金属矿物的开发和利用
【教材分析】
在学生学习了氧化还原反应的概念以及钠、铝、铁和铜等金属和它们的重要化合物的主要性质的基础上,进一步学习常见金属的冶炼方法。本课时的学习有利于学生将前面所学的知识和技能进行必要的整合,从而深入体会化学在综合利用自然资源中的作用,学会辩证看待人和自然的关系。
【教学目标】
1、 了解金属冶炼的含义、原理和一般方法;
2、 掌握铝热反应原理和用途;
3、 了解金属回收的意义,体会化学与可持续发展的关系。
【情感态度和价值观】激发学生热爱科学,尊重自然规律,养成节约的习惯。
【教学重点】了解化学方法在金属矿物开发(金属冶炼)中的作用。
【教学难点】掌握金属冶炼的一般原理,了解不同金属的冶炼方法。
【教学过程】
〖引入〗飞机、导弹、很多雄伟的建筑其主体部分都是金属材料,金属与生活有着重要的关系。这些金属是怎么冶炼出来的?
【板书】一、金属的冶炼
〖知识回顾〗请学生板演书写金属活动顺序表:
K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、 Ag、 Pt、Au
【问题探究】我国在商代就使用青铜器,在春秋战国时期冶铁,而黄金的出现则更早,是什么原因?
【讲解】在金属活动顺序表中金是不活泼金属,在自然界中有单质形式存在,铜相对金要活泼一些所以铜的出现要晚些,铁是活泼金属,得到其单质更困难因而更晚。同理,铝比铁还活泼,到上世纪才被冶炼出来,钠、钾更晚。
【板书】1、不活泼金属热分解法
2HgO 2Hg + O2↑ Ag2O 2Ag + O2↑
2、非常活泼金属的电解法
请学生阅读教材88页,然后板演工业制钠、镁、铝的化学方程式:
【过渡】活泼金属电解法,需要大量的电能。那么铁是怎样冶炼出来的呢?说课教案
3、较活泼金属热还原法
【学生回答】用炭还原铁的氧化物得到铁,并写出化学方程式。
C→CO2 → CO → Fe 这一过程需要高温操作,并产生高炉煤气会排出CO2造成温室效应或污染大气。还有没有其它方法得到铁呢?请同学们阅读教材89页实验4-1,然后进行实验操作。
4、铝热反应
反应物:Fe2O3和Al、 KClO3粉末、Mg条、细砂
用具:铁架台(带铁圈)、蒸发皿、火柴
反应方程式:Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
铝热反应还可以是铝与其它不太活泼的金属氧化物,如MnO2、WO3、Cr2O3、Fe3O4也可以。
【板书】二、金属的回收
1、回收金属的意义:节约矿物资源,节约能源,减少环境污染。
2、废旧金属的处理方法:回收利用。
3、回收金属的实例:
①废弃易拉罐制铝;
②废铁屑用于制铁盐、铁红;
③废旧钢铁材料用于炼钢;
④利用废铜屑制硫酸铜、波尔多液。
【小结】金属冶炼方法与金属活动顺序的关系:
先请学生阅读教材89页表4-1,然后得出下图:
K、Ca、Na、Mg、Al、 Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、 Ag、 Pt、 Au
冶炼方法:活泼金属电解法 较活泼金属热还原法 不活泼金属分解法 物理淘汰法
【例题】下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )
A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
B.Al2O3+3C=2Al+3CO↑
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.2Ag2O4Ag+O2↑
【解析】工业制铝现在用的是电解法,电解熔融的Al2O3和冰晶石得铝。选B。
【课堂练习】
1、制取金属钠的方法是( )。
A.用钾作还原剂 B.电解饱和食盐水 C.电解熔融氯化钠 D.电解氢氧化钠溶液
2、铝热剂中铝的作用是( )。
A.还原剂 B.氧化剂 C. 催化剂 D.填充剂
3、下列关于金属的冶炼的说法中错误的是( )
A、越不活泼的金属越容易被提炼出来
B、可以用钠与硫酸铜溶液反应得到少量的铜
C、炼铁时常把铁矿石粉碎主要目的是提高矿石的利用率
D、用氢气和氧化铜反应生成铜时氧化剂是氧化铜
4、用铝热法还原下列化合物,制得金属各1mol,需消耗铝最少的是( )。
A.MnO2 B.WO3 C.Cr2O3 D. Fe3O4
参考答案:1、C 2、A 3、B 4、D
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