探究金属铜的冶炼原理.doc

探究金属铜的冶炼原理蓬莱小门家一中初四组一、教学目标1、探究目标：以碱式碳酸铜为主要原料制取金属铜。设计不同的实验方案，并能够分析不同方案的优缺点。能根据实验流程，选择药品，完成实验。2、认知目标：熟悉加热碱式碳酸铜、氢气验纯及氢气还原氧化铜的步骤及注意事项。学会通过查阅资料，获得信息，利用信息来了解工业冶炼金属铜的原理和方法。3、技能目标：熟练固体加热操作方法。学会氢气制备、验纯，并用氢气还原氧化铜的方法。4、思想情感目标：强化环保意识，培养学生综合探究能力和探索、创新精神。二、教学重难点能根据信息，设计不同实验方案，完成探究实验。三、课时：1课时四、课型：实验课五、探究用品碱式碳酸铜、锌粒、铁丝、稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液试管、铁架台（带铁夹）、烧杯、酒精灯、单孔橡皮塞、导管、橡皮管、弹簧夹、石墨电极、导线、直流电源、乳胶手套。六、教学流程教师提出课题信息处理精要点拨分析评价学生明确目的设计方案把握关键操作验证七、探究实验教学过程设计（一）组织教学：出示探究目标，让学生明确实验目的，导入实验课题。（二）实验内容1、信息处理有关用碱式碳酸铜制备铜的有关信息，供同学们参考：（1）碱式碳酸铜是一种绿色的粉末，不溶于水，受热时易发生分解为黑色的氧化铜粉末，并放出CO2和水，它也能同稀盐酸、稀硫酸发生反应，转化为铜盐溶液。Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2OCu2(OH)2CO3+4HCl=CuCl2+CO2+3H2OCu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2+2H2O（2）由铜的化合物制取金属铜，可以利用以下反应：铁同CuCl2溶液或硫酸铜溶液反应。Fe+ CuCl2=Cu+FeCl2Fe+ CuSO4=Cu+FeSO4氢气还原CuOCuO+H2=Cu+H2O通电 电解CuCl2或CuSO4溶液CuCl2=Cu+ Cl22CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4注意：若生成有毒的Cl2，则必须将其用碱液吸收，以免污染空气。2、讨论方案根据上述信息，我们可有四种方案制取铜:方案一：加热碱式碳酸铜得到氧化铜，再制备氢气用氢气加热还原氧化铜。方案二：将碱式碳酸铜加适量稀盐酸溶解，得到氯化铜溶液，再加入铁丝，将铜置换出来。方案三：将方案一得到氧化铜加适量稀盐酸溶解，得到氯化铜溶液，再加入铁丝，将铜置换出来。方案四：碱式碳酸铜加适量稀盐酸溶解再通电电解，同时要处理电解的有毒气体一氯气。3、提出问题正式设计实验方案前同学们还应考虑以下问题：（1）使碱式碳酸铜粉末分解制氧化铜，需要什么样的实验装置？如何判断碱式碳酸铜已完全分解？在实验过程中应注意哪些问题？（2）由CuO通过哪些途径可以得到金属铜？你准备采取哪种方法获得铜？采用这种方法，你需要准备哪些用品和试剂？应按怎样的流程完成实验？（3）如果你在实验中决定使用氢气，那么你将如何获得氢气？怎样检验氢气的纯度？（4）如果你采用电解CuCl2溶液或硫酸铜溶液的方法制取铜应该用什么样的装置？在实验中应注意什么问题？4、学生设计实验方案我设计的实验方案是:与同学讨论后，对原方案修改完善，然后交给指导老师审查。5、整理归纳实验方案我的实验探究报告如下“题目：探究目的：探究用品：探究方案：实施实验方案：实验内容和步骤实验现象结论和解释6、精要点拨，指导实验实验中注意事项：（1）、加热碱式碳酸铜在安装时，试管口稍向下倾斜，加热时要先预热一段时间，再固定加热。（2）、制氢气时，要先检验装置的气密性，再加药品。（3）、用氢气还原氧化铜安装时注意：试管口稍微向下倾斜，玻璃导管要深入试管底部，此外，点燃或加热氢气前，要验纯。（4）、氢气还原氧气铜的步骤：先通氢气一会再加热，黑粉变红后停止加热，继续通入氢气直到试管冷却为止。7、探究实验后讨论评价（1）你周围同学都采用了哪些方案？请你对不同的方案的优缺点进行评论（可从原料是否价廉易得，装置操作是否简便，是否消耗能源，是否安全环保，产物纯度等方面评论）。（2）分析不同方案中所得产品中含有哪些杂质？如何除去这些杂质？（3）你认为设计制备某种物质的实验方案时，主要应考虑哪些问题？（三）探究活动后的反思：通过探究金属铜的冶炼过程，认识到在制备物质时，除了原理正确外，还要考虑实验步骤简单、危险小，实验成本低，节约能源，反应不产生有害环境的物质。（四）思考与交流典型例题：氧化铜 稀硫酸 某校化学教师让同学们以铁、氧化铜、稀硫酸为原料来制取铜。甲、乙两位同学根据所学的化学知识，分别设计了以