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1、金屬冶煉的專題化復(fù)習(xí)思考陳秀蘭（浙江省寧波市北侖區(qū)明港高級中學(xué)北侖315800）摘要：蘇教版《化學(xué)1》分別在專題2、3中以海水、礦石為原料，介紹了金屬鈉、鎂以及鋁（選考要求）、鐵、銅單質(zhì)的提取。課本內(nèi)容專注于具體某一單質(zhì)的冶煉方法，而缺乏對金屬冶煉方法的系統(tǒng)歸納。金屬冶煉的專題化復(fù)習(xí)旨在對幾種金屬的冶煉進(jìn)行了整合設(shè)計(jì)，達(dá)到金屬冶煉與物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相關(guān)的綜合復(fù)習(xí)，提升學(xué)生思考解決問題的能力。關(guān)鍵詞：金屬冶煉；氧化還原一、教學(xué)價(jià)值本節(jié)課設(shè)計(jì)為復(fù)習(xí)課的形式，常規(guī)的引課方式往往顯得枯燥，學(xué)生參與教學(xué)的熱情度不高。采用科幻題材導(dǎo)入課堂的方式吸引學(xué)生，能夠引發(fā)學(xué)生再次探究的欲望。同時(shí)，如何維系學(xué)
2、生保持探究的動力，串聯(lián)幾種常規(guī)金屬的冶煉，總結(jié)冶煉方法，又為復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)提出了難題。學(xué)生在復(fù)習(xí)實(shí)踐的過程中開拓視野，提升化學(xué)學(xué)習(xí)的核心素養(yǎng)，認(rèn)識化學(xué)與人類科技發(fā)展的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)社會責(zé)任感。二、學(xué)科素養(yǎng)與教學(xué)目標(biāo)的統(tǒng)一1.宏觀辨識與微觀探析學(xué)生對常見金屬元素，應(yīng)知道其原子微觀結(jié)構(gòu)、在自然界的分布與存在形態(tài)，掌握單質(zhì)冶煉的基本原理，了解金屬單質(zhì)提取的幾種方法等等，多角度把握科學(xué)知識。2.變化觀念與平衡思想學(xué)生需要對已學(xué)的氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)進(jìn)行深入的分析認(rèn)知，總結(jié)金屬單質(zhì)提取的原理，培養(yǎng)學(xué)生掌握由個(gè)別到一般，再到個(gè)別的學(xué)習(xí)方式，對前面所學(xué)過的金屬及其化合物、常見金屬的冶煉、氧化還原反應(yīng)等知
3、識和技能進(jìn)行必要的梳理、歸納和拓展。3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知學(xué)科素養(yǎng)的核心就是建立模型，通過對已學(xué)的幾種金屬單質(zhì)冶煉的方法，經(jīng)歸納總結(jié)，結(jié)合常見金屬的活潑性順序，類推一般金屬的反應(yīng)原理，構(gòu)建金屬冶煉工業(yè)流程的簡單模型。4.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識圍繞工業(yè)金屬單質(zhì)冶煉流程步驟、方法及目的的探究，建立經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、綠色環(huán)保的化學(xué)工業(yè)意識。5.科學(xué)精神與社會責(zé)任通過對社會實(shí)際資源環(huán)境問題的討論與解決，提高學(xué)生其分析問題和解決問題的能力，并鍛煉學(xué)生知識運(yùn)用的靈活性，體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系，樹立資源保護(hù)意識及合理開發(fā)意識。三、設(shè)計(jì)思想與教學(xué)流程1
4、.設(shè)計(jì)思想金屬的提取方法主要有熱還原法、電解法、熱分解法以及物理提煉方法，無論哪種方法，經(jīng)歷的大致流程均為“富集-冶煉-精煉”。方法與方法之間并沒有嚴(yán)格的界限，在冶煉過程中兼顧金屬的原存在形態(tài)和生成時(shí)的條件保護(hù)，促使學(xué)生在此探究過程中構(gòu)建研究模型，找出幾種方法間的關(guān)聯(lián)，建立經(jīng)濟(jì)高效的化學(xué)工業(yè)思想，繼而得到科學(xué)的工業(yè)流程。2.教學(xué)流程設(shè)計(jì)2.1課堂引入播放科幻片《X戰(zhàn)警Ⅱ》片段問題1：影片中萬磁王從人體血液直接提取出金屬鐵，存在哪些違背科學(xué)的地方？類似血紅蛋白中的二價(jià)鐵離子，如何還原溶液中的亞鐵離子？[設(shè)計(jì)分析]課堂引入的設(shè)計(jì)，科學(xué)與科幻結(jié)合，實(shí)際上就是一個(gè)鐵的富集冶煉的過程，根據(jù)人體
5、血液中鐵的含量、二價(jià)鐵被氧化等基礎(chǔ)性問題，幫助學(xué)生回顧引出提取金屬單質(zhì)的本質(zhì)原理是利用氧化還原反應(yīng)，從而分析得到應(yīng)加入還原劑（比鐵活潑的金屬單質(zhì)，如鋅）等的結(jié)論。2.2金屬的冶煉方法含亞鐵離子的溶液中添加還原劑，可以置換出單質(zhì)鐵，這種類似的金屬提取的方式自古就有，比如《淮南萬畢術(shù)》有“曾青得鐵，則化為銅，外化而內(nèi)不變”的說法。我們提出的方法是置換溶液中的離子，然而鋼鐵作為我們國家的支柱型產(chǎn)業(yè)，在自然界中鐵元素主要是以鐵礦石形式存在的。問題2：鐵礦石的主要成分是鐵的氧化物，將氧化物中的鐵還原為單質(zhì)，需要什么試劑？如我國赤鐵礦含量較為豐富，可采用哪些方法還原得到單質(zhì)？從工業(yè)生產(chǎn)成本的角度
6、考慮，哪種還原劑合適？回顧金屬鐵的冶煉過程。[過渡]我們都知道人體血液中有血紅蛋白，事實(shí)上，除了血紅蛋白以外，我們血液里還有血藍(lán)蛋白，血藍(lán)蛋白含什么呢？血藍(lán)蛋白含銅。我們知道，從金屬活潑性的角度分析，銅更容易被還原為單質(zhì)。這也是為什么人類歷史上先有青銅器后有鐵器的原因。工業(yè)上煉銅用的方法叫什么？問題3：總結(jié)一下，我們主要是通過什么方法冶煉得到金屬鐵銅的？[設(shè)計(jì)分析]從學(xué)生最熟悉的金屬入手復(fù)習(xí)冶煉方法，在冶煉的過程中，思考需要什么試劑？一定需要試劑嗎？可不可以不用？結(jié)合分析進(jìn)一步總結(jié)可以有哪些方法冶煉金屬鐵，從工業(yè)生產(chǎn)的角度，哪種方法更實(shí)際？從而確定金屬鐵的冶煉方法可以是熱還原法，也可
7、以是電解法。對幾種不同的試劑和條件進(jìn)行選擇優(yōu)化，并挑選最合適的進(jìn)行工業(yè)推廣。[過渡]人體血液內(nèi)除了有含鐵銅元素的各類蛋白以外，還含大量的氯化鈉，自然界中另一個(gè)含大量氯化鈉的地方就是海洋了。因?yàn)槿梭w血液內(nèi)含有的電解質(zhì)和海水成分非常接近，這也是生物學(xué)上支持生命起源于海洋的一個(gè)佐證。問題4：我們是如何從海水中獲得金屬單質(zhì)的？鐵銅在金屬活動性順序表中的活潑性居中，要找到比它們活潑的還原劑難度不大，如果是在金屬活動性順序表中活潑性非?？壳暗脑?，如鈉、鎂，能否再用還
