2022年高一化學(xué)《鎂的提取及應(yīng)用》教案

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1、2022年高一化學(xué)《鎂的提取及應(yīng)用》教案 一、教材及學(xué)情分析 本節(jié)課仍沿襲了以海水資源為背景,通過海水資源的綜合利用這一過程為知識(shí)主線,在“工業(yè)生產(chǎn)——性質(zhì)探究——社會(huì)應(yīng)用 ”線索下,從工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),依托實(shí)驗(yàn)探究方法,探討了海水中提取鎂的方法,在非金屬元素及金屬元素鈉之后,繼續(xù)引出典型的金屬元素——鎂單質(zhì)及其化合物知識(shí)。讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的同時(shí)學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的方法,培養(yǎng)了學(xué)生思維的多元性和立體性,也為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)完整的非金屬與金屬元素的性質(zhì)遞變規(guī)律的知識(shí)體系引線,為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 本節(jié)重在使學(xué)生在獲取相關(guān)化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)研究技能的同時(shí),形成自然資源的有效利用需要化學(xué)科學(xué)發(fā)展

2、的認(rèn)識(shí),使學(xué)生了解化學(xué)與社會(huì)、生活、生產(chǎn)等的密切聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和經(jīng)濟(jì)效益觀念,有利于學(xué)生理解所學(xué)的知識(shí)和學(xué)以致用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。 二、指導(dǎo)思想與設(shè)計(jì)思路 本節(jié)課對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以“用途—存在—提取—性質(zhì)—用途”為主線,采用學(xué)案讓學(xué)生課外預(yù)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生篩選、加工信息的能力,提高閱讀和提取有效信息的能力。在鎂的性質(zhì)的學(xué)習(xí)中,分析鎂作為活潑金屬單質(zhì)的共性(與氧氣反應(yīng)、與酸反應(yīng))和特性(與氮?dú)夥磻?yīng)、與二氧化碳反應(yīng))。設(shè)置分組實(shí)驗(yàn)來重點(diǎn)突破特性和鎂提取的化學(xué)原理中對(duì)試劑的選擇。而且從氧化還原反應(yīng)角度和原子結(jié)構(gòu)知識(shí)進(jìn)一步理解鎂是一種活潑的金屬。聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際,從提取鎂

3、的原理中讓學(xué)生理解科學(xué)與技術(shù)、化學(xué)與價(jià)值的基本觀念。 三、教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn) 1.基本目標(biāo) (1)知識(shí)與技能:了解鎂在生產(chǎn)生活中的用途、海水中鎂的含量、鎂的存在形式;了解鎂的提取及物理性質(zhì),了解從海水中提取鎂的基本原理和流程,認(rèn)識(shí)工業(yè)生產(chǎn)的基本方法和一般思路;掌握鎂的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),形成物質(zhì)的“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”的觀念。 (2)過程與方法:通過討論、交流發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,體驗(yàn)合作學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究的過程和樂趣,提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 (3)情感態(tài)度與價(jià)值觀:使學(xué)生逐步形成自然資源的有效利用需要化學(xué)科學(xué)發(fā)展的認(rèn)識(shí),使學(xué)生了解化學(xué)與社會(huì)、生活、生產(chǎn)等的密切聯(lián)系,增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)

4、和經(jīng)濟(jì)效益觀念,有利于學(xué)生理解所學(xué)的知識(shí)和學(xué)以致用,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。 2.教學(xué)重、難點(diǎn)及突破方法 (1)重點(diǎn):鎂的提取的化學(xué)原理,鎂的化學(xué)性質(zhì),理解“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”這一基本觀點(diǎn)。 (2)難點(diǎn):鎂的提取的化學(xué)原理和流程。 (3)突破方法:分組實(shí)驗(yàn)探究與理論分析相結(jié)合。 四、教學(xué)過程: 【師】(PPT展示金屬鎂的用途圖片)金屬鎂在各個(gè)領(lǐng)域中都有較為廣泛的應(yīng)用,能用來做合金、焰火等等。 【板書】一、鎂的應(yīng)用——廣泛 然而,金屬鎂在自然界中并不是以鎂單質(zhì)的形式存在的,而是以化合態(tài)的形式廣泛存在。 (PPT展示鎂在自然界中的存在的幾種圖片) 【板書】一、鎂的

5、存在——化合態(tài) 【師】另外,海水中鎂的總儲(chǔ)量約為1.8×1015t。 所以,海水也是金屬鎂的主要來源之一。那么, 如何將鎂從海水中的眾多離子中分離提純出來 呢?請結(jié)合以下資料分析,如何將Mg2+從海水 中分離出來? 【板書】二、鎂的提取 投影呈現(xiàn)并引導(dǎo)學(xué)生思考: 資料1:室溫下幾種常見鎂的化合物的溶解度(g): MgCl2 54 MgSO4 33 MgCO3 0.011 Mg(OH)2 0.0029 請結(jié)合資料1思考【問題3】:Mg2+以哪一種化合物的形式最容易從海水中分離出來呢? 資料2:部分化學(xué)試劑的市場

6、價(jià)格(元/噸)KOH 5238 NaOH 2305 Ca(OH)2 1200 請結(jié)合資料2思考【問題3】:工業(yè)生產(chǎn)中為了獲得盡可能高的利潤,應(yīng)該選用哪種沉淀劑?這種沉淀劑如何獲得?請寫出獲得沉淀劑的相關(guān)化學(xué)方程式或離子方程式。 【問題5】海水中Mg2+的濃度約為1.29g/L,直接往海水中加沉淀劑是否合適?為什么?我們該怎么辦? 投影引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)與探究 活動(dòng)與探究 實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié) 論 1、在A、B兩支試管中分別加入0.05mol/LMgCl2溶液(模擬海水)和2.0 mol/LMgCl2溶液各1mL,分別加入NaOH溶液,振蕩,觀察現(xiàn)象。

7、 2、在一支試管中加入2.0 mol/LMgCl2溶液1mL,滴入澄清石灰水,振蕩,觀察現(xiàn)象。 結(jié)論:通過實(shí)驗(yàn)探究,明白了因?yàn)楹K械腗g2+ 的濃度很小,直接加沉淀劑不利于Mg2+ 的沉淀,而且會(huì)增大沉淀劑的用量,加大了經(jīng)濟(jì)投入。應(yīng)該先把海水中的Mg2+富集(先將海水濃縮,或者利用提純NaCl后的海水),再加沉淀劑。 【問題】通過實(shí)驗(yàn)1、2的對(duì)比從沉淀的效果看,澄清石灰水比氫氧化鈉效果差,如何解決這一矛盾? 【師】工業(yè)生產(chǎn)需追求經(jīng)濟(jì)效益,在實(shí)際生產(chǎn)中使用熟石灰作為沉淀劑最佳。 【問題6】如何實(shí)現(xiàn)Mg(OH)2→Mg的轉(zhuǎn)化呢?首先我們回顧一下,如何從化合物中獲得鈉等

8、金屬單質(zhì)的?然后結(jié)合鈉單質(zhì)的獲得,分析從化合態(tài)鎂制得游離態(tài)鎂應(yīng)用什么方法? 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 【師】電解熔融MgCl2獲得鎂單質(zhì)。 【問題7】結(jié)合以下資料,分析如何實(shí)現(xiàn)Mg(OH)2→MgCl2的轉(zhuǎn)化? 資料3:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 資料4: (1) MgCl2溶液中存在著可逆反應(yīng)MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl (2)若在空氣中加熱MgCl2·6H2O,生成的是Mg(OH) Cl或MgO: MgCl2·6H2O=Mg(OH) Cl+ HCl + 6H2O MgCl2·6H2O=MgO+ 2HCl + 6H2O

9、(3)在干燥的HCl氣流中,抑制了MgCl2與水的反應(yīng),且?guī)ё吡薓gCl2·6H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣,能得到無水MgCl2。 【師】綜合分析以上資料,為了獲得鎂單質(zhì),在Mg(OH)2加入鹽酸濃縮,由MgCl2·6H2O脫水制得無水MgCl2,再用電解熔融MgCl2的方法獲得。 【學(xué)生活動(dòng)】通過閱讀資料和與舊知識(shí)相聯(lián)系,比較、歸納,獲得提取鎂的實(shí)驗(yàn)方案。并寫出相關(guān)的反應(yīng)方程式。 投影(整理歸納——從海水中提取鎂的一般過程與方法) 【板書】二、海水中鎂的提取 結(jié)晶 過濾 海水 粗鹽 濾液 Mg(OH)2 NaCl飽和溶液 燒堿 H2 Cl2 MgCl2·6H2

10、O Mg Cl2 MgCl2 加鹽酸 濃縮結(jié)晶 石灰乳 脫水 電解 電解 精制 貝殼 CaO 煅燒 水 (從海水中提取鎂的流程)   有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: CaCO3CaO + CO2↑; CaO+H2O ==Ca(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2   Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O   MgCl2Mg+Cl2↑ 【師】觀察實(shí)驗(yàn)室里的鎂單質(zhì)。展示鎂條并引導(dǎo)學(xué)生觀察鎂條的硬度、密度、延展性、表面的顏色及純金屬的顏色。(自然過渡,引入化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)) 【板書

11、】三、鎂的性質(zhì) 1、物理性質(zhì): 【師】純凈的金屬鎂露置于空氣中,表面易被氧化,說明了金屬鎂易與氧氣反應(yīng)。 視頻演示實(shí)驗(yàn):鎂在氧氣中的燃燒 【板書】3、鎂的化學(xué)性質(zhì) (1) Mg+O2 2MgO 【師】從上述實(shí)驗(yàn)說明了鎂單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性,我們再從鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖來看一看。 【板書】2、鎂的原子結(jié)構(gòu) 【提問】畫出鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖,推測單質(zhì)鎂應(yīng)具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)。 推測:鎂原子具有失去2個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向,即單質(zhì)鎂有強(qiáng)的還原性。 【板書】 → :強(qiáng)的失

12、電子能力(強(qiáng)的還原性) 【師】那么,鎂具有較強(qiáng)的還原性,除了易與氧氣反應(yīng),還能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)呢? 【板書】3、鎂的化學(xué)性質(zhì) 投影演示:鎂在氮?dú)?、氯氣中的燃? (1)與活潑的非金屬反應(yīng) Mg+O2 2MgO Mg+Cl2MgCl2 3Mg+N2Mg3N2 【師】我們知道,活潑金屬除了能與活潑的非金屬反應(yīng)外,還能與酸、水等物質(zhì)反應(yīng)。 [活動(dòng)與探究] 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 1、取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中。 有氣體產(chǎn)生,滴有酚酞的水溶液變紅

13、(但比鈉與水反應(yīng)緩和得多),加熱對(duì)比 Mg+2H2O == Mg(OH)2+H2↑ 2、一根除去氧化膜的鎂條,點(diǎn)燃后插入充滿CO2的集氣瓶中。 燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色和黑色固體 22Mg+CO22MgO+C 【板書】(2)與酸反應(yīng) (3)與熱水反應(yīng) Mg+2H2O == Mg(OH)2↓+H2↑   (4)與CO2反應(yīng) 2Mg+CO22MgO+C 【師】綜合以上實(shí)驗(yàn),單質(zhì)鎂能與多類物質(zhì)反應(yīng),證實(shí)了鎂原子具有失去2個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。 決定 反映 決定 反映 【板書】結(jié)構(gòu)

14、 性質(zhì) 用途 【師】(過渡)回歸到鎂的用途和存在 【板書】一、鎂的應(yīng)用 1.制合金 ——合金特性:硬度、強(qiáng)度大于任一組分 2.信號(hào)彈、焰火 3.制耐火材料(MgO熔點(diǎn)2800℃) 鎂的存在——化合態(tài)(具有強(qiáng)的還原性) 【小結(jié)】 【投影板書】 一、鎂的應(yīng)用——廣泛 1.制合金 ——硬度、強(qiáng)度大,輕 2.信號(hào)彈、焰火 3.制耐火材料(MgO熔點(diǎn)2800℃) 鎂的存在——化合態(tài)(具有強(qiáng)的還原性) 二、海水

15、中鎂的提取 結(jié)晶 過濾 海水 粗鹽 濾液 Mg(OH)2 NaCl飽和溶液 燒堿 H2 Cl2 MgCl2·6H2O Mg Cl2 MgCl2 加鹽酸 濃縮結(jié)晶 石灰乳 脫水 電解 電解 精制 貝殼 CaO 煅燒 水 (從海水中提取鎂的流程)   有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:CaCO3CaO + CO2↑; CaO+H2O ==Ca(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O MgCl2Mg+Cl2↑ 三、鎂的性質(zhì)

16、 1、物理性質(zhì) 2、鎂的原子結(jié)構(gòu): → 結(jié)構(gòu)決定性質(zhì) 3、鎂的化學(xué)性質(zhì) (1)與活潑的非金屬反應(yīng) (2)與酸反應(yīng) (3)與熱水反應(yīng) (4)與CO2反應(yīng) 2Mg+CO22MgO+C 五、教學(xué)小結(jié) 本節(jié)課從鎂在生活、生產(chǎn)、工業(yè)等方面的應(yīng)用引入,然后過渡到鎂在自然界中的存在,引進(jìn)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容之一——從海水中提取鎂,通過實(shí)驗(yàn)和分析,讓學(xué)生明白了工業(yè)生產(chǎn)的原理,生產(chǎn)的流程選擇等方面的知識(shí),對(duì)于三維目標(biāo)的教學(xué)有較好的體現(xiàn)。再從提取引入對(duì)鎂的物理和化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí),在化學(xué)性質(zhì)中設(shè)置了另一分組探究實(shí)驗(yàn),探究了鎂與水的反應(yīng)、鎂在二氧化碳中的燃燒實(shí)驗(yàn),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是有關(guān)鎂的性質(zhì)學(xué)習(xí)的瓶頸,知識(shí)的死角,通過探究實(shí)驗(yàn),有利于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的掌握,和新舊知識(shí)的對(duì)比,是本節(jié)課的另一亮點(diǎn)。對(duì)化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí),緊扣“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一思路,為以后周期律的學(xué)習(xí)埋下伏筆?!靶再|(zhì)決定用途、存在和提純等”,進(jìn)一步對(duì)鎂的存在、用途、提純進(jìn)行深入回歸,緊扣主題。 本節(jié)課還對(duì)PPT和視頻的結(jié)合應(yīng)用進(jìn)行了簡化設(shè)計(jì),事先給學(xué)生學(xué)案,對(duì)鎂的提取提供足夠的信息和必要的知識(shí)支持。 但本節(jié)課的遺憾在于:知識(shí)的生長點(diǎn)沒有太好的把握,這將使得中下的一部分同學(xué)學(xué)習(xí)有很大的困難,如果沒有預(yù)習(xí)那是難上加難!這也是本人今后的教學(xué)中要特別注意的一點(diǎn)。

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