2022年高一化學《鎂的提取及應用》教案

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1、2022年高一化學《鎂的提取及應用》教案 一、教材及學情分析 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主線，在“工業(yè)生產(chǎn)——性質(zhì)探究——社會應用 ”線索下，從工業(yè)生產(chǎn)實際出發(fā)，依托實驗探究方法，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。讓學生在認識物質(zhì)性質(zhì)的同時學會認識物質(zhì)的方法，培養(yǎng)了學生思維的多元性和立體性，也為學生構建一個完整的非金屬與金屬元素的性質(zhì)遞變規(guī)律的知識體系引線，為后續(xù)學習打下基礎。 本節(jié)重在使學生在獲取相關化學知識和實驗研究技能的同時，形成自然資源的有效利用需要化學科學發(fā)展

2、的認識，使學生了解化學與社會、生活、生產(chǎn)等的密切聯(lián)系，增強學生的環(huán)境保護意識和經(jīng)濟效益觀念，有利于學生理解所學的知識和學以致用，培養(yǎng)學生的實踐能力。 二、指導思想與設計思路 本節(jié)課對教材內(nèi)容進行適當調(diào)整，以“用途—存在—提取—性質(zhì)—用途”為主線，采用學案讓學生課外預習，培養(yǎng)學生篩選、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)的學習中，分析鎂作為活潑金屬單質(zhì)的共性（與氧氣反應、與酸反應）和特性（與氮氣反應、與二氧化碳反應）。設置分組實驗來重點突破特性和鎂提取的化學原理中對試劑的選擇。而且從氧化還原反應角度和原子結構知識進一步理解鎂是一種活潑的金屬。聯(lián)系生產(chǎn)實際，從提取鎂

3、的原理中讓學生理解科學與技術、化學與價值的基本觀念。 三、教學目標和重難點 1.基本目標 （1）知識與技能：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，認識工業(yè)生產(chǎn)的基本方法和一般思路；掌握鎂的原子結構和化學性質(zhì)，形成物質(zhì)的“結構性質(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，體驗合作學習、實驗探究的過程和樂趣，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。 （3）情感態(tài)度與價值觀：使學生逐步形成自然資源的有效利用需要化學科學發(fā)展的認識，使學生了解化學與社會、生活、生產(chǎn)等的密切聯(lián)系，增強學生的環(huán)境保護意識

4、和經(jīng)濟效益觀念，有利于學生理解所學的知識和學以致用，培養(yǎng)學生的實踐能力。 2.教學重、難點及突破方法 （1）重點：鎂的提取的化學原理，鎂的化學性質(zhì)，理解“結構性質(zhì)用途”這一基本觀點。 （2）難點：鎂的提取的化學原理和流程。 （3）突破方法：分組實驗探究與理論分析相結合。 四、教學過程： 【師】(PPT展示金屬鎂的用途圖片)金屬鎂在各個領域中都有較為廣泛的應用，能用來做合金、焰火等等。 【板書】一、鎂的應用——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)并引導學生思考： 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：部分化學試劑的市場

6、價格（元/噸）KOH 5238 NaOH 2305 Ca(OH)2 1200 請結合資料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化學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？ 投影引導學生進行活動與探究 活動與探究 實驗過程 實驗現(xiàn)象 結 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。 結論：通過實驗探究，明白了因為海水中的Mg2+ 的濃度很小，直接加沉淀劑不利于Mg2+ 的沉淀，而且會增大沉淀劑的用量，加大了經(jīng)濟投入。應該先把海水中的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】通過實驗1、2的對比從沉淀的效果看，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)濟效益，在實際生產(chǎn)中使用熟石灰作為沉淀劑最佳。 【問題6】如何實現(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？然后結合鈉單質(zhì)的獲得，分析從化合態(tài)鎂制得游離態(tài)鎂應用什么方法？ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 【師】電解熔融MgCl2獲得鎂單質(zhì)。 【問題7】結合以下資料，分析如何實現(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，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。 【學生活動】通過閱讀資料和與舊知識相聯(lián)系，比較、歸納，獲得提取鎂的實驗方案。并寫出相關的反應方程式。 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） 　 有關反應的化學方程式： CaCO3CaO + CO2↑； CaO+H2O ==Ca(OH)2 MgCl2＋Ca(OH)2Mg(OH)2↓＋CaCl2 　　Mg(OH)2＋2HClMgCl2＋2H2O 　　MgCl2Mg＋Cl2↑ 【師】觀察實驗室里的鎂單質(zhì)。展示鎂條并引導學生觀察鎂條的硬度、密度、延展性、表面的顏色及純金屬的顏色。（自然過渡，引入化學性質(zhì)的學習） 【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。 視頻演示實驗：鎂在氧氣中的燃燒 【板書】3、鎂的化學性質(zhì) （1） Mg＋O2 2MgO 【師】從上述實驗說明了鎂單質(zhì)具有較強的還原性，我們再從鎂的原子結構示意圖來看一看。 【板書】2、鎂的原子結構 【提問】畫出鎂的原子結構示意圖，推測單質(zhì)鎂應具有怎樣的化學性質(zhì)。 推測：鎂原子具有失去2個電子達到8電子穩(wěn)定結構的傾向，即單質(zhì)鎂有強的還原性。 【板書】 → ：強的失

12、電子能力（強的還原性） 【師】那么，鎂具有較強的還原性，除了易與氧氣反應，還能與哪些物質(zhì)發(fā)生反應呢？ 【板書】3、鎂的化學性質(zhì) 投影演示：鎂在氮氣、氯氣中的燃燒 （1）與活潑的非金屬反應 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外，還能與酸、水等物質(zhì)反應。 [活動與探究] 實驗內(nèi)容 實驗現(xiàn)象 結論或化學方程式 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、(但比鈉與水反應緩和得多），加熱對比 Mg+2H2O == Mg(OH)2+H2↑ 2、一根除去氧化膜的鎂條，點燃后插入充滿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 （3）與熱水反應 Mg+2H2O == Mg(OH)2↓+H2↑ 　 （4）與CO2反應 2Mg＋CO22MgO＋C 【師】綜合以上實驗，單質(zhì)鎂能與多類物質(zhì)反應，證實了鎂原子具有失去2個電子達到8電子穩(wěn)定結構的傾向。 決定 反映 決定 反映 【板書】結構

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

15、中鎂的提取 結晶 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） 　 有關反應的化學方程式：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、鎂的原子結構： → 結構決定性質(zhì) 3、鎂的化學性質(zhì) （1）與活潑的非金屬反應 （2）與酸反應 （3）與熱水反應 （4）與CO2反應 2Mg＋CO22MgO＋C 五、教學小結 本節(jié)課從鎂在生活、生產(chǎn)、工業(yè)等方面的應用引入，然后過渡到鎂在自然界中的存在，引進本節(jié)課的重點內(nèi)容之一——從海水中提取鎂，通過實驗和分析，讓學生明白了工業(yè)生產(chǎn)的原理，生產(chǎn)的流程選擇等方面的知識，對于三維目標的教學有較好的體現(xiàn)。再從提取引入對鎂的物理和化學性質(zhì)的學習，在化學性質(zhì)中設置了另一分組探究實驗，探究了鎂與水的反應、鎂在二氧化碳中的燃燒實驗，這兩個實驗是有關鎂的性質(zhì)學習的瓶頸，知識的死角，通過探究實驗，有利于學生對新知識的掌握，和新舊知識的對比，是本節(jié)課的另一亮點。對化學性質(zhì)的學習，緊扣“結構決定性質(zhì)”這一思路，為以后周期律的學習埋下伏筆?！靶再|(zhì)決定用途、存在和提純等”，進一步對鎂的存在、用途、提純進行深入回歸，緊扣主題。 本節(jié)課還對PPT和視頻的結合應用進行了簡化設計，事先給學生學案，對鎂的提取提供足夠的信息和必要的知識支持。 但本節(jié)課的遺憾在于：知識的生長點沒有太好的把握，這將使得中下的一部分同學學習有很大的困難，如果沒有預習那是難上加難！這也是本人今后的教學中要特別注意的一點。