金屬礦物的開發(fā)及利用

1、淄川第一中學(xué)：高靜淄川第一中學(xué)：高靜2012年年11月月金屬礦物的開發(fā)及利用金屬礦物的開發(fā)及利用高一化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教研高一化學(xué)網(wǎng)絡(luò)教研1.以金屬礦物的綜合利用為例，了解化學(xué)方以金屬礦物的綜合利用為例，了解化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用。法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用。2.認(rèn)識化學(xué)在自然資源綜合利用方面的重要認(rèn)識化學(xué)在自然資源綜合利用方面的重要價值。價值。3.能列舉合金材料的重要應(yīng)用。能列舉合金材料的重要應(yīng)用。 課標(biāo)要求課標(biāo)要求 (1)知道化學(xué)方法在知道化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)中的作金屬礦物開發(fā)中的作用用(2)掌握金屬冶煉的掌握金屬冶煉的一般原理，知道適用一般原理，知道適用于不同金屬的冶煉方于不同金屬的冶

2、煉方法法(3)了解金屬材料及了解金屬材料及相關(guān)應(yīng)用相關(guān)應(yīng)用（1）讓學(xué)生能從金屬）讓學(xué)生能從金屬活動順序和氧化還原的活動順序和氧化還原的思想來推理、歸納不同思想來推理、歸納不同金屬的冶煉方法，積累金屬的冶煉方法，積累一些科學(xué)假設(shè)和推理的一些科學(xué)假設(shè)和推理的方法。方法。（2 2）通過搜集、整理通過搜集、整理資料，資料，培養(yǎng)學(xué)生對信息培養(yǎng)學(xué)生對信息進(jìn)行歸納概括的能力。進(jìn)行歸納概括的能力。讓學(xué)生認(rèn)識和體會化讓學(xué)生認(rèn)識和體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，利用中的意義和作用，體會保護(hù)資源的重要體會保護(hù)資源的重要性。性。知識與技能過程與方法情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀三維目標(biāo)

3、三維目標(biāo)1. 重視讓學(xué)生用所學(xué)知識分析、解釋化學(xué)在資源開發(fā)和利用重視讓學(xué)生用所學(xué)知識分析、解釋化學(xué)在資源開發(fā)和利用中的意義和作用，進(jìn)而體會所學(xué)化學(xué)知識的應(yīng)用價值，在中的意義和作用，進(jìn)而體會所學(xué)化學(xué)知識的應(yīng)用價值，在落實知識與技能目標(biāo)的同時實現(xiàn)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。落實知識與技能目標(biāo)的同時實現(xiàn)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。2本節(jié)教材知識內(nèi)容大多為知道、了解的層次，但信息量大，本節(jié)教材知識內(nèi)容大多為知道、了解的層次，但信息量大，應(yīng)重視學(xué)生的主動參與，讓學(xué)生閱讀教材或由老師提供的應(yīng)重視學(xué)生的主動參與，讓學(xué)生閱讀教材或由老師提供的大量多媒體信息，讓學(xué)生通過歸納概括，對信息進(jìn)行再加大量多媒體信息，讓學(xué)生通過歸納

4、概括，對信息進(jìn)行再加工，培養(yǎng)學(xué)生對信息的歸納概括能力，在達(dá)成知識與技能工，培養(yǎng)學(xué)生對信息的歸納概括能力，在達(dá)成知識與技能目標(biāo)的同時培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。目標(biāo)的同時培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。3重視學(xué)生參與學(xué)習(xí)過程中的情感體驗，可以讓學(xué)生以小組重視學(xué)生參與學(xué)習(xí)過程中的情感體驗，可以讓學(xué)生以小組匯報交流、撰寫小論文、角色扮演等多種方式參與課堂，匯報交流、撰寫小論文、角色扮演等多種方式參與課堂，以多種評價方式反饋學(xué)習(xí)效果?？梢赃x取學(xué)生感興趣的內(nèi)以多種評價方式反饋學(xué)習(xí)效果?？梢赃x取學(xué)生感興趣的內(nèi)容作為研究性學(xué)習(xí)的活動課題，將課堂延伸至課外，有利容作為研究性學(xué)習(xí)的活動課題，將課堂延伸至課外，有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素

5、養(yǎng)和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，更好的達(dá)成情于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，更好的達(dá)成情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。感態(tài)度與價值觀目標(biāo)。教學(xué)中的幾點(diǎn)建議教學(xué)中的幾點(diǎn)建議金屬活動順金屬活動順序表序表 金屬原子失金屬原子失電子能力電子能力 （ ） （ ） 金屬的還原金屬的還原性性 （ ） （ ） 金屬離子得金屬離子得電子能力電子能力 （ ） （ ） 金屬離子的金屬離子的氧化性氧化性 （ ） （ ） 通過此表格，引導(dǎo)學(xué)生歸納整理出：通過此表格，引導(dǎo)學(xué)生歸納整理出：金屬單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，其離子的氧化性越弱。金屬單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，其離子的氧化性越弱。 引出本課題學(xué)習(xí)主線引出本課題學(xué)習(xí)主線的同時，為后面金屬冶煉原理和冶

6、煉方法的選擇做好鋪墊。的同時，為后面金屬冶煉原理和冶煉方法的選擇做好鋪墊。前置作業(yè)前置作業(yè)金屬礦物金屬礦物赤鐵礦赤鐵礦鋁礦鋁礦鋅礦鋅礦黃銅礦黃銅礦錳礦錳礦鎢礦鎢礦金屬礦物金屬礦物人類較早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：人類較早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的金屬分別是：Ag 銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束銅是人類第一種大量使用的金屬，結(jié)束了漫長的了漫長的“石器時代石器時代”。 在公元前在公元前6000年到年到7000年左右，人類開年左右，人類開始邁進(jìn)了象征古代文明開端的始邁進(jìn)了象征古代文明開端的“銅器時代銅器時代”。 銅銅-人類最早使用的金屬人類最早使用的金屬銅銅 鏡鏡先秦刀幣先秦刀幣漢武帝時銅幣漢武帝時銅幣 這是英

7、法聯(lián)軍洗這是英法聯(lián)軍洗劫焚毀世界建筑史上劫焚毀世界建筑史上最杰出的園林最杰出的園林圓明圓明園后，被劫掠到國外園后，被劫掠到國外的珍貴文物的珍貴文物銅虎銅虎頭頭，20002000年在香港年在香港被拍賣。由中國派員被拍賣。由中國派員出高價將其贖回。出高價將其贖回。中國還有上百萬件珍貴文物流失海外！中國還有上百萬件珍貴文物流失海外！關(guān)于鋁的故事之一關(guān)于鋁的故事之一 在拿破侖時期的在拿破侖時期的一次宴會上，皇宮一次宴會上，皇宮貴族們都選用金制、貴族們都選用金制、銀制的餐具。作為銀制的餐具。作為一國元首的拿破侖一國元首的拿破侖用的卻是鋁制的餐用的卻是鋁制的餐具，這更顯示了其具，這更顯示了其地位之高！地位

8、之高！ 由于早期煉鋁由于早期煉鋁十分困難，所以鋁十分困難，所以鋁的價格十分昂貴，的價格十分昂貴，一度超越金銀之上。一度超越金銀之上。 100多年前，為了表彰門捷列夫多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，英國皇家學(xué)會對化學(xué)的杰出貢獻(xiàn)，英國皇家學(xué)會不惜重金制作了一個比黃金還要不惜重金制作了一個比黃金還要貴重的獎杯貴重的獎杯鋁杯鋁杯，贈送給門捷，贈送給門捷列夫。列夫。人類冶煉和使用金屬的歷史也是人類進(jìn)步的發(fā)展史！人類冶煉和使用金屬的歷史也是人類進(jìn)步的發(fā)展史！關(guān)于鋁的故事之二關(guān)于鋁的故事之二公元前公元前公元公元人類發(fā)現(xiàn)和使用金屬的大致時間人類發(fā)現(xiàn)和使用金屬的大致時間【思考交流思考交流】1.金屬被人

9、類發(fā)現(xiàn)和使用的時間早晚與金屬金屬被人類發(fā)現(xiàn)和使用的時間早晚與金屬的活潑性有何關(guān)系？的活潑性有何關(guān)系？2.人類發(fā)現(xiàn)和使用金屬的時間早晚與冶煉金人類發(fā)現(xiàn)和使用金屬的時間早晚與冶煉金屬的難易有何關(guān)系？屬的難易有何關(guān)系？通過上述圖片和故事引導(dǎo)學(xué)生思考交流得出：通過上述圖片和故事引導(dǎo)學(xué)生思考交流得出：越活潑的金屬被發(fā)現(xiàn)和使用的時間越晚，從礦石越活潑的金屬被發(fā)現(xiàn)和使用的時間越晚，從礦石中冶煉該金屬越難。中冶煉該金屬越難?！咀灾鲗W(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)1】閱讀必修閱讀必修2課本課本88頁的內(nèi)容，梳理下列表格頁的內(nèi)容，梳理下列表格金屬活動金屬活動順序順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg

10、Ag Pt Au 冶煉方法冶煉方法 冶煉方法冶煉方法的難易的難易 金屬的還金屬的還原性原性離子的氧離子的氧化性化性金屬冶煉金屬冶煉的實質(zhì)的實質(zhì)物理物理富集富集熱分熱分解法解法熱還原法熱還原法電解法電解法難難易易強(qiáng)強(qiáng)弱弱弱弱強(qiáng)強(qiáng)Mnne=M以金屬活動順序表為主線，將氧化還原思想滲透其中。通過推理、歸納得出：金屬以金屬活動順序表為主線，將氧化還原思想滲透其中。通過推理、歸納得出：金屬的活動性不同，其冶煉的方法不同，越活潑的金屬越難被冶煉。的活動性不同，其冶煉的方法不同，越活潑的金屬越難被冶煉。簡介金屬冶煉的步驟簡介金屬冶煉的步驟礦石的富集礦石的富集除去雜質(zhì)除去雜質(zhì)冶煉冶煉一定條件下，把礦石中的金屬

11、離子還原成金屬單質(zhì)一定條件下，把礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)精煉精煉采用一定的方法提煉純金屬采用一定的方法提煉純金屬 古代勞動人民用焦炭煉鐵古代勞動人民用焦炭煉鐵 我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時已經(jīng)懂得我國古代煉鐵工業(yè)長期領(lǐng)先于世界，我國在西漢初時已經(jīng)懂得用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末用木炭與鐵礦石混合高溫冶煉生鐵，領(lǐng)先歐洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到年的工匠又掌握了用焦炭煉鐵，而歐洲最早的英國直到500年后年后（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。（相當(dāng)于清朝乾隆末年），才掌握這一技術(shù)。 當(dāng)今的高爐煉鐵當(dāng)今的高

12、爐煉鐵 1996年之后，我國再度成為鋼鐵產(chǎn)量年之后，我國再度成為鋼鐵產(chǎn)量最大的國家。最大的國家。高爐煉鐵高爐煉鐵【練習(xí)練習(xí)】 以赤鐵礦（主要成分為以赤鐵礦（主要成分為Fe2O3）為原料，）為原料， 分別寫出古代用焦炭分別寫出古代用焦炭煉鐵煉鐵和當(dāng)今用一氧化和當(dāng)今用一氧化碳高爐煉鐵碳高爐煉鐵的化學(xué)方程式的化學(xué)方程式 思考：思考：1.上述反應(yīng)的還原劑分別是什么？上述反應(yīng)的還原劑分別是什么？2.上述反應(yīng)的還原劑能否換為金屬？上述反應(yīng)的還原劑能否換為金屬？【思考交流思考交流】1.此反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的什么性質(zhì)？此反應(yīng)體現(xiàn)了鋁的什么性質(zhì)？2.鋁熱反應(yīng)在實際生產(chǎn)中有何應(yīng)用？鋁熱反應(yīng)在實際生產(chǎn)中有何應(yīng)用？2. 活

13、潑金屬活潑金屬Al置換置換相對相對不活潑不活潑的金的金屬屬 2AlFe2O3 2FeAl2O3高溫高溫【小結(jié)小結(jié)】Al某些金屬氧化物某些金屬氧化物 Al2O3金屬金屬高溫高溫1. 3MnO24Al 2Al2O33Mn高溫高溫 鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌。鋁熱反應(yīng)的原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌。在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理，使鋁與金屬氧化物反應(yīng)，冶煉鈷、鉻、錳等。反應(yīng)，冶煉鈷、鉻、錳等。 鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用【自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)3】閱讀必修閱讀必修1課本課本6467頁相關(guān)內(nèi)容，小組間合作頁相關(guān)內(nèi)容，小組間合作交流

14、如下交流如下7個問題個問題1.什么是合金？什么是合金？2.你接觸過哪些合金材料？你接觸過哪些合金材料？3.合金有哪些優(yōu)良的性能？合金有哪些優(yōu)良的性能？4.常見的黑色金屬材料有哪些？常見的黑色金屬材料有哪些？5.常見的有色金屬材料有哪些？常見的有色金屬材料有哪些？6.如何正確選用金屬材料？如何正確選用金屬材料？7.我們可以為金屬資源的可持續(xù)發(fā)展做些什么？我們可以為金屬資源的可持續(xù)發(fā)展做些什么？常見金屬材料常見金屬材料生鐵生鐵鋼鋼含碳量含碳量2%4.3%0.03%2%性能性能質(zhì)硬而脆、無韌性堅硬、韌性大、 可塑性好。金屬材料包括純金屬和合金，可分為金屬材料包括純金屬和合金，可分為_材料和材料和_材

15、料。材料。(1)黑色金屬材料黑色金屬材料鋼鐵鋼鐵黑色金屬黑色金屬有色金屬有色金屬生鐵和鋼就是鐵的合金生鐵和鋼就是鐵的合金鋼鋼碳素鋼：碳素鋼：鐵和碳的合金鐵和碳的合金合金鋼：在碳素鋼中加入合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷鈷等合金元素等合金元素(如不銹鋼如不銹鋼)低碳鋼低碳鋼含碳量低于含碳量低于0.3%中碳鋼中碳鋼含碳量含碳量0.3%0.6%高碳鋼高碳鋼含碳量高于含碳量高于0.6%合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼密度小密度小強(qiáng)度高強(qiáng)度高塑性好塑性好致密的氧化物保護(hù)膜致密的氧化物保護(hù)膜銅合金銅合金我國使用最早的合金是我國使用最早的合金是

16、_，常見的銅合金還有，常見的銅合金還有_和和_。青銅青銅黃銅黃銅白銅白銅(2)有色金屬材料有色金屬材料銅和鋁銅和鋁【整理歸納整理歸納】1.一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有良好的物理、化學(xué)和質(zhì)的總和，合金具有良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。機(jī)械性能。2.合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低，合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低， 合金的硬度比各成分金屬大合金的硬度比各成分金屬大。課課 堂堂 總總 結(jié)結(jié)得出新知得出新知科學(xué)方法科學(xué)方法推理、歸納推理、歸納已有舊知已有舊知金屬活金屬活動性順動性順序表序表氧化還原氧化還原理論理論金屬冶煉實質(zhì)金屬冶煉實質(zhì)Mnne=M越活潑的

17、金屬，越活潑的金屬，其離子的氧化性越弱，其離子的氧化性越弱，越難被冶煉越難被冶煉使用、用途使用、用途性質(zhì)性質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定決定決定決定 學(xué)科思想學(xué)科思想 金屬的發(fā)現(xiàn)金屬的發(fā)現(xiàn)和使用歷程和使用歷程 任選自己感興趣的關(guān)于合金的課題進(jìn)行任選自己感興趣的關(guān)于合金的課題進(jìn)行調(diào)查，查閱資料完成一篇關(guān)于合金的小調(diào)查，查閱資料完成一篇關(guān)于合金的小論文。論文。作作 業(yè)業(yè) 【鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)】1.在冶金工業(yè)上，均不能用化學(xué)還原劑制得的一組金在冶金工業(yè)上，均不能用化學(xué)還原劑制得的一組金屬是（屬是（ A ） A. Na Mg Al B.Na K Zn Fe C.Zn Fe Cu Ag D.Mg Al Zn Fe2.下列

18、金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯誤的是（下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯誤的是（ B ）A.2NaCl（熔融）（熔融） 2 Na+Cl2 B.MgO+H2 Mg+H2OC.Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2 D.2HgO 2Hg+O21、2兩題主要考察不同金屬的冶煉方法，落實兩題主要考察不同金屬的冶煉方法，落實金屬冶煉的相關(guān)知識金屬冶煉的相關(guān)知識 3.鋁能用于冶煉難熔的金屬（如：釩、鉻、鋁能用于冶煉難熔的金屬（如：釩、鉻、錳等），這是因為鋁具有什么性質(zhì)錳等），這是因為鋁具有什么性質(zhì) （ D ）A.金屬性和非金屬性金屬性和非金屬性 B.導(dǎo)電性導(dǎo)電性C.熔點(diǎn)低熔點(diǎn)低 D.還原性，在冶煉反應(yīng)中放出大量熱還原性，在

19、冶煉反應(yīng)中放出大量熱 本題的考查點(diǎn)為鋁熱反應(yīng)中鋁體現(xiàn)的性質(zhì)，本題的考查點(diǎn)為鋁熱反應(yīng)中鋁體現(xiàn)的性質(zhì)，教師也可將此題進(jìn)行再加工：如書寫相關(guān)教師也可將此題進(jìn)行再加工：如書寫相關(guān)的方程式、用氧化還原思想分析電子轉(zhuǎn)移的方程式、用氧化還原思想分析電子轉(zhuǎn)移等問題等問題4.合金比純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是合金比純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是( A )合金的硬度一般比它的各成分金屬大合金的硬度一般比它的各成分金屬大一般來說，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬更低一般來說，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬更低改變原料的配比，改變生成合金的條件，得到有改變原料的配比，改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金不同性能的合金合金比純

20、金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛 A B C D 本題將合金的各方面性質(zhì)以拼盤的形式進(jìn)本題將合金的各方面性質(zhì)以拼盤的形式進(jìn)行拼合，多方面考察合金的相關(guān)性能，可行拼合，多方面考察合金的相關(guān)性能，可以更好的落實對合金性質(zhì)的掌握。以更好的落實對合金性質(zhì)的掌握。5.合金是不同金屬合金是不同金屬(也包括非金屬也包括非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種在熔化狀態(tài)下形成的一種具有金屬特性的熔合物，據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，不能形成合具有金屬特性的熔合物，據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，不能形成合金的是金的是(雙選雙選)( BD )FeCuZnAgAuW熔點(diǎn)熔點(diǎn)()153510

21、83419.5960.810633380沸點(diǎn)沸點(diǎn)()30002595907221227075627A. Fe、Cu BZn、AgCAg、Au DZn、W本題以合金的素材為載體，旨在考查學(xué)生對題干、本題以合金的素材為載體，旨在考查學(xué)生對題干、圖表等信息的提取和加工能力。圖表等信息的提取和加工能力。 6.金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是( B )A合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的的物理合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的的物理 性質(zhì)不同性質(zhì)不同B工業(yè)上金屬工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融的氯化物制都是用電解熔融的氯化物制 得的得的C金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金 屬原子屬原子D越活潑的金屬越難冶煉越活潑的金屬越難冶煉 本題融合了鎂鋁冶煉的方法，金屬冶煉的實質(zhì)，本題融合了鎂鋁冶煉的方法，金屬冶煉的實質(zhì)，和合金相關(guān)知識的考查，將本課題的主干知識要和合金相關(guān)知識的考查，將本課題的主干知識要點(diǎn)融入其中。點(diǎn)融入其中。7. 粉末狀試樣粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的是由等物質(zhì)的量的MgO和和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下組成的混合物。進(jìn)行如下實驗實驗: 取適量取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)進(jìn)行鋁熱反