人教版高中化学必修第二册：8.1.1 金属矿物的开发利用 教学设计（1）.pdfVIP

第八章化学与可持续发展

第一节自然资源的开发利用

第1课时金属矿物的开发利用

本节重点在于揭示和说明化学在金属矿物，海水统都和化石格料开发利用中的作用，突出了两

个方面的主题、一是化学为开发和用白然资蛋秘供了科学依据：二是保护资源和保护环境对化学的

品用和发根提品新的要求。简言之，自然资源的开发利用离不开化学。化学只有不断创新和发展才

能满足人类社会可持续发展的需求。

教材从金属矿物的开发利用引入，通过金属治炼的基本原理使学生认识到化学是治金工业的重

要依据。化学（包括电化学）方法是金属由化合物转变成单质的基本方法，从而对金属治炼的常用

方法进行比较系统的学习。此外，教材通过一些栏目，如“思考与讨论”中铝的冶炼和铝制品的回收，

帮助学生认识金属治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，因此，改进工

艺条件、节能降耗、回收废旧金属制品等，就成了与金属治炼同样重要的问题。

金属矿物的开发利用是本节第一部分内容。本节关于金属冶炼原理的教学，学生已有一定的基

础。学生在初中化学中已经学习了利用还原剂--氧化碳、氢气或碳单质与金属氧化物在加热或高温

条件下反应，将金属从其化合物中还原出来。初中教材对于金属的冶炼重点介绍了工业上铁的冶炼

原理，学生已逐步建立起利用还原剂从金属氧化物中获取金属单质的方法;同时通过对金属活动性顺

序的学习，知道了金属与盐反应的一般规律。这些知识的学习为高中系统学习金属冶炼的一般原理、

总结提炼金属的一般方法提供了知识储备。高中化学必修第一册中，学生又学习了有关金属及其化

合物的化学性质和氧化还原反应等知识。此时，再对金属矿物的开发利用进行系统化学习也就顺理

成章、水到渠成。根据新课程标准的要求和对教材内容的分析，可以形成如下图所示的本节类容第

一课时“金属矿物的开发利用”教学设计主线图。

【学习目标】

1、知道金属在自然界中的存在形态。

2、熟知金属冶炼的方法及其原理。

3、掌握铝热反应的原理和实验。

【核心素养】

1、变化观念：认识金属冶炼的原理、方法和理解金属冶炼遵循的一般规律。

2、社会责任：认识金属回收的意义，树立环保意识。

重点：金属的冶炼原理；

难点：金属活动顺序与金属冶炼方法的关系。

多媒体、铝热剂、Mg、KClO等

3

【引入】

我国古代炼铁工业长期领先于世界，我们在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生

铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相

当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。

【过渡】

金属矿物是如何开发利用的呢？化学要研究如何合理、高效地开发利用这些金属矿物，将其

中的金属从其化合物无中还原出来，用于生成各种金属材料。

【讲解】

一、金属矿物的开发利用

1、金属元素的存在

(1)极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。

(2)绝大多数金属以化合物的形式存在。

(3)在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁。

2、金属的冶炼实质

冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属单质。

【提问】金属活动性不同，还原方法一样吗？金属活动顺序与金属冶炼有关系吗？

3、金属的冶炼方法

①物理提取法：适用于极不活泼的金属的冶炼。PtAu

②热分解法：适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。HgAg

③热还原法：适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼。ZnFeSnPbCu

④电解法：适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。KCaNaMgAl

【思考与交流】

1.为什么冶炼镁时电解MgCl2而不是MgO，冶炼铝时电解Al2O3而不是AlCl3？(已知：MgO的熔

点为2852℃，MgCl2的熔点为118℃)

2.为什么越活泼的金属被人类利用越晚？

【归纳总结】

【演示实验】

二、铝热反应的原理

大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的，常用的还原剂有焦炭、一

氧化碳、氢气等。一些活泼的金属也可以作为还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来，

如铝热反应。

高温