矿物的开发利用(共37张PPT)

(共37张PPT)
金属矿物的开发利用
说课题目：
教材及学情分析
教学目标
教法
学法
教学过程
能力具备：一定自学能力
查阅资料、归纳整理
制作幻灯片
知识储备：金属活动性顺序
金属冶炼的有关反应
氧化还原反应原理。
学情分析
知识整合、迁移概括能力有待提高
不了解金属冶炼的历史，金属活动顺序表与金属冶炼方法的关系
自然资源
可获得有用的物质
可获得能量
化学变化
人
自然
综合利用自然资源
环境保护
化学的价值
人与自然
教材分析
本课时是以金属活动顺序表、氧化还原反应为依托
探究金属的冶炼原理、金属资源的回收和利用。
帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。
揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识几合理开发意识。
1.新课标要求
要求
掌握
认识
金属冶炼的基本原理
化学方法在实现物质间转化的作用，体会保护金属资源的重要性。
教学目标
2.三维目标
知识技能
(1)了解金属元素在自然界的存在形态。
(2)掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。
过程方法
(1)通过学生自学和查阅相关资料，培养学生分析概括的能力 。
(2)通过实验培养学生学会运用观察、实验、比较、分类归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，同时训练学生的口头表达能力和交流能力。
情感态度
价值观
（1）体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，解释化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。
（2） 了解金属冶炼的历史增强学生的民族自豪感。
3.教学重、难点
①了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）的作用。
②学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。
实验促学法：通过教师的演示，观察分析实验现象，理解并掌握金属冶炼的方法。
情景激学法：创设问题的意境，激发学习兴趣。
多媒体辅助教学法：运用先进的教学手段，有助于学生对于化学反应的认识
教法
（1）课前布置学案作业，帮助学生自学，为学生的自主学习打造空间。
（2）查阅常见几种金属的存在、冶炼方法、用途及回收途径。
学生以小组形式通过合作、对问题的探究、讨论、归纳，最终掌握金属冶炼的方法。
学 法
沿着金属开发、利用的历史脉络。归纳金属冶炼方法，总结金属冶炼方法选择依据，从金属冶炼方法的变革体现化学技术的发展。
教学过程
1.我国有丰富的矿产资源，你知道从金属矿物中提炼金属，一般要经过哪些步骤？
2. 金属的存在形态有什么规律？要将化合态的金属矿物转化为金属单质，有哪些方法？其实质是什么？
3.在金属的冶炼中对环境会有怎样的影响？
*
金矿
Au
铂矿
Pt
少数不活泼金属以游离态存在（如金和铂）
*
白云石
CaMg[CO3]2
辰砂
HgS
黄铜矿
CuFeS2
菱镁矿
MgCO3
大多数金属以化合态存在
如果需要金属单质，那怎么办？
——冶炼金属
常见的金属矿物资源
*
在富集好的矿石中利用不同方法将金属还原出来，最后进行提纯。
大多数金属矿石里含有杂质，如石英、石灰石等，因此在冶炼金属时首先需要富集矿石。
金属的冶炼：
将金属从其化合物中还原出来用
于生产和制造各种金属材料的过程在
工业上称为金属的冶炼
一、金属矿物的开发利用
辉铜矿Cu2S
青铜时期中国始于3800年前，兴于商周时期。
主要用于制礼器、乐器、兵器。
制陶工艺后期改进了
窑的结构，加深了火膛
，缩小了火口使空气更
加充足，温度更高。这
时无意中闻到了刺激性
气味的气体，发现了金
属铜。原来是因为建窑
的过程中用到了辉铜矿。
根据资料写出制出铜的反应？
Cu2S + O2 2Cu + SO2
高温
殷墟考古发现， 3000多年前我国古代劳动人民就掌握了孔雀石炼铜工艺，他们将孔雀石，主要成分
Cu2（OH）2CO3和木炭一起加热就可得到红色的金属铜．请你写出化学反应原理
孔雀石Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3 ＝ 2CuO + H2O + CO2↑
孔雀石
C + 2CuO == CO2 ↑ + 2Cu
高温
青铜时期
我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得将铁矿石（Fe2O3）和木炭一层一层的堆放在炼铁炉中，点火燃烧产生CO从而使铁矿石中的铁还原为单质。领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。
铁器时代
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
高温
宋代时期，人们发现江西上饶有一口
苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水
的铁锅用久了会变成铜锅。这就是最早的湿法炼铜请写出该反应的离子方程式
。
Fe＋Cu2+ ＝ Cu＋Fe2+
铁器时代
最早的湿法炼铜为什么出现在铁器时代呢？
自从美国青年化学家
霍尔发明电解制铝法后，
制铝工 艺不断改进，现在
人们已经熟练掌握了从铝
土矿（主要成 分是Al2O3）
中冶炼铝的技术，使得制
铝成本大大下降，使铝走
入千家万户。
近代铝的冶炼
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋ 3O2 ↑
电解
冰晶石
铝土矿
100多年前，为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。
思考：为什么这个时期铝比金还贵重呢？
近代铝的冶炼19世纪后期到20世纪初
由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。这也是铝在地壳中含量比铜、铁多，而应用比铜 、铁晚的多的原因。
金属冶炼的原理在现代应用
火车道上的钢轨有了缝隙怎么办？
铝热反应的应用：
2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3
高温
实验现象:
剧烈反应，
放出大量的热，
发出耀眼的光芒，
有黑色铁块生成
铝热反应：
反应现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
Fe2O3+2Al = 2Fe + Al2O3
高温
1、镁条的作用是什么？
2、氯酸钾的作用是什么？
铝热剂
问题：
与氧气反应放出大量的热，为铝热反应提供热量。
受热分解产生氧气，使镁条继续燃烧提供热量。
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。
开阔视野：
铝＋某些金属氧化物 Al2O3＋金属
高温
试写出分别Al与MnO2、Cr2O3反应的铝热方程式
3MnO2+4Al === 3Mn+ 2Al2O3
高温
Cr2O3+2Al === 2Cr + Al2O3
高温
二、金属冶炼的一般方法：
(2)热分解法（适合一些不活泼金属）
2HgO === 2Hg + O2 ↑
加热
2Ag2O === 4Ag + O2 ↑
加热
(1)物理提取法
(适用于极不活泼的金属——Pt、Au)
（3）电解法（适合一些非常活泼金属）
MgCl2 (熔融) === Mg + Cl2 ↑
电解
2Al2O3 (熔融) === 4Al + 3O2 ↑
电解
冰晶石
2NaCl (熔融) === 2Na + Cl2 ↑
电解
思考：电解氯化钠溶液能制得钠吗？
（4）热还原法（适用于大部分金属）
CuO+H2 === Cu + H2O
高温
Fe2O3+3CO === 2Fe + 3CO2 ↑
高温
注：除了CO、H2、C等做还原剂外，一
些活泼金属如Al等也可做还原剂还原金属
由于不同的金属离子的得电子能力不同，所以要采用不同强度的冶炼方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe…Cu Hg Ag Pt Au
电解法
热还原法
热分解法
*
物理提取法
结论：①金属位置越靠后，越易被还原，用一般 的还原方法即可；
②金属位置越靠前，越难被还原，要用较 强的还原手段来还原
一些金属资源还能开采多久？
金属资源日渐减少，如何解决这一难题呢？
问题延伸——金属资源的合理开发利用
金属铝的回收与利用
（1）废旧钢铁用于炼钢；
（2）废铁屑用于制铁盐；
（3）定影液用于回收银
回收金属的实例
回收金属的意义：
（1）节约矿物资源（2）节约能源（3）减少环境污染
板书设计
第一节 开发利用金属矿物和海水资源
一、金属矿物的开发和利用
1.金属冶炼的实质 ：
根据金属阳离子的电子的能力不同，采用不同的冶炼方法。
2.金属冶炼的方法
（1）热分解法：2HgO ==2Hg+O2↑ 2Ag2O== 4Ag+O2↑
（2）电解法：MgCl2（熔融）==Mg+Cl2↑ (电解)
（3）热还原法：
1、常是用还原剂：C、CO、H2、活泼金属等
2、铝热反应： Fe2O3+2Al==2Fe+Al2O3 (高温)
应用： 1、野外焊接。2、冶炼难熔金属
3、金属的回收与环境、资源保护
作业设计
请查阅资料，了解我国矿产资源利用的现状。 并制作一张海报。