高一化學(xué)教案：《“用途廣泛的稀土元素”》教學(xué)設(shè)計(jì)(2)

教師活動(dòng)

學(xué)生活動(dòng)

設(shè)計(jì)意圖

引課

①錄像放映：稀土之爭(zhēng)（鳳凰衛(wèi)視）

②解說：中國(guó)用約23%的稀土資源提供了全球約90%的稀土供應(yīng)。作為世界最大的“離子型稀土礦”的贛州——我們的家鄉(xiāng)，現(xiàn)在正以“土的價(jià)格”消耗比黃金還貴的資源。

③什么是稀土？它有哪些迷人的性質(zhì)以至于當(dāng)年鄧小平會(huì)稱贊“中東有石油，中國(guó)有稀土”？

觀看錄像

獲取關(guān)于稀土資源的時(shí)事材料。

了解稀土在現(xiàn)代科技中的重要地位。稀土已經(jīng)成為國(guó)家重要的戰(zhàn)略資源之一。

通過“稀土之爭(zhēng)”錄像的片斷放映來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

讓他們?cè)趯?duì)稀土的重要性及相關(guān)時(shí)事有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，從而增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和學(xué)好科學(xué)技術(shù)建設(shè)秀美家鄉(xiāng)的使命感。

閱讀指導(dǎo)

一、 稀土元素

1.稀土元素

圖片和實(shí)物展示：?jiǎn)钨|(zhì)及氧化物

閱讀課本：

稀土元素：鑭(La)系及鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素。性質(zhì)相似，礦物共生、難分離。常用“RE”或“R”表示。

獲取直觀感性知識(shí)。

培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力。通過閱讀了解稀土元素名稱來源，元素符號(hào)，元素種類。

通過圖片和實(shí)物建立“第一認(rèn)識(shí)”。

講解

2.單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

單質(zhì)比較活潑，與冷水反應(yīng)稍慢與熱水反應(yīng)快，反應(yīng)生成堿和氫氣。

在加熱條件下與氧氣反應(yīng)，一般生成R₂O₃。

知識(shí)構(gòu)建：?jiǎn)钨|(zhì)化學(xué)性質(zhì)及方程式書寫。

2R+6H₂O = 2R(OH)₃+3H₂↑

 2R+3O₂ = R₂O₃

了解稀土元素單質(zhì)基本的化學(xué)性質(zhì)。通過與所學(xué)Ca、Mg的性質(zhì)進(jìn)行比較從而增強(qiáng)認(rèn)識(shí)。

講解，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

二、 稀土化合物

1.氧化物：稀土氧化物主要以R₂O₃的形式存在，也有其它價(jià)態(tài)氧化物。通常難熔點(diǎn)高、溶于水、易溶于強(qiáng)酸，在空氣中易吸收水和CO₂。

實(shí)驗(yàn)一：觀察密封完好的La₂O₃,取少量溶于稀鹽酸。

現(xiàn)象及反應(yīng)：白色粉末，溶解。La₂O₃+6HCl = 2LaCl₃+3H₂O

實(shí)驗(yàn)二：觀察長(zhǎng)時(shí)放置在空氣中的Nd₂O₃,取少量溶于稀鹽酸。

現(xiàn)象及反應(yīng)：棕色粉末，溶解伴有少量氣泡。

小組討論：為什么有氣泡？

結(jié)果: Nd₂O₃+3CO₂＝Nd₂(CO₃)₃

Nd₂(CO₃)₃+6HCl= 2NdCl₃+3H₂O+3CO₂↑

激發(fā)學(xué)生探究熱情。

增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力。

根據(jù)信息提示，小組“頭腦風(fēng)暴”討論法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

練習(xí)反應(yīng)方程式的書寫。

與CaO的性質(zhì)進(jìn)行類比。

講解，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

2.氫氧化物R(OH)₃

3.稀土草酸鹽R₂Y₃和碳酸鹽R₂(CO₃)₃

稀土氫氧化物、草酸鹽和碳酸鹽均難溶于水，易溶于酸，不穩(wěn)定受熱易分解。工業(yè)可用來分離稀土和制備稀土氧化物。

實(shí)驗(yàn)三：把實(shí)驗(yàn)一的溶液分成四份分別滴入①氨水，②氫氧化鈉溶液，③碳酸鈉溶液，④草酸溶液。觀察現(xiàn)象。

現(xiàn)象：均產(chǎn)生白色沉淀

思考并寫出前三個(gè)反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式：

La³⁺+NH₃·H₂O= La(OH)₃↓+NH₄⁺

La³⁺+3OH^- = La(OH)₃↓

2La³⁺+3CO₃^2-= La₂(CO₃)₃↓

激發(fā)學(xué)生探究熱情。

增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力。

練習(xí)離子反應(yīng)方程式的書寫。

與Ca²⁺、Mg²⁺的性質(zhì)進(jìn)行類比。

(在實(shí)驗(yàn)中也可選擇實(shí)驗(yàn)二的溶液，生成的粉色沉淀)

介紹

三、稀土的萃取分離提純

圖片展示：工廠生產(chǎn)串級(jí)萃取分離車間。

看圖了解稀土的萃取分離提純的方法。

讓學(xué)生了解我國(guó)在稀土萃取分離領(lǐng)域創(chuàng)造的科技成果。

介紹

四、稀土的用途—神奇的金屬

相關(guān)圖片展示

說出你所知道稀土的用途。

打火石、磁鐵、熒光燈、顯示器……

激發(fā)學(xué)生對(duì)稀土材料的認(rèn)識(shí)熱情。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)播下種子。

作業(yè)布置

1.     （福建高考題）稀土元素是寶貴的戰(zhàn)略資源，我國(guó)的蘊(yùn)藏量居世界首位。（1）鈰（Ce）是地殼中含量最高的稀土元素，在加熱條件下CeCl₃易發(fā)生水解，無水CeCl₃，可用加熱CeCl₃? 6H₂O和NH₄Cl固體混合物的方法來制備。其中，NH₄Cl的作用是___________。

（2）在某強(qiáng)酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，調(diào)節(jié)pH ≈3。 Ce³⁺通過下列反應(yīng)形成Ce(OH)₄沉淀得以分離。完成反應(yīng)的離子方程式：

Ce³⁺  +  H₂O₂+  H₂O =   Ce(OH)₄+ 

2.     根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：從釹鐵硼磁鐵廢料中回收稀土氧化物。

通過練習(xí)鞏固所學(xué)知識(shí)，突破心理局限。

引導(dǎo)學(xué)生正確解答熱點(diǎn)題，信息題的方法。