第八章第一节第一课时金属矿物的开发利用说课课件-2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修二

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用第一课时金属矿物的开发利用

二、教材分析四、教法学法一、设计理念说课内容三、学情分析

五、教学过程

六、教学反思31.让学生在应用化学知识解决实际问题的过程中，学会客观、

全面的看待化学对社会的价值，体会化学对促进人与自然

和谐相处的意义。2.落实学科核心素养中的“宏观辨识与微观探析”、“科学

研究与学科价值”及“科学态度与社会责任”。一、设计理念4（1）人教版（2019）必修第二册第八章是必修收官，相当于必修阶段基础知识的综合应用，主要着眼于培养学生的科学态度与社会责任。二、教材分析1.地位和作用（3）本节内容的功能和价值主要体现在：学科本体的认识提升，学科价值的认同，公民素养的培养，和社会责任的增强。（2）金属矿物的开发利用是第一节第一课时内容。通过金属冶炼的基本原理使学生认识到化学是冶金工业的重要依据，有利于学生认识和体会到化学在自然资源开发利用中的意义和作用，化学只有不断创新和发展才能满足人类社会可持续发展的需求，并使学生树立资源保护意识和合理开发意识。5二、教材分析2.教学目标（1）通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原

反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。（2）通过铝的冶炼成本的计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。（3）能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献，感受化学在生产、生活中的应用价值。学生已有基础

学生不足之处元素化合物基本知识；氧化还原等基本概念；金属冶炼简单原理，实验基础等。知识零散，认识感性；规律性系统性不足；应用化学解决实际问题能力有待提升。三、学情分析7教法：创设情境—提出问题—启发引导—探究归纳学法：观察阅读、比较分析、讨论总结、应用拓展四、教法与学法8五、教学过程第一部分第二部分第三部分第四部分回顾历史了解金属寻找规律掌握原理学以致用我来冶铝合理开发持续发展了解金属发展历史，感受化学在推动人类冶炼金属过程中的重要作用提供情境素材，对常见金属反应进行分类、找规律，完善金属不同冶炼方法与金属活动性的关系的结构化认识。发展学生应用化学规律解决问题的能力和物质转化中的条件意识以及从化学角度认识无机资源利用结构化思维水平。发展学生从物质、能源、环境等绿色化学角度看待可持续发展，提出合理的策略的水平。9

课前活动西周古铜矿--铜绿山矿井场景东汉时期冶铁技术比例模型各种金属矿石标本展查阅资料了解金属资源的开发和人类使用金属的历史华夏之光矿物岩石展小组汇报培养学生的自学能力与协作意识第一部分

回顾历史，了解金属青铜器时代铁器时代铝的使用学生在对金属发展历史的认识中体会到金属材料的开发和使用对人类发展的推动作用。人类历史上使用的金属材料的大致顺序是什么？分析该顺序可能受到哪些因素的影响？学生在认识金属使用顺序的基础上也知道了影响因素，即金属活动性和存在形式，从而实现了从回顾历史到走向化学的过渡，为完成金属冶炼认识思路的结构化做好了铺垫。

（古代）

（近代）

AuAgHgCuFeMgNaK金属使用顺序存在形式第一部分

回顾历史，了解金属第二部分寻找规律，掌握原理资料2.中国是世界最早对金属资源进行利用的国家。（1）火法炼铜，将孔雀石和焦炭混合加热炼铜。先将孔雀石【Cu2(OH)2CO3】加热分解成黑色固体焦炭、水和二氧化碳三种氧化物，然后利用焦炭去高温还原获得金属铜。方程式为

；（2）两千多年前，我国古代劳动人民掌握了炼铁技术，用CO在高温下还原铁矿石中的铁，写出方程式

。资料1:古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中记载有“丹砂烧之成水银”，涉及了金属冶炼的方法是什么？

观看炼铁视频，得出现代冶金工业从金属矿石提炼金属的一般步骤：

矿石富集——金属冶炼——精炼问题：以上文献中涉及哪些化学反应？在前面的学习中，大家知道了哪些金属的制备方法？请写出化学方程式？学生通过回顾，巩固了旧知识，再通过分析得出三种方法，即热分解法、热还原法、电解法，在此过程中体现了分类观和转化观。MM+n0

得电子

被还原第二部分：寻找规律，掌握原理问题1：上述化学方法获取金属单质的方法共同特点是什么？在此使学生从氧化还原反应的角度归纳总结从金属矿物中提取金属的转化思路，从而自然得出一般情况下金属冶炼的实质，也自然形成了获取金属单质的结构化认识。金属冶炼实质MM+n0

得电子

被还原宏观物质的性质

微观得电子的手段

还原剂

外接电源

氧化性

金属越活泼，阳离子氧化性越弱，得电子能力弱，越难被还原；反之越容易。CO、C、H2强有力的氧化还原手段第二部分寻找规律，掌握原理问题2：为什么不同金属冶炼方法不同？问题4：为什么金属活动性越强，越晚被冶炼和使用？问题3：为什么金属的冶炼方法和金属的活动性有关呢？培养学生的宏观辨识与微观探析的核心素养。引出金属活动性顺序在金属冶炼中的指导作用，从而帮助学生搭建起金属活动性顺序与金属冶炼关系的桥梁。14CuSO4+Fe=Cu+FeSO4湿法Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温播放视频：铝热反应利用活泼金属置换相对不活泼的金属深入理解了本质后，进一步丰富拓展学生对冶炼方法的认识。由熟悉的湿法炼铜引出活泼金属还原法。通过铝热反应的学习有助于学生理解铝热法，冶炼金属的实用价值，即焊接钢轨，从而彰显化学学科价值，不仅可激发学生的学习兴趣，学生可在实验视频中感受物质转化和能量的转化，有利于学生形成转化观和能量观。第二部分寻找规律，掌握原理热分解法热还原法电解法

金属冶炼方法与其金属活动性有关AuPtAgHgCuPbSnFeZnAlMgNaCaK不活泼一般金属非常活泼极不活泼物理法提取第二部分

寻找规律，掌握原理金属冶炼的三种常用方法与金属活动性顺序的关系是什么？通过讨论使学生不仅形成金属活动性顺序对金属难易程度影响的认识，而且形成金属冶炼一般规律的结构化认识，还有利于学生进一步形成分类观和转化观。Al铝元素的发现和使用至今才200来年矛盾地壳中Al含量高铝元素在自然界主要以铝土矿(主要成份Al2O3）形式存在,如果你是当时的科学家，会尝试哪些方法从Al2O3中获得单质铝呢？第三部分学以致用，我来冶铝提出问题，设计方案为什么？方法1：用木炭、CO、氢气等还原方法2：用活泼金属置换方法3：

电解氧化铝小组讨论，汇报结果交流分析，评价方案第三部分学以致用，我来冶铝法-拉瓦锡1746年，证实不能用碳等还原氧化铝。无法实现19世纪的Al比黄金还珍贵1825年3K+AlCl3=Al+3KCl1854年3Na+AlCl3=Al+3NaCl丹

奥斯特法德维尔成本太高〔美〕霍尔〔法〕埃鲁1886年以Al2O3为原料、冰晶石为熔剂，950－970℃电解大量生产Al2O3熔点2054ºC，难以直接熔融电解1886年以Al2O3为原料、冰晶石为熔剂，950－970℃电解为什么不尝试直接电解Al2O3？思考铝电解车间降低成本大量生产通过对比让学生感悟到“创新”在推动人类文明和科技进步中的重要作用，从而激发学生热爱科学的情感，从中也感受到化学的价值与魅力，同时也有利于培养学生的决策意识与社会责任。科技展望---真空碳热还原氯化法炼铝第三部分学以致用，我来冶铝体会：物质转化是多途径的；物质转化是有条件的；条件是可以控制的。工业制铝：生产1mol铝至少耗电1.8*106J

其他途径：

铝

铝制饮料罐耗能为前者的3%-5%

补充资料：金属矿石开发的环境代价；我国矿产资源现状思考与讨论：提高金属矿物的利用率、开发环保高效的冶炼方法、防止金属腐蚀、回收再利用、使用替代材料等多角度认识金属矿物资源利用与环境的关系，为可持续发展提出建议。第四部分合理开发，持续发展学生活动

铝土矿中主要成份是Al2O3，主要杂质为Fe2O3和SiO2

,请你设计以该矿物为原料生产的Al的主要流程，画出流程图。从实际矿物的提取利用中提炼无机资源利用的基本模型模型构建通过对该问题的探讨，培养学生运用所学元素化合物的知识及混合物分析提纯的知识，解决实际问题的能力，并初步形成从实际矿物中提炼无机资源的基本思维模型，从而实现了模型构建。拓展21板书设计电子来源还原剂外加电源（电解）金属活动性由弱到强教学主要策略六、教学反思1、关于教学设计

本课时的设计蕴含三条线：（1）一条明线：知识线

冶炼金属的原料→冶炼金属的方法→金属资源利用的可持续发展

（2）两条暗线：

①观念线：化学核心观念

元素观—分类观—转化观—能量观

②素养线：核心素养

宏观辨识—微观探析—决策意识—社会责任—科学研究方法—学科价值教学主要