2019-2020年高中化學 4.3《金屬的冶煉》教案 舊人教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學 4.3《金屬的冶煉》教案 舊人教版必修2 教學目標： 知識目標： （1）常識性介紹金屬在自然界中的發(fā)布、存在形態(tài)以及儲量。 （2）了解金屬冶煉的一般原理及步驟。 （3）記住金屬冶煉的三種方法，即熱分解法、熱還原法和電解法。 （4）常識性介紹金屬回收與環(huán)境資源保護的意義。 （5）能寫出冶煉金屬方法中對應的常見金屬冶煉的有關化學發(fā)方程式。 能力目標： （1）通過金屬冶煉的一般方法的教學，培養(yǎng)學生歸納，總結規(guī)律的能力，并掌握一般到個別的科學學習方法。 （2）培養(yǎng)學生的自主探究精神和自學能力；分析問題和解決問題的能力。 情感、態(tài)度和價值觀： （1）通過了解我國古代冶金技術的相關內(nèi)容，體會我國古代勞動人民的智慧，激發(fā)學生的民族自豪感。 （2）通過生產(chǎn)和生活實際對學生進行金屬回收與環(huán)境資源保護的教育，培養(yǎng)學生環(huán)保意識和節(jié)約資源的觀念。 教學重點： 工業(yè)冶煉金屬的一般方法（熱分解法、熱還原法、電解法）。 教學難點： 不同金屬的冶煉方法不同，如何選擇合適的冶煉方法。 教學方法： 通過學生自學、教師講授，同時結合氧化還原反應原理和金屬活動順序表的知識，采用溫故知新的方法，逐一推進，可取得較好的教學效果。 課時安排：1課時 教學過程中的知識點： 一、金屬在自然界中的存在： 1、存在范圍：礦物、動植物中體內(nèi)都含有金屬元素 2、存在形式： a、化合態(tài)：絕大多數(shù)金屬的化學性質(zhì)比較活潑，在自然界中以化合態(tài)的形式存在。 如：Na（主要NaCl）、鋁（主要Al2O3【鋁土礦】） b、游離態(tài)：少數(shù)化學性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)的形式存在。 如：金（Au）、鉑（Pt）和少量的銀（Ag）、銅（Cu） 二、金屬的冶煉 1、定義：將金屬從礦石中提煉出來 2、原理（實質(zhì)）：金屬的冶煉原理是將金屬的化合物通過還原的方法使金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)。 3、金屬冶煉的步驟： a、礦石的富集（除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量）； b、冶煉（利用氧化還原反應原理，一定條件下，將礦石中的金屬陽離子用還原劑還原成金屬單質(zhì)，即： ）； c、精煉（提高金屬的純度）。 4、金屬冶煉的方法： 不同金屬的化學活動性不同，因而金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也不同，采用的冶煉方法也不同。 a、熱分解法 可用于熱分解法冶煉的金屬，其元素的金屬性很弱，原子難失電子，離子易得電子，化合物的穩(wěn)定性較弱。在常見金屬活動性順序表的右端區(qū)域（如Hg、Ag）。 如：2HgO2Hg+O2↑ 2Ag2O4Ag+O2↑ b、 熱還原法 可用熱還原法冶煉的金屬，其金屬性比較強，在常見金屬活動性順序表中居于中間區(qū)域。 ①焦炭還原法。如： ②一氧化碳還原法。如： FeO3+3CO2Fe+3CO2 ③氫氣還原法。如： CuO+H2 Cu+H2O WO3+3H2W+3H2O ④活潑金屬還原法。如： Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 3MnO2+4Al2Al2O3+3Mn 此反應又稱鋁熱反應。通常可作鋁熱劑的還有Al和Fe2O3、Al和V2O5、Al和Cr2O3、Al和MnO2等（試著寫出這些反應的化學方程式）。 說明：①用焦炭還原法冶煉金屬，煉得的金屬中往往含有少量的碳。 ②用CO冶煉金屬時，由于CO一般是在金屬冶煉爐中通過下列反應生成的：C+O2CO2, CO2+C2 CO。所以用CO冶煉得的金屬中也會含有少量的碳。 ③用H2還原法冶煉金屬，煉得的金屬的純度相對較高，但成本高。 ④用鋁熱反應冶煉金屬，克服了被冶煉金屬及其氧化物熔點高、難以冶煉的問題，但成本高。 ⑤用熱還原法冶煉得到的不純金屬，有的是必要的，也有的是不必要的則需要提純精煉。 c、電解法 活潑金屬（如K、Ca、Na、Mg、Al等）由于還原性很強，顯然不能用熱還原法使其從化合物中還原出來，應采用電解法使金屬陽離子在陰極上還原出來。此方法通常電解金屬熔融的鹽或氧化物，如： MgCl2 Mg+Cl2 2NaCl2Na+Cl2 電解法的缺點是耗電量大，成本較高。值得一提的是，冶煉鋁不能用電解的方法（因共價化合物在熔融時不導電）。2Al2O34Al+3O2 利用電解法也可以精煉提純金屬；如電解精煉銅等。 綜上所述，有的金屬既可以用熱還原法，又可以用電解法，在熱還原法中，也可以采用不同的還原劑。對于一種金屬的冶煉采用什么樣的方法，選用什么樣的還原劑，要根據(jù)生產(chǎn)原料、設備和金屬的用途等多種因素綜合確定。 根據(jù)金屬活動性順序表大致可作如下歸納： 三、金屬資源的回收和利用： 1、金屬資源回收的意義： a、節(jié)約礦物資源 b、節(jié)約能源 c、減少環(huán)境污染 2、回收金屬利用 大部分金屬可以重新制成金屬及其化合物再利用 如：a、從電解精煉銅的陽極泥中，可回收金（Au）、銀（Ag）等貴金屬； b、從定影液中回收金屬銀（Ag）； c、廢鐵屑可用來制綠礬 【思考并討論】廢鐵屑（其中部分可能已經(jīng)銹蝕）制綠礬（FeSO47H2O）的過程及其注意事項。寫出各步反應的化學方程式。