金属矿物的开发及利用

1、淄川第一中学：高静淄川第一中学：高静2012年年11月月金属矿物的开发及利用金属矿物的开发及利用高一化学网络教研高一化学网络教研1.以金属矿物的综合利用为例，了解化学方以金属矿物的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。法在实现物质间转化中的作用。2.认识化学在自然资源综合利用方面的重要认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。价值。3.能列举合金材料的重要应用。能列举合金材料的重要应用。 课标要求课标要求 (1)知道化学方法在知道化学方法在金属矿物开发中的作金属矿物开发中的作用用(2)掌握金属冶炼的掌握金属冶炼的一般原理，知道适用一般原理，知道适用于不同金属的冶炼方于不同金属的冶

2、炼方法法(3)了解金属材料及了解金属材料及相关应用相关应用（1）让学生能从金属）让学生能从金属活动顺序和氧化还原的活动顺序和氧化还原的思想来推理、归纳不同思想来推理、归纳不同金属的冶炼方法，积累金属的冶炼方法，积累一些科学假设和推理的一些科学假设和推理的方法。方法。（2 2）通过搜集、整理通过搜集、整理资料，资料，培养学生对信息培养学生对信息进行归纳概括的能力进行归纳概括的能力。让学生认识和体会化让学生认识和体会化学在自然资源开发和学在自然资源开发和利用中的意义和作用，利用中的意义和作用，体会保护资源的重要体会保护资源的重要性。性。知识与技能过程与方法情感态度与价值观情感态度与价值观三维目标三

3、维目标1. 重视让学生用所学知识分析、解释化学在资源开发和利用重视让学生用所学知识分析、解释化学在资源开发和利用中的意义和作用，进而体会所学化学知识的应用价值，在中的意义和作用，进而体会所学化学知识的应用价值，在落实知识与技能目标的同时实现情感态度与价值观目标。落实知识与技能目标的同时实现情感态度与价值观目标。2本节教材知识内容大多为知道、了解的层次，但信息量大，本节教材知识内容大多为知道、了解的层次，但信息量大，应重视学生的主动参与，让学生阅读教材或由老师提供的应重视学生的主动参与，让学生阅读教材或由老师提供的大量多媒体信息，让学生通过归纳概括，对信息进行再加大量多媒体信息，让学生通过归纳概

4、括，对信息进行再加工，培养学生对信息的归纳概括能力，在达成知识与技能工，培养学生对信息的归纳概括能力，在达成知识与技能目标的同时培养学生的学习能力。目标的同时培养学生的学习能力。3重视学生参与学习过程中的情感体验，可以让学生以小组重视学生参与学习过程中的情感体验，可以让学生以小组汇报交流、撰写小论文、角色扮演等多种方式参与课堂，汇报交流、撰写小论文、角色扮演等多种方式参与课堂，以多种评价方式反馈学习效果。可以选取学生感兴趣的内以多种评价方式反馈学习效果。可以选取学生感兴趣的内容作为研究性学习的活动课题，将课堂延伸至课外，有利容作为研究性学习的活动课题，将课堂延伸至课外，有利于培养学生的学科素养

5、和学习化学的兴趣，更好的达成情于培养学生的学科素养和学习化学的兴趣，更好的达成情感态度与价值观目标。感态度与价值观目标。教学中的几点建议教学中的几点建议金属活动顺金属活动顺序表序表 金属原子失金属原子失电子能力电子能力 （ ） （ ） 金属的还原金属的还原性性 （ ） （ ） 金属离子得金属离子得电子能力电子能力 （ ） （ ） 金属离子的金属离子的氧化性氧化性 （ ） （ ） 通过此表格，引导学生归纳整理出：通过此表格，引导学生归纳整理出：金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。金属单质的还原性越强，其离子的氧化性越弱。 引出本课题学习主线引出本课题学习主线的同时，为后面金属冶炼原理和冶炼

6、方法的选择做好铺垫。的同时，为后面金属冶炼原理和冶炼方法的选择做好铺垫。前置作业前置作业金属矿物金属矿物赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锌矿锌矿黄铜矿黄铜矿锰矿锰矿钨矿钨矿金属矿物金属矿物人类较早发现和应用的金属分别是：人类较早发现和应用的金属分别是：Ag 铜是人类第一种大量使用的金属，结束铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的了漫长的“石器时代石器时代”。 在公元前在公元前6000年到年到7000年左右，人类开年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代铜器时代”。 铜铜-人类最早使用的金属人类最早使用的金属铜铜 镜镜先秦刀币先秦刀币汉武帝时铜币汉武帝时铜币 这是英法

7、联军洗这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上劫焚毁世界建筑史上最杰出的园林最杰出的园林圆明圆明园后，被劫掠到国外园后，被劫掠到国外的珍贵文物的珍贵文物铜虎铜虎头头，20002000年在香港年在香港被拍卖。由中国派员被拍卖。由中国派员出高价将其赎回。出高价将其赎回。中国还有上百万件珍贵文物流失海外！中国还有上百万件珍贵文物流失海外！关于铝的故事之一关于铝的故事之一 在拿破仑时期的在拿破仑时期的一次宴会上，皇宫一次宴会上，皇宫贵族们都选用金制、贵族们都选用金制、银制的餐具。作为银制的餐具。作为一国元首的拿破仑一国元首的拿破仑用的却是铝制的餐用的却是铝制的餐具，这更显示了其具，这更显示了其地位之高！地位之

8、高！ 由于早期炼铝由于早期炼铝十分困难，所以铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，的价格十分昂贵，一度超越金银之上。一度超越金银之上。 100多年前，为了表彰门捷列夫多年前，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不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯贵重的奖杯铝杯铝杯，赠送给门捷，赠送给门捷列夫。列夫。人类冶炼和使用金属的历史也是人类进步的发展史！人类冶炼和使用金属的历史也是人类进步的发展史！关于铝的故事之二关于铝的故事之二公元前公元前公元公元人类发现和使用金属的大致时间人类发现和使用金属的大致时间【思考交流【思考交流】1.金属被人

9、类发现和使用的时间早晚与金属金属被人类发现和使用的时间早晚与金属的活泼性有何关系？的活泼性有何关系？2.人类发现和使用金属的时间早晚与冶炼金人类发现和使用金属的时间早晚与冶炼金属的难易有何关系？属的难易有何关系？通过上述图片和故事引导学生思考交流得出：通过上述图片和故事引导学生思考交流得出：越活泼的金属被发现和使用的时间越晚，从矿石越活泼的金属被发现和使用的时间越晚，从矿石中冶炼该金属越难。中冶炼该金属越难。【自主学习【自主学习1】阅读必修阅读必修2课本课本88页的内容，梳理下列表格页的内容，梳理下列表格金属活动金属活动顺序顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg

10、 Ag Pt Au 冶炼方法冶炼方法 冶炼方法冶炼方法的难易的难易 金属的还金属的还原性原性离子的氧离子的氧化性化性金属冶炼金属冶炼的实质的实质物理物理富集富集热分热分解法解法热还原法热还原法电解法电解法难难易易强强弱弱弱弱强强Mnne=M以金属活动顺序表为主线，将氧化还原思想渗透其中。通过推理、归纳得出：金属以金属活动顺序表为主线，将氧化还原思想渗透其中。通过推理、归纳得出：金属的活动性不同，其冶炼的方法不同，越活泼的金属越难被冶炼。的活动性不同，其冶炼的方法不同，越活泼的金属越难被冶炼。简介金属冶炼的步骤简介金属冶炼的步骤矿石的富集矿石的富集除去杂质除去杂质冶炼冶炼一定条件下，把矿石中的金

11、属离子还原成金属单质一定条件下，把矿石中的金属离子还原成金属单质精炼精炼采用一定的方法提炼纯金属采用一定的方法提炼纯金属 古代劳动人民用焦炭炼铁古代劳动人民用焦炭炼铁 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用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，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年后年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。 当今的高炉炼铁当今的

12、高炉炼铁 1996年之后，我国再度成为钢铁产量年之后，我国再度成为钢铁产量最大的国家。最大的国家。高炉炼铁高炉炼铁【练习【练习】 以赤铁矿（主要成分为以赤铁矿（主要成分为Fe2O3）为原料，）为原料， 分别写出古代用焦炭分别写出古代用焦炭炼铁炼铁和当今用一氧化和当今用一氧化碳高炉炼铁碳高炉炼铁的化学方程式的化学方程式 思考：思考：1.上述反应的还原剂分别是什么？上述反应的还原剂分别是什么？2.上述反应的还原剂能否换为金属？上述反应的还原剂能否换为金属？【思考交流【思考交流】1.此反应体现了铝的什么性质？此反应体现了铝的什么性质？2.铝热反应在实际生产中有何应用？铝热反应在实际生产中有何应用？2

13、. 活泼金属活泼金属Al置换置换相对相对不活泼不活泼的金的金属属 2AlFe2O3 2FeAl2O3高温高温【小结】【小结】Al某些金属氧化物某些金属氧化物 Al2O3金属金属高温高温1. 3MnO24Al 2Al2O33Mn高温高温 铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨。铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物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，冶炼钴、铬、锰等。反应，冶炼钴、铬、锰等。 铝热反应的应用铝热反应的应用【自主学习【自主学习3】阅读必修阅读必修1课本课本6467页相关内容，小组间合作页相关内容，小

14、组间合作交流如下交流如下7个问题个问题1.什么是合金？什么是合金？2.你接触过哪些合金材料？你接触过哪些合金材料？3.合金有哪些优良的性能？合金有哪些优良的性能？4.常见的黑色金属材料有哪些？常见的黑色金属材料有哪些？5.常见的有色金属材料有哪些？常见的有色金属材料有哪些？6.如何正确选用金属材料？如何正确选用金属材料？7.我们可以为金属资源的可持续发展做些什么？我们可以为金属资源的可持续发展做些什么？常见金属材料常见金属材料生铁生铁钢钢含碳量含碳量2%4.3%0.03%2%性能性能质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、 可塑性好。金属材料包括纯金属和合金，可分为金属材料包括纯金属和合金，可分为_材料

15、和材料和_材料。材料。(1)黑色金属材料黑色金属材料钢铁钢铁黑色金属黑色金属有色金属有色金属生铁和钢就是铁的合金生铁和钢就是铁的合金钢钢碳素钢：碳素钢：铁和碳的合金铁和碳的合金合金钢：在碳素钢中加入合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、铬、锰、钨、镍、钼、钴钴等合金元素等合金元素(如不锈钢如不锈钢)低碳钢低碳钢含碳量低于含碳量低于0.3%中碳钢中碳钢含碳量含碳量0.3%0.6%高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于0.6%合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢密度小密度小强度高强度高塑性好塑性好致密的氧化物保护膜致密的氧化物保护膜铜合金铜合金我国使用最早的合金是我国使用

16、最早的合金是_，常见的铜合金还有，常见的铜合金还有_和和_。青铜青铜黄铜黄铜白铜白铜(2)有色金属材料有色金属材料铜和铝铜和铝【整理归纳】【整理归纳】1.一般来说，合金的性质并不是各成分的性一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械性能。机械性能。2.合金的熔点比各成分金属低，合金的熔点比各成分金属低， 合金的硬度比各成分金属大合金的硬度比各成分金属大。课课 堂堂 总总 结结得出新知得出新知科学方法科学方法推理、归纳推理、归纳已有旧知已有旧知金属活金属活动性顺动性顺序表序表氧化还原氧化还原理论理论金属冶炼实质金属冶炼实质Mn

17、ne=M越活泼的金属，越活泼的金属，其离子的氧化性越弱，其离子的氧化性越弱，越难被冶炼越难被冶炼使用、用途使用、用途性质性质结构结构决定决定决定决定 学科思想学科思想 金属的发现金属的发现和使用历程和使用历程 任选自己感兴趣的关于合金的课题进行任选自己感兴趣的关于合金的课题进行调查，查阅资料完成一篇关于合金的小调查，查阅资料完成一篇关于合金的小论文。论文。作作 业业 【巩固练习】【巩固练习】1.在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是（属是（ A ） A. Na Mg Al B.Na K Zn Fe C.Zn Fe Cu Ag D.Mg Al

18、 Zn Fe2.下列金属冶炼的反应原理，错误的是（下列金属冶炼的反应原理，错误的是（ B ）A.2NaCl（熔融）（熔融） 2 Na+Cl2 B.MgO+H2 Mg+H2OC.Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 D.2HgO 2Hg+O21、2两题主要考察不同金属的冶炼方法，落实两题主要考察不同金属的冶炼方法，落实金属冶炼的相关知识金属冶炼的相关知识 3.铝能用于冶炼难熔的金属（如：钒、铬、铝能用于冶炼难熔的金属（如：钒、铬、锰等），这是因为铝具有什么性质锰等），这是因为铝具有什么性质 （ D ）A.金属性和非金属性金属性和非金属性 B.导电性导电性C.熔点低熔点低 D.还原性，在冶炼反应中

19、放出大量热还原性，在冶炼反应中放出大量热 本题的考查点为铝热反应中铝体现的性质，本题的考查点为铝热反应中铝体现的性质，教师也可将此题进行再加工：如书写相关教师也可将此题进行再加工：如书写相关的方程式、用氧化还原思想分析电子转移的方程式、用氧化还原思想分析电子转移等问题等问题4.合金比纯金属制成的金属材料的优点是合金比纯金属制成的金属材料的优点是( A )合金的硬度一般比它的各成分金属大合金的硬度一般比它的各成分金属大一般来说，合金的熔点比它的各成分金属更低一般来说，合金的熔点比它的各成分金属更低改变原料的配比，改变生成合金的条件，得到有改变原料的配比，改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金不

20、同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛合金比纯金属的应用范围更广泛 A B C D 本题将合金的各方面性质以拼盘的形式进本题将合金的各方面性质以拼盘的形式进行拼合，多方面考察合金的相关性能，可行拼合，多方面考察合金的相关性能，可以更好的落实对合金性质的掌握。以更好的落实对合金性质的掌握。5.合金是不同金属合金是不同金属(也包括非金属也包括非金属)在熔化状态下形成的一种在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，据表中所给数据，不能形成合具有金属特性的熔合物，据表中所给数据，不能形成合金的是金的是(双选双选)( BD )FeCuZnAgAuW熔点

21、熔点(5960.810633380沸点沸点()30002595907221227075627A. Fe、Cu BZn、AgCAg、Au DZn、W本题以合金的素材为载体，旨在考查学生对题干、本题以合金的素材为载体，旨在考查学生对题干、图表等信息的提取和加工能力。图表等信息的提取和加工能力。 6.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是下列关于金属的一些说法不正确的是( B )A合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理 性质不同性质不同B工业上金属工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制都是用电解熔融的氯化物制 得的得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金 属原子属原子D越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼 本题融合了镁铝冶炼的方法，金属冶炼的实质，本题融合了镁铝冶炼的方法，金属冶