第四章第一节 《开发利用金属矿物和海水资源》学案设计 第1课时 一、学习目标： 1、以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用， 体会保护金属资源的重要性。 2、掌握金属冶炼的原理和方法 3、掌握铝热反应的原理及实验 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、通过学习自然资源的合理开发与利用，培养环保意识和节约意识。 二、学习重点 1、金属冶炼的实质、原理。 2、熟悉金属冶炼的步骤以及方法。 3、通过高炉炼铁了解金属冶炼的基本步骤，并能用速率理论解释某些工艺。 三、学习难点 1、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. 2、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. 四、学习过程 【温故知新】 复习初中所学有关金属元素在自然界的存在形态及含量的知识。 开心自测：1、在地壳中含量最高的金属元素是 ，其次是 。 2、自然界中金属元素一般以什么形式存在？ 【我能自学】 首先请仔细阅读、思考教材上的相关内容，然后完成下列及步步高学案47页的填空：不明白的地方可与同学讨论。 （一）、金属的冶炼 1、金属在自然界中的存在形式 （1）只有 等极少数金属以 的形式存在。 （2）决大多数金属都以 的形式存在。 2、金属元素化合价的特点 。 3、金属冶炼的实质和原理 4、金属冶炼的方法 (1)热分解法 原理：对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来, 适用范围：适用于 金属的冶炼。 举例：2HgO === ； 2Ag2O === 。 (2)热还原法 原理：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（ 、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来。 适用范围：适用于大多数 金属的冶炼。 举例：高炉炼铁：Fe2O3+CO ； 用氢气还原氧化铜： 钨的制备： WO3+H2 铝热反应炼铁： Fe2O3+Al 。 铝热反应：（课本P81实验4-1） 概念：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应生成另一种金属并放出大量热的化学反应。 原理：铝作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属还原出来。 铝热剂：铝粉与某些金属氧化物（如Fe2O3 、V2O5 、Cr2O3 等）组成的混合物。 特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，生成的金属单质呈熔融状态且易与Al2O3分离。 现象： 。 注意事项：①实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；②铝粉要细，要没有被氧化，最好用铝银粉（商业名称）；(3)氧化铁粉末要干燥；（4）预先擦去镁带的氧化膜，长度约需10 cm（过短热量不够，影响实验效果。 结论： 。 应用：①焊接钢轨 ②冶炼高熔点的相对较不活泼的金属，如V、 Cr、 Mn等。 (3)电解法 原理：活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。 适用范围：适用于 的金属的冶炼。 举例：钠的冶炼：NaCl（熔融） 4NaOH（熔融） 4Na+O2+2H2O 镁的冶炼：MgCl2（熔融） 铝的冶炼：Al2O3 一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼,例如:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑ 另外，某些不活泼金属的精炼也用电解法。 (4)其他方法： 火法炼铜：铜可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来。 Cu2S + O2 =高温== 2Cu + SO2 湿法炼铜：Fe+CuSO4=== 。 （二）、有效利用金属资源的途径 1、提高金属矿物的 。 2、减少金属的 。 3、加强金属资源的 。 4、使用 代替金属材料。 【我能参与】 思考：1、工业上制备金属铝，采用电解熔融的Al2O3（加冰晶石时）而不电解熔融的AlCl3；而工业上制备金属镁，则采用电解熔融的MgCl2，不采用电解MgO的原因是什么？ 2、为什么人类使用铁器比使用铜器晚？ 3、金属冶炼有哪些步骤？ 4、地球上的金属矿物资源是有限的，如何合理开发和有效使用金属资源 ... ...
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