苏教版 (2019)专题9 金属与人类文明第一单元 金属的冶炼方法教案

这是一份苏教版 (2019)专题9 金属与人类文明第一单元 金属的冶炼方法教案，共6页。

教材分析：
《金属的冶炼》是必修第二册最后一个专题《金属与人类文明》中第一单元《金属的冶炼方法》中的内容。前面已经介绍了金属的存在形式，自然而然切入金属的治炼方法和原理。学生从中认识到化学是治金工业的重要基础，化学方法是将金属矿物转变为金属单质的重要手段不同的金属治炼需要采取不同的反应条件，金属活动性的强弱规律和氧化还原反应理论是选择金属治炼方式的主要依据。本节通过视频、学以致用、思考和讨论，帮助学生认识金属冶炼过程往往需要消耗大量的能量，也容易造成严重的环境污染，那么改进工艺条件、节能降耗、回收废旧金属制品等，就成为治炼金属中同样重要的问题，这样处理做到了将科学教育与人文教育有机融合
学生在初三就学习了金属活动性顺序，并且对金属治炼也有一定的了解。高一上学期学习了氧化还原反应，了解钠、氯、硫等元素及其化合物的主要性质，在专题6的学习中首先学习了化学反应与能量的转化，学生对金属的历史知识已经有一定的掌握，这些都为本节学习创造了条件，同时学生已经较好地掌握了探究学习的学习方法，具有一定的实验技能和分析、解决问题的能力。
教学目标与核心素养：
教学目标：
1.了解常见金属的存在形式，知道金属元素在自然界的存在形式与活动性的关系。
2.了解金属冶炼的原理和方法，能够从金属活动性的角度设计并选择合适的治炼方案。
3.运用氧化还原概念归纳一般金属炼的实质和方法，学会比较不同治炼方法的优缺点。
核心素养：
1.宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知：从金属活动性的强弱规律和氧化还原反应理论的角度设计并选择合适的治炼方案。
2.科学精神与社会责任：认同化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，树立节约能源、资源保护及合理开发意识。
教学重点和难点：
①从氧化还原反应概念的角度，认识金属治炼方法的不同，了解三种治炼方法。
②学会以金属活动性和氧化还原反应发生的条件为依据，选择不同金属的治炼方法。
教学方法：证据推理
教学过程：
学生课前准备：
1.查阅资料，了解金属冶炼(如铁、铜等)技术发展的历史。
2. 对身边的金属材料、人类使用的金属材料做个调查
通过上次课的学习，我们懂得了金属的存在形式与其活动性有关。一般而言，活动性强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在；活动性弱的金属，有可能以游离态形式存在。有的金属元素存在形式既有游离态又有化合态。
（温故知新）
（展示图片）1.金属的存在
人类使用的金属材料
（过渡）二者的联系设问，引入新课
金属的冶炼
1.定义：利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程。
2.原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下把金属化合物还原为金属单质。
3.实质：金属离子得电子被还原成金属单质。
引导学生从金属活动性的强弱规律和氧化还原反应理论的角度分析并选择合适的治炼方案。
不同金属冶炼方法的选择：
K Ca Na Mg l Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag
金属原子失电子能力：强→弱
金属离子得电子能力：弱→强
电解法 高温还原法 热分解法
冶炼方法的选择---简单，实用，节省的原则
（一）热分解法
《史记》关于秦陵以水银为江河的记载以及葛洪《抱朴子》中的一段文字：“丹砂烧之成水银”——HgS == Hg + S
有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。
在金属活动性顺序表中，位于氢后面的某些金属的氧化物受热就能分解。
引导分析其优缺点
电解法 —极活泼金属（ K、Ca、Na、Mg、Al）
学生回顾旧知，写出电解方程式。
引导分析其优缺点
（三）高温还原法-----制备大部分金属（如Fe、Zn等）
1.定义：高温下借助还原剂的冶炼方法
2.原理：利用还原剂，在高温条件下，把金属化合物还原为金属单质。
3.常用的还原剂：C、CO、H2和活泼金属等
（视频播放）高炉炼铁
（学以致用）课本96页
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
设备：高炉
工业炼铁原理：
焦炭的作用：燃烧提供热量，产生还原剂CO
石灰石的作用：造渣，除去脉石（SiO2）
（四）其它方法：
湿法冶金—用较活泼金属把不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来。
Cu + 2AgNO3 === 2Ag + Cu(NO3)2
Cu2S +O2 === 2Cu + SO2↑
高温
西汉刘安曾记载“曾青得铁化为铜” Fe + CuSO4 === Cu + FeSO4
火法炼铜
（小结）获得不同活泼性金属的方法：电解法、热还原法、热分解法
（板书） 金属的冶炼
定义：
2.原理：
3.实质：金属离子得电子被还原成金属单质。
4.获得不同活泼性金属的方法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
电解法 还原剂法 热分解法 物理方法
教学反思：
注重从学生的认知水平出发，设置问题，注重学生接受、吸收、整合信息能力和分析、解决问题能力的培养。在课堂教学中，注意引导学生学会以金属活动性和氧化还原反应发生的条件为依据，选择不同金属的治炼方法。
不足之处
1.还有少部分同学没有参与课堂中，要关注每一位学生的课堂表现，课堂参与能力。
2.性子还有点急，有时没有给学生足够的时间去思考。
3.设置问题的时候再多设计几个层次，适时点拨，语言还不够到位，规范。
总之，这节课单就知识方面学生能基本掌握，效果良好。但学生获取知识的过程，自己把握的还有点多，不够放开让学生去思考、去分析。
学习，一直在路上！
《金属的冶炼》练习
1．下列说法中正确的是( )
A．金属冶炼就是利用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作为还原剂
C．金属由化合态变为游离态，可能被还原，也可能被氧化
D．金属单质被发现和应用得越早，其在地壳中的含量越大
2．下列金属元素在自然界中可以游离态形式存在的是( )
A．K B．Na C．Ca D．Au
3．分别用氢气和金属作还原剂冶炼金属，下列关于所得金属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
4．铝能用于冶炼难熔的金属(如Cr、V、Mn等)，这不是因为( )
A．铝具有还原性 B．铝具有导电性
C．铝较Cr、V、Mn等价格便宜 D．冶炼反应放出大量的热
5．不能用热分解法制得的金属是( )
①Fe ②Ag ③Mg ④Hg
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
6．热还原法冶炼金属的反应一定是( )
A．氧化还原反应B．置换反应
C．复分解反应D．分解反应
7．下列说法正确的是( )
A．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
B．钢铁厂用热还原法冶炼铁
C．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应
D．MgCl2(aq)eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(煅烧))MgOeq \(――→,\s\up10(电解))Mg
8．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是( )
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
9．利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是( )
A．该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋Al2O3
B．该反应会产生高温，发出强光
C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属
D．若反应中转移3 ml电子，消耗氧化剂的物质的量是1 ml
10．某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是( )
A．海水eq \(――→,\s\up10(NaOH))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
B．海水eq \(――→,\s\up10(蒸发))MgCl2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
C．海水eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(△))MgOeq \(――→,\s\up10(电解))Mg
D．海水eq \(――→,\s\up10(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up10(盐酸))MgCl2eq \(――→,\s\up10(电解))Mg
11．关于废旧金属处理的下列说法中不正确的是( )
A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用
B．重金属对人体有害，对废旧重金属材料的处理方法是填埋
C．废旧钢铁可用于炼钢，废铁屑可用于制铁盐
D．照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中可以提取出金属银
12．金属K与Na金属性相近，用K与钠盐共熔时，很难将Na从混合物中分离。若调整温度到一定程度，则可用Na与KCl反应制取金属K。已知四种物质的熔、沸点如下：
根据平衡移动原理可推知，用Na与KCl反应制K的适宜温度是( )
A．97.8～770 ℃B．770～774 ℃
C．774～882.9 ℃D．1 431～1 500 ℃K
Na
KCl
NaCl
熔点/℃
63.65
97.8
770
801
沸点/℃
774
882.9
1 500(升华)
1 431