人教版必修2第4章第1节　开发利用金属矿物和海水资源第1课时课件（30张）.pptx

第一节开发利用金属矿物和海水资源 知识与技能 1 了解金属元素在自然界的存在形态 2 掌握金属冶炼的原理和方法 3 掌握铝热反应及其应用 4 了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用 5 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 了解金属回收和资源保护的意义 过程与方法 1 培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力 2 通过案例探究培养学生学会运用观察 实验 比较 分类 归纳 概括等方法对 三维目标 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 3 通过对案例探究 激发学生学习的主动性和创新意识 从而悟出学好化学的科学方法 情感 态度与价值观 1 体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用 揭示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 通过化学史的教学 使学生认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用 3 介绍我国古代在金属冶炼方面的成就 激发学生的爱国主义情感 4 认识化学在环境保护中的作用 树立绿色化学的观念 三维目标 重点 了解化学方法在金属矿物开发 主要是金属冶炼 及海水资源开发中的作用 难点 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 重点难点 教学过程中要注意以下几个方面 1 利用多媒体辅助教学 扩大教学容量 本节内容学习难度不大 但涉及的基本知识比较丰富 信息量较大 可以利用图片 录音 录像材料以及多媒体动画 或将它们有机结合 充分发挥其整体功能优化教学过程 2 联系元素化合物知识和氧化还原反应理论 本节中金属的冶炼以及海水提镁 海水提溴 海带中碘元素的检验等 涉及元素化合物和氧化还原反应 教学过程中可以引导学生注意这些知识和规律的应用 3 把握教学内容深浅度 严格按照课程标准进行教学 区分好金属冶炼在必修2和选修1模块中教学要求的差异 海水资源在必修2和选修2中的教学要求的差异 不要拓展和延伸到相关联的模块中 教学建议 导入一 当今世界 全球性资源紧张 能源匮乏 与人口迅速增长的矛盾日益突出 金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系 这节课我们来研究如何利用化学方法 更加合理开发利用金属资源 导入二 思考与讨论 1 什么是自然资源 最常见的自然资源贮藏在哪里 2 化学在自然资源的开发利用方面有何种作用与价值 交流与表达 1 自然资源主要以矿物的形式贮藏于地下或以溶解盐的形式存在于海水中 新课导入 2 化学可以优化物质的结构 性能 使用价值 可以合成自然界没有的物质 可以开发人类社会新能源 可以提高资源的利用范围和资源的利用率 同时也可以保护自然环境 引出课题 化学与自然资源的开发利用 研究如何开发利用金属矿物和海水资源 新课导入 第1课时金属矿物的开发利用 1 掌握金属冶炼的原理和方法 2 铝热反应的实验 应用 学习目标 1 金属元素的存在自然界中 除 等极少数金属外 绝大多数金属元素以 的形式存在 在地壳中 含量最高的金属元素是 其次是 2 金属冶炼的实质金属的冶炼是将金属矿石中的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 也就是说用还原的方法 使金属化合物中的金属阳离子得到电子 变成金属原子 可表示为 金属的冶炼 新课探究 知识点一 金 铂 化合物 al fe mn ne m 3 金属冶炼的方法由于金属的活动性不同 它们的离子获得电子的能力也不同 采用的冶炼方法也不同 1 热分解法某些 的离子得电子能力较强 可以直接用加热分解的方法从其化合物中还原出来 例如 2hgo2hg o2 2ag2o4ag o2 2 热还原法大多数金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的 常用的还原剂有 等 新课探究 不活泼的金属 焦炭 一氧化碳 氢气 例如 2cuo c wo3 3h2 fe2o3 3co 也可以用一些活泼金属作还原剂 将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来 例如铝热法炼铁 3fe3o4 8al 3 电解法对于一些 的金属 如钾 钙 钠 镁 铝等 其还原性很强 都很容易失去电子 采用一般的还原剂很难还原出来 工业上常用电解法冶炼 新课探究 2cu co2 w 3h2o 2fe 3co2 4al2o3 9fe 非常活泼 例如 2al2o3 熔融 mgcl2 熔融 2nacl 熔融 新课探究 4al 3o2 mg cl2 2na cl2 思维拓展 为什么冶炼镁时电解mgcl2而不是mgo 冶炼铝时电解al2o3而不是alcl3 新课探究 答案 工业上采用电解法冶炼铝的材料是al2o3 而不是alcl3 这是因为alcl3是共价化合物 熔融时无法电离出自由移动的离子 不能导电 工业上采用电解法冶炼镁的材料是mgcl2 而不是mgo 这是因为mgo虽是离子化合物 但其熔点太高 熔融时会消耗大量热能 成本较高 例1下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是 a 4al 3mno22al2o3 3mnb 2hgo2hg o2 c 2mgo2mg o2 d 4co fe3o43fe 4co2 答案 c 新课探究 解析 mgo的熔点太高 工业上采用电解熔融mgcl2的方法制取镁 新课探究 规律小结 金属的冶炼方法与金属活动性顺序的关系 1 实验探究 铝热反应 新课探究 知识点二 烧穿 熔融物 黑色物质 新课探究 氧化铁和铝发生置换反应 并放出大量的热 2al fe2o32fe al2o3 al 金属氧化物 高温 难熔 2 分析应用 思维拓展 铝热反应中镁条和氯酸钾是怎样引起该反应的发生的呢 新课探究 答案 铝热反应为放热反应 但需要在高温条件下才能发生 镁条是引燃剂 氯酸钾是助氧剂 镁条燃烧提供热量 促使kclo3发生分解 kclo3分解放出o2 保证镁条的继续燃烧 镁条燃烧放出热量 引发铝热反应进行 由于该反应为放热反应 反应放出的热量可以维持反应继续进行 因此反应一经引发 就可剧烈进行 纸漏斗用水浸湿 是为了防止滤纸被烧坏 蒸发皿中盛有沙子 是为了防止落下的熔融物炸裂蒸发皿 例2如图4 1 1所示进行铝热反应 回答下列问题 1 写出反应的化学方程式 反应中 是氧化剂 是还原剂 该反应属于 填四种基本反应类型 反应 2 选出该实验的实验现象 填写序号 镁带剧烈燃烧 放出大量的热 并发出耀眼的光芒 火星四射 纸漏斗的下部被烧穿 有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上 液珠冷却后变为黑色固体 3 写出下列操作或物质的作用 内层纸漏斗底部剪一个小孔 蒸发皿盛沙 镁带 氯酸钾 新课探究 图4 1 1 新课探究 答案 1 fe2o3 2alal2o3 2fefe2o3al置换 2 3 使熔融物易于落下防止溅落物炸裂蒸发皿引发铝热反应 新课探究 规律小结 铝热反应中 一是体现了铝的还原性 二是说明铝热反应为放热反应 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 自然界中的金属都以化合态存在 2 金属阳离子被还原 一定得到金属单质 3 将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁 4 al和mgo的混合物是铝热剂 5 利用co冶炼铁的反应是置换反应 当堂自测 当堂自测 答案 1 2 3 4 5 解析 1 少数金属在自然界以游离态存在 如金 铂 2 变价金属元素的最高价阳离子被还原时 可能得到中间价态的离子 而不一定得到金属单质 如fe3 可被还原为fe2 4 铝热反应是利用铝的强还原性 在高温下将相对不活泼且熔点高的金属从其氧化物中还原出来 因此只有al和比al活动性弱的金属的氧化物组成的混合物才能称之为铝热剂 所以al和mgo的混合物不能称之为铝热剂 5 co冶炼铁的化学方程式是3co fe2o32fe 3co2 该反应不是置换反应 2 如表所示金属的冶炼原理与方法不完全正确的是 答案 c 当堂自测 解析 活泼金属k ca na mg al等用电解法冶炼 中等活泼金属zn fe sn pb cu等用热还原法冶炼 不活泼金属hg ag利用热分解法冶炼 故a b d正确 c错误 应为火法炼铜 1 在反应al yaobal2o3 y中 y不可能的物质是 a feb mgc crd mn 备用习题 解析 b该反应的模式是铝热反应 可利用铝热反应冶炼fe cr mn等难熔金属 不能冶炼比铝更活泼的金属 2 分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属 所得金属的纯度的说法正确的是 a 用氢气的纯度高b 用金属的纯度高 c 二者相同d 无法比较 备用习题 解析 a根据两种还原剂冶炼金属所对应的产物来看 用金属作还原剂冶炼时产物的纯度不及用氢气作还原剂冶炼时的产物的纯度高 3 用铝热法还原下列化合物 制得金属各1mol 消耗铝最少的是 a mno2b wo3 c co3o4d cr2o3 备用习题 解析 c根据铝热反应的原理 金属氧化物被还原制得1mol金属得到的电子越少 反应消耗的铝越少 mno2 wo3 co3o4 cr2o3被还原制得1mol金属时得电子的物质的量分别为4mol 6mol 8 3mol 3mol 4 某地产孔雀石的主要成分是cu2 oh 2co3 1 试写出孔雀石高温分解的化学方程式 2 试以 1 中所得金属