高一化學教案：《“用途廣泛的稀土元素”》教學設計(2)

教師活動

學生活動

設計意圖

引課

①錄像放映：稀土之爭（鳳凰衛視）

②解說：中國用約23%的稀土資源提供了全球約90%的稀土供應。作為世界最大的“離子型稀土礦”的贛州——我們的家鄉，現在正以“土的價格”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以至于當年鄧小平會稱贊“中東有石油，中國有稀土”？

觀看錄像

獲取關于稀土資源的時事材料。

了解稀土在現代科技中的重要地位。稀土已經成為國家重要的戰略資源之一。

通過“稀土之爭”錄像的片斷放映來激發學生的學習熱情。

讓他們在對稀土的重要性及相關時事有一個基本的認識，從而增強社會責任感和學好科學技術建設秀美家鄉的使命感。

閱讀指導

一、 稀土元素

1.稀土元素

圖片和實物展示：單質及氧化物

閱讀課本：

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

獲取直觀感性知識。

培養學生閱讀能力。通過閱讀了解稀土元素名稱來源，元素符號，元素種類。

通過圖片和實物建立“第一認識”。

講解

2.單質的化學性質

單質比較活潑，與冷水反應稍慢與熱水反應快，反應生成堿和氫氣。

在加熱條件下與氧氣反應，一般生成R₂O₃。

知識構建：單質化學性質及方程式書寫。

2R+6H₂O = 2R(OH)₃+3H₂↑

 2R+3O₂ = R₂O₃

了解稀土元素單質基本的化學性質。通過與所學Ca、Mg的性質進行比較從而增強認識。

講解，指導實驗

二、 稀土化合物

1.氧化物：稀土氧化物主要以R₂O₃的形式存在，也有其它價態氧化物。通常難熔點高、溶于水、易溶于強酸，在空氣中易吸收水和CO₂。

實驗一：觀察密封完好的La₂O₃,取少量溶于稀鹽酸。

現象及反應：白色粉末，溶解。La₂O₃+6HCl = 2LaCl₃+3H₂O

實驗二：觀察長時放置在空氣中的Nd₂O₃,取少量溶于稀鹽酸。

現象及反應：棕色粉末，溶解伴有少量氣泡。

小組討論：為什么有氣泡？

結果: Nd₂O₃+3CO₂＝Nd₂(CO₃)₃

Nd₂(CO₃)₃+6HCl= 2NdCl₃+3H₂O+3CO₂↑

激發學生探究熱情。

增強學生實驗操作能力。

根據信息提示，小組“頭腦風暴”討論法分析實驗結果。

練習反應方程式的書寫。

與CaO的性質進行類比。

講解，指導實驗

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，不穩定受熱易分解。工業可用來分離稀土和制備稀土氧化物。

實驗三：把實驗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。觀察現象。

現象：均產生白色沉淀

思考并寫出前三個反應的離子反應方程式：

La³⁺+NH₃·H₂O= La(OH)₃↓+NH₄⁺

La³⁺+3OH^- = La(OH)₃↓

2La³⁺+3CO₃^2-= La₂(CO₃)₃↓

激發學生探究熱情。

增強學生實驗操作能力。

練習離子反應方程式的書寫。

與Ca²⁺、Mg²⁺的性質進行類比。

(在實驗中也可選擇實驗二的溶液，生成的粉色沉淀)

介紹

三、稀土的萃取分離提純

圖片展示：工廠生產串級萃取分離車間。

看圖了解稀土的萃取分離提純的方法。

讓學生了解我國在稀土萃取分離領域創造的科技成果。

介紹

四、稀土的用途—神奇的金屬

相關圖片展示

說出你所知道稀土的用途。

打火石、磁鐵、熒光燈、顯示器……

激發學生對稀土材料的認識熱情。為學生進一步學習播下種子。

作業布置

1.     （福建高考題）稀土元素是寶貴的戰略資源，我國的蘊藏量居世界首位。（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）在某強酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂，調節pH ≈3。 Ce³⁺通過下列反應形成Ce(OH)₄沉淀得以分離。完成反應的離子方程式：

Ce³⁺  +  H₂O₂+  H₂O =   Ce(OH)₄+ 

2.     根據所學知識設計實驗：從釹鐵硼磁鐵廢料中回收稀土氧化物。

通過練習鞏固所學知識，突破心理局限。

引導學生正確解答熱點題，信息題的方法。