(一)创境激趣,引发化学探究(5 分钟)
1. 情境导入:
师:同学们,手机是我们日常生活中离不开的电子产品,大家知道我国每年报废的手机有多少吗?(展示数据:我国每年报废的手机超过 1 亿部)这些废旧手机如果随意丢弃,不仅会造成巨大的资源浪费,其电路板中的有害物质还会污染土壤和水体。那大家家里的废旧手机都是怎么处理的呢?
(学生交流讨论,分享废旧手机处理方式,如闲置在家、卖给回收商、随意丢弃等)
2. 视频激趣:
师:大家的处理方式各不相同,不过很多人可能不知道,废旧手机的电路板中藏着 “宝贝” 呢!下面我们一起来看一段视频,看看专业工厂是如何处理废旧手机电路板的。(播放 “从废旧手机电路板中提取黄金” 的视频)
3. 过渡语:
师:看完视频,大家是不是很震撼?原来不起眼的废旧手机电路板,通过科学的工艺处理,竟然能提取出黄金,实现资源的循环利用。这就是化学在实际生产中的神奇应用!今天这节课,我们就以 “从废旧手机电路板中提取黄金” 为主题,一起探究工艺流程的奥秘,学会用思维模型解决这类专题问题。
(二)建模析理,深化化学思维(15 分钟)
1. 提出问题,构建简易模型:
师:假如你是工厂的设计师,要从废旧手机电路板中提取黄金,首先得明确我们的原料和目标产物是什么。大家结合课前任务单的知识和视频内容,想一想电路板的主要成分有哪些?(引导学生回答:塑料、Fe、Cu、Sn、Au 等)我们的目标产物是黄金,那核心任务就是除去塑料和 Fe、Cu、Sn 这些杂质。
(学生思考讨论原料与目标产物的关系)
师:从原料到目标产物,关键在于通过核心反应分离杂质、提纯产物。大家试着梳理一下这个过程的基本逻辑,我们可以初步构建一个简易的工艺流程模型。(板书 / 展示图 1:原料→核心反应→目标产物)
师:这个简易模型能帮助我们理清思路,接下来我们要在此基础上,结合具体的化学知识,绘制出详细的工艺流程图。
2. 搭建支架,绘制工艺流程图:
师:要绘制详细流程图,我们得先解决几个关键问题。已知 Sn 能与酸反应生成 + 2 价的离子,Fe、Cu、Au 的活泼性不同,我们该如何选择试剂除去 Fe、Sn、Cu 这些杂质呢?大家可以结合金属的化学性质来思考。
(学生回忆金属活动性顺序及金属与酸的反应规律)
师:为了给大家提供参考,老师给大家展示自来水厂的净水工艺流程图(展示图示),这种 “预处理→核心操作→分离提纯” 的结构,对我们设计提取黄金的流程很有启发。现在请各小组结合课前任务单的反馈、金属化学性质知识,讨论设计方案,绘制出从废旧手机电路板中提取黄金的工艺流程图,注意标注每个步骤的试剂和操作。
(学生以小组为单位讨论,在白板上绘制流程图,教师巡视指导,关注学生对试剂选择、操作步骤的合理性分析)
3. 展示交流,优化工艺流程:
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