开发利用金属矿物和海水资源

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一、内容标准

以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例,了解化学方法在实现物质间转化中的作用,认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。

二、内容分析

从了解金属矿物的开发引入,通过金属冶炼的基本原理,认识化学是冶金工业的重要科学基础,化学方法是由金属化合物转变成金属单质的惟一方式,金属活动性和氧化还原反应发生的条件是选择金属冶炼方法的主要依据。金属冶炼过程往往需要消耗大量的能量,也容易造成环境污染,改进工艺条件、降低能耗、回收废弃金属制品等,就成为与冶炼金属同等重要的问题。

三、设计思想

先从学生生活经验出发,引导学生发现金属、合金的应用。在此基础上结合多媒体展示金属矿物及工业上金属矿物冶炼过程等相关知识,引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法,构建“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”相融合的课堂教学目标。

课堂采用“学生阅读讨论――师生共同归纳”的教学方法组织教学。

课时设计,具体考虑“教什么”“怎么教”“为什么这样教”“教到什么程度”等4个方面问题。

教学流程设计为:多媒体展示多种金属矿物及当代矿物开发水平展示从金属矿石中提炼金属的步骤引导学生回顾所学有关金属制备的知识,由具体到一般进行归纳总结学生讨论归纳金属的活动性顺序与金属冶炼的关系,归纳几种常见金属冶炼方法合理开发金属资源活动探究(研究性学习)。

四、教学目标

1.知识与技能

(1)了解金属的冶炼过程,掌握冶炼金属的本质和不同金属的冶炼方法。

(2)了解我国的金属资源,了解废旧金属的回收和再利用。

2.过程与方法

(1)通过小组讨论和问题探究,培养学生的归纳能力、观察能力、思维能力。

(2)培养应用已有知识经验解释和归纳相关素材,建构知识网络的能力。

3.情感态度与价值观

体会节约资源、重复使用、循环再生以及开发寻找金属替代品,减小资源浪费,保护环境,走可持续发展之路。

五、教学重点

了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)中的作用。

六、教学难点

在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用不同金属的冶炼方法。

七、教学过程设计

引入:引入有关金属的生活素材,并让学生举出常见金属物品,引发学生积极学习欲望。

学生发言:常见物品(如铜线、金银首饰、铝合金门窗)。

过渡:我们使用的金属材料有些是合金,有些是纯金属。而金属(如Mg、Al、Fe、Cu、Ag、Au等)元素在自然界中以什么形式(游离态或化合态)存在呢?

学生回答:略。

放映短片:(了解工业上金属冶炼的过程)

投影:通常工业上将矿石制得金属单质的过程分成三步:①富集;②冶炼;③提纯。

探究问题1:写出一个冶炼金属的化学反应方程式,从氧化还原反应角度分析这一反应。

学生活动:先让学生分析,然后教师引导导出金属冶炼的原理(由具体到一般)

小结并投影:金属冶炼的本质:Rn++ne-=R

探究问题2:阅读课本内容(88页-89页),分析不同金属的冶炼方法有什么不同,你如何选择合适的冶炼方法?

讨论:组织学生讨论“探究问题2”,结合工业冶炼金属常见方法,揭示金属冶炼方法与金属活动性的关系。

投影:金属冶炼方法的选择

讲述:除了上述常见冶炼方法之外还有如湿法冶炼、火法炼铜等。

演示实验:铝热反应(课本89页表4-1)。

学生活动:观察反应现象,书写反应方程式。进一步理解金属冶炼原理和方法。

学生活动:了解常见金属的冶炼方法(课本89页表4-1)。

投影:我国矿产资源简介(培养资源节约、环境保护意识)。

探究问题3:根据有限的金属矿物资源,你认为如何合理、有效的利用金属?

学生活动:讨论金属回收再利用、循环再生、寻找代用品、改良冶炼工艺节能减排、保护环境等。

八、小结

金属的冶炼原理、方法及金属的综合利用。

附课后研究性学习课题:

1.利用废弃金属铝制取明矾的研究;

2.××社区废旧金属的再利用状况调查与建议;

3.海底金属资源开发的设想;

4.目前金属替代材料的开发状况调查。

作者单位:陕西省商洛中学