作业4-传统文化与学科整合应用成果(高中化学教学设计方案).doc

作业四：传统文化与学科整合应用成果（教学设计方案）
作业题目：
通过课堂观察和研修学习，剖析优秀教师整合传统文件与学科教学的解决方法，完成一篇“优秀传统文化与学科整合教学设计”方案（含课件），并作为终结性成果以作业形式提交。
1.作业要求：
（1）教学设计方案请参照模板要求填写；要体现优秀传统文化与学科整合；
（2）作品必须原创，做真实的自己，如出现雷同，视为无效；
2.成果模板
（1）教学设计方案模板
教学设计方案
课题名称：金属矿物的开发利用
姓名：
易定军
工作单位：
广南县第一中学
学科年级：
化学 高一
教材版本：
人教版
一、教学内容分析（简要说明课题来源、学习内容、知识结构图以及学习内容的重要性）

该节内容来源于高一年级化学必修2第四章第一节第一课时，主要内容为认识金属冶炼的几种方法。
二、教学目标（从学段课程标准中找到要求，并具体化为本节课的具体要求，明晰（学生懂）、具体、可操作、可以依据练习测试题）重点及难点（说明本课题的重难点）
1、帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用
2、掌握金属冶炼的原理和方法
3、掌握铝热反应及其应用

三、学习者特征分析（学生对预备知识的掌握了解情况，学生在新课的学习方法的掌握情况，如何设计预习）
学生已经在初三和必修一学过金属及其化合物，对金属的性质有了一定的认识，在此基础上来学习各种金属的冶炼，学生应该是比较好奇并容易接受的。
四、教学过程（设计本课的学习环节，明确各环节的子目标，画出流程图）
一、创设情境，引入新课
　导入：观看PPT图片，了解金属广泛存在于生产生活中，过渡到现代金属的开发利用。引出本堂课的内容：
讲解并质疑：金属元素广泛存在于生产生活中，金属是否直接从自然界中获得？那么金属元素在自然界中，如矿物或海洋中，是如何存在的呢？这又与什么性质有关？
二、进入新课，科学探究
板书：金属元素在自然界中的存在及金属的冶炼
1、 金属的存在形式
游离态：少数不活泼的金属；
化合态：多数比较活泼的金属（用PPT放映实物图片，加深对金属在自然界中存在的形式的印象。）
介绍：我国金属矿产资源现状：截至到2002年度，我国已发现的矿产有171种，已探明储量的矿产有157种。已探明的矿产资源总量约占世界的12％，仅次于美国。我国的稀土金属、钨、锌、锑和锡在世界各国的储量中名列前茅，其中稀土、钨、锑和锡仍是世界上的名牌矿种。中国主要金属矿产资源储量较丰富，但人均占有量少，矿产资源禀赋差，采矿、选矿和冶炼难度大。中国正处于工业化的中期，在矿产资源综合开发利用领域已取得很大的进展，但今后20～30年内矿产资源的供需矛盾将加剧。因此，加大勘探力度，加强对矿产资源的开发利用和保护并实施全球化策略是重要的任务。
讲解：我们日常使用的金属材料大多是金属单质或合金。因此必须把化合态的金属转化为金属单质－金属的冶炼。
板书：2、金属的冶炼的定义：
用化学的方法把化合态的金属变成游离态
板书：3、金属冶炼的实质（原理）：
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原子。
原理：Mn++ne-→M
设问：我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢？根据什么原理？
板书：1、基本步骤：【学生活动】分组讨论、发言
讲解：（正确评价学生的回答并复述）冶炼金属的根据是把金属矿石中的金属离子还原成单质，经过三个步骤。（PPT放映）
第一步：矿石的富集：出去较大的杂质，提高矿石中有用的成分的含量
第二步：冶炼：利用氧化还原反应（很不活泼的金属除外），在一定的条件下还原出金属单质
第三步：精炼：采用一定的方法，提炼出纯净的金属
【分析探讨】金属离子的得电子能力是否全都相同？这与什么有关？
讲解并用PPT演示：金属的活动性不同，因此金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼，这就是金属冶炼的方法依据。板书：4、金属冶炼的方法依据
过渡：对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼，接下来我们一起来学习常见的金属冶炼方法。
板书：二、金属冶炼的方法
（1）物理方法
分析：（用PPT演示）Pt 、Au在自然界中主要以游离态存在，利用密度进行水洗法。如：淘金
（2）热分解法：
分析：（用PPT演示）分析对于不活泼金属（活动顺序中，Hg及Hg以后）它们的阳离子得电子能力很强，所以其还原的条件比较容易达到，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。例如：
2HgO 2Hg+O2↑
2Ag2O 4Ag+O2↑
板书：（3）电解法：
分析：非常活泼的金属（活动顺序中：K------ Al）我们知道其还原性很强，容易失去电子，而对应的阳离子则氧化性很弱，很难得到电子，用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：
2NaCl（熔融） 2Na + Cl2↑
MgCl2（熔融） Mg + Cl2↑
2Al2O3 （熔融） 4Al + 3O2↑
评价：电解法冶炼金属耗能较大，大多数金属我们可以用其他方法进行冶炼
板书：（3）热还原法：
回顾知识：大家常见的可用作还原剂的物质有哪些？
答：氢气、一氧化碳、碳、
分析：（用PPT演示）在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属（Zn-------Cu)，其对应的离子得电子能力较强，其化合物又不能通过受热分解得到金属单质，通常是在高温下用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如：
练习：让学生写出一些常见的金属氧化物被还原的反应，写完后用PPT对照：
CuO + H2 Cu +H2O
2CuO + C 2Cu + CO2↑
Fe2O3+3CO 2Fe + CO2↑
点评并强调：若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。
过渡：活泼金属也可以做还原剂，把相对不活泼的金属置换出来，例如：铝
实验探究：演示实验4—1：（实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在；反应后再用磁铁检查有无铁生成）学生回答现象写出化学方程式并分析各试剂的作用。
I、现象：
镁条剧烈燃烧，放出大量热，发出耀眼白光，纸漏斗内剧烈反应，有火星喷射，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣（Al2O3)，可以发现落下的是铁珠。
Ⅱ、反应方程式： Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热反应）（分析化合价升降）
【思考】铝热反应中镁条和氯酸钾的作用分别是什么？
镁条易燃烧且放出大量的热，就可以给铝热反应提供足够的热量引发反应，放出的热还能使氯酸钾发生分解放出氧气。氯酸钾在镁条燃烧的情况下发生分解放出氧气，使插入到铝热剂内的镁条能够继续燃烧。
Ⅲ、铝热剂及应用：
(1)铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。
(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝熔点高的性质。
(3)铝热反应的应用：①焊接钢轨；②冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等。（观看图片，体会化学在生产、生活中的实际应用，激发学生热受化学的情感）
小结：金属活动顺序表中不同金属冶炼方法的选择（投影）
电解法 热还原法 热分解法
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag

【表4—1】常见金属的冶炼原理
金 属
冶 炼 原 理

Fe
Fe2O3+3CO 2Fe + CO2↑
Fe2O3+2Al 2Fe + Al2O3（铝热反应）

Cu
Cu2S + O2 2Cu + SO2(火法炼铜)
Fe ＋ CuSO4 === FeSO4 ＋ Cu(湿法炼铜)

Mg
MgO ＋ C Mg(g) ＋CO(g)
MgCl2（熔融） Mg + Cl2↑

Al
2Al2O3 （熔融）4Al + 3O2↑

Na
2NaCl（熔融） 2Na + Cl2↑
4NaOH（熔融）4 Na+ O2↑+2H2O
过渡：地球上的金属矿产资源是有限的，无法再生，而且随着金属的使用，金属会被腐蚀而污染环境，那么我们应该具体怎么做呢？
板书：三、有效利用金属资源的途径 1、提高金属矿物的利用率
2、 减少金属的使用量
3、 加强金属资源的回收和再利用
4、 使用其他材料代替金属材料
阅读PPT放映的资料，思考金属的回收与环境、资源保护的方法，并回答。
讲述：正确评价学生的回答并归纳，讲解有关金属回收再利用的好处。
总结：指导学生归纳本节课的内容。
【课堂练习】（选讲）
1、下列关于金属冶炼的说法不正确的是 （ ）
A.金属冶炼是指用化学的方法将金属由化合态转变为游离态
B.天然矿藏很少只含有一种金属元素，往往含有较多杂质
C.金属的冶炼方法主要有热分解法，热还原法和电解法三种方法
D.金属冶炼一定要用到还原剂
2、下列对铝热反应的说法错误的是( )
A．铝热剂中还原剂是铝粉
B．铝热剂是纯净物
C．铝与Fe2O3可组成铝热剂
D．铝热反应是放热反应
3、工业上冶炼金属通常有四种方法:
①热分解法 ②热还原法
③湿法冶金 ④电解法
请判断，工业上对下列金属常采用什么方法冶炼?
Na＿ Ag＿ W＿ Fe＿ Cu＿

五、教学策略选择传统文化融合的设计（针对学习流程的设计的各流程，设计教与学的方式的变革，配置学习资源和数字化工具，设计传统文化融合点）
教师活动
预设学生活动
设计意图
展示图片，视频
学生观看视频
学生了解传统的冶金法
实验4——1
教师演示实验
亲眼目睹实验操作及现象
教师指导学生总结
学生总结
锤炼学生的语言归纳能力
六、教学评价设计（创建量规，向学生展示他们将被如何评价（来自教师和小组其他成员的评价）。也可以创建一个自我评价表，这样学生可以用它对自己的学习进行评价）

七、教学板书（本节课的教学板书）
一、金属元素在自然界中的存在及金属的冶炼
1、 金属的存在形式
游离态：少数不活泼的金属 化合态：多数比较活泼的金属
2、金属的冶炼的定义：
用化学的方法把化合态的金属变成游离态
3、金属冶炼的实质（原理）：
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原子。
原理：Mn++ne-→M
1、基本步骤：（投影）
第一步：矿石的富集：出去较大的杂质，提高矿石中有用的成分的含量
第二步：冶炼：利用氧化还原反应（很不活泼的金属除外），在一定的条件下还原出金属单质
第三步：精炼：采用一定的方法，提炼出纯净的金属
二、金属冶炼的方法
（1）物理方法
（2）热分解法：
2HgO 2Hg+O2↑
2Ag2O 4Ag+O2↑
（3）电解法：
2NaCl（熔融） 2Na + Cl2↑
MgCl2（熔融） Mg + Cl2↑
2Al2O3 （熔融） 4Al + 3O2↑
（3）热还原法：
CuO + H2 Cu +H2O
2CuO + C 2Cu + CO2↑
Fe2O3+3CO 2Fe + CO2↑
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3（铝热反应）
铝热剂及应用（投影）
(1)铝热剂：铝粉与某些金属（比铝不活泼的金属）氧化物的混合物。在高温下发生反应，放出大量的热，其混合物称为铝热剂；反应称为铝热反应。
(2)铝热反应的特点：在高温下引燃后剧烈反应，放出大量的热，产生高温，使被还原出来的金属熔化，与熔渣分离。体现铝的还原性、氧化铝熔点高的性质。
(3)铝热反应的应用：①焊接钢轨；②冶炼高熔点金属：V、Cr、Mn等

板书：三、有效利用金属资源的途径
1、提高金属矿物的利用率
2、 减少金属的使用量
3、 加强金属资源的回收和再利用
4、 使用其他材料代替金属材料