“用途广泛的稀土元素”教学设计

“用途广泛的稀土元素”教学设计：稀土金属以其独特的性质成为新能源、新材料的明星，也成为近年来国际关注的热点。本教学设计是在新课标指导下基于教材“科学视野”栏目，结合时事热点及化学实际进行的课程资源开发，不仅有利于拓展学生知识、提升能力，而且为教师进行有效的课程教学提供了帮助。：稀土元素，科学视野，教学设计，校本课程1课程背景1.1 “用途广泛的稀土元素”是人教版高中化学必修一之“科学视野”栏目的内容。稀土元素是元素周期表B族中钪、钇、镧系17种元素的总称。因其具有独特的荧光、磁性、催化、吸附等性质，被广泛应用于新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等领域。随着科技的进步有“工业维生素”美誉的稀土金属已经成为21世纪国际战略资源之一。当前，中国以23%的稀土资源承担了世界90%以上的市场供应，满足了世界各国特别是发达国家高技术产业发展的需求。然而在稀土行业快速发展的同时，中国也为此付出了巨大代价。如资源过度开发,生态破坏严重,产业结构不合理, 价格严重背离价值等。2019年5月，我国颁布了关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见，一时间在国际社会引起广泛观注。作为时事热点之一的稀土元素不管是从中学生科学技术普及，还是从高中化学基础知识拓展与能力提升方面都具有重要意义。1.2 人教版高中化学教材“科学视野”栏目大多为当今化学领域科技含量较高的热点内容,不仅能让学生了解化学在科技发展和社会进步中的重要作用,也对教师的教学和自身专业发展提供了丰富的教材。然而在实际教学中经常把它当作学生课后阅读材料来处理。事实上“科学视野”栏目具有开拓学生视野、拓宽教师命题思路、提高教师教研水平等多方面功能，近几年新能源、新材料已经成为高考命题“基础性、应用性、时代性”特征的新宠。因此，结合化学实际和时事热点设计好“科学视野”课程，不仅符合新课标对校本课程教学资源开发的要求，更体现教师对课程的把握和联系实际进行有效教学的能力。2.教学目标2.1知识与能力：了解稀土元素及其化合物的性质，能够结合化学基础知识分析解决一些相关实际问题。2.2 过程与方法：通过实验及小组讨论法学习稀土元素及其化合物基本性质的学习。通过稀土元素与Ca、Mg及其化合物性质的类比加深对元素周期律的理解。2.3 情感与价值观：通过学习稀土元素突破解题心理局限，形成节约资源、保护环境的意识，增强学习科技知识振兴民族的责任感。3.教学重点、难点稀土元素单质、氧化物、氢氧化物、盐的一般性质。4.教学方法多媒体辅助、PPT课件、知识类比、实验探究、分组讨论等5.教学过程教师活动学生活动设计意图引课录像放映：稀土之争（凤凰卫视）解说：中国用约23%的稀土资源提供了全球约90%的稀土供应。作为世界最大的“离子型稀土矿”的赣州我们的家乡，现在正以“土的价格”消耗比黄金还贵的资源。什么是稀土？它有哪些迷人的性质以至于当年邓小平会称赞“中东有石油，中国有稀土”？观看录像获取关于稀土资源的时事材料。了解稀土在现代科技中的重要地位。稀土已经成为国家重要的战略资源之一。通过“稀土之争”录像的片断放映来激发学生的学习热情。让他们在对稀土的重要性及相关时事有一个基本的认识，从而增强社会责任感和学好科学技术建设秀美家乡的使命感。阅读指导一、稀土元素1.稀土元素图片和实物展示：单质及氧化物阅读课本：稀土元素：镧(La)系及钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。性质相似，矿物共生、难分离。常用“RE”或“R”表示。获取直观感性知识。培养学生阅读能力。通过阅读了解稀土元素名称来源，元素符号，元素种类。通过图片和实物建立“第一认识”。讲解2.单质的化学性质单质比较活泼，与冷水反应稍慢与热水反应快，反应生成碱和氢气。在加热条件下与氧气反应，一般生成R2O3。知识构建：单质化学性质及方程式书写。2R+6H2O = 2R(OH)3+3H2↑2R+3O2 = R2O3了解稀土元素单质基本的化学性质。通过与所学Ca、Mg的性质进行比较从而增强认识。讲解，指导实验二、稀土化合物1.氧化物：稀土氧化物主要以R2O3的形式存在，也有其它价态氧化物。通常难熔点高、溶于水、易溶于强酸，在空气中易吸收水和CO2。实验一：观察密封完好的La2O3,取少量溶于稀盐酸。现象及反应：白色粉末，溶解。La2O3+6HCl = 2LaCl3+3H2O实验二：观察长时放置在空气中的Nd2O3,取少量溶于稀盐酸。现象及反应：棕色粉末，溶解伴有少量气泡。小组讨论：为什么有气泡？结果: Nd2O3+3CO2Nd2(CO3)3Nd2(CO3)3+6HCl= 2NdCl3+3H2O+3CO2↑激发学生探究热情。增强学生实验操作能力。根据信息提示，小组“头脑风暴”讨论法分析实验结果。练习反应方程式的书写。与CaO的性质进行类比。讲解，指导实验2.氢氧化物R(OH)33.稀土草酸盐R2Y3和碳酸盐R2(CO3)3稀土氢氧化物、草酸盐和碳酸盐均难溶于水，易溶于酸，不稳定受热易分解。工业可用来分离稀土和制备稀土氧化物。实验三：把实验一的溶液分成四份分别滴入氨水，氢氧化钠溶液，碳酸钠溶液，草酸溶液。观察现象。现象：均产生白色沉淀思考并写出前三个反应的离子反应方程式：La3+NH3·H2O= La(OH)3↓+NH4+La3+3OH- = La(OH)3↓2La3+3CO32-= La2(CO3)3↓激发学生探究热情。增强学生实验操作能力。练习离子反应方程式的书写。与Ca2+、Mg2+的性质进行类比。(在实验中也可选择实验二的溶液，生成的粉色沉淀)介绍三、稀土的萃取分离提纯图片展示：工厂生产串级萃取分离车间。看图了解稀土的萃取分离提纯的方法。让学生了解我国在稀土萃取分离领域创造的科技成果。介绍四、稀土的用途神奇的金属相关图片展示说出你所知道稀土的用途。打火石、磁铁、荧光灯、显示器激发学生对稀土材料的认识热情。为学生进一步学习播下种子。作业布置1.（福建高考题）稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。（1）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素，在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3，可用加热CeCl3? 6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。其中，NH4Cl的作用是_。（2）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3。 Ce3+通过下列反应形成Ce(OH)4沉淀得以分离。完成反应的离子方程式：Ce3+ + H2O2+ H2O = Ce(OH)4+2.根据所学知识设计实验：从钕铁硼磁铁废料中回收稀土氧化物。通过练习巩固所学知识，突破心理局限。引导学生正确解答热点题，信息题的方法。6.小结及说明本教设计以时事热点新闻引出，以稀土单质、氧化物、氢氧化物、盐的性质为主线进行学习。教学过程中通过观看录像图片、实验探究等教学手段，很大程度上激发了学生学习兴趣，拓展元素及其化合物知识，提升运用化学知识解决实际问题的能力。学生为什么对