化学.docx

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化学

必修2第四章化学与自然资源的开发利用

教学设计

一、本章在教材中所处的地位

合理开发和综合利用自然界中一切可能的物质资源和能量资源，并用它们合成自然界原本没有的物质是化学研究和应用的一个重要目标。

为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础之时,应该注意到必须同自然环境相互协调，走可持续发展的道路。

这是贯穿中学化学教学的核心理念。

本章作为高中必修模块的结尾，不仅对于学生总结复习很重要，而且对于学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来升学和就业方向都会产生一定的影响。

二、教学目标

本章教学的主要目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。

1]以金属矿物的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源的重要性。

2]了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。

3]认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。

4]以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。

5]认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。

三、内容特点

1]突出主题：

通过金属矿物的开发、海洋资源的开发和化石燃料的利用突出两个方面，一是开发、利用和合成有用物质和能源资源，二是在此过程中过程中，保护环境、持续发展。

2]体现基础:

围绕主题的化学基本原理和基础知识：

①氧化还原反应②金属的性质③典型的非金属单质和化合物相互反应④有机化合物乙烯的性质、原油的分馏和裂化裂解。

⑤化学实验基本操作：

分馏、海带中碘的检测。

学习方法：

通过比较、分类、归纳等基本方法来梳理从而较系统掌握学科的基础知识。

可指导学生走出教室、用各种方法对某些课题进行学习和研究、丰富教材内容。

情感和价值观：

利用金属矿物、海水和化石燃料这些人类重要自然资源的综合利用中过程的利弊来感受人与社会的和谐发展。

学会辨证地看待人类和自然协调发展中遇到的问题。

3]时代感强：

关注自然资源开发和社会可持续发展这一当今社会热点问题，努力揭示化学在面对和解决这一问题中的作用和价值。

引入现代化学的观念，如多金属结核、超分子、原子经济等。

四、学情分析

在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，金属矿物和海水资源使用与高一学生的生活有着日益紧密的联系。

学生在前面的学习中已经了解钠、铝、铁、铜等金属以及氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属

冶炼及海水资源也有一定的了解，这些都为学习创造了条件。

在前一章即第三章同学们学习了有机化合物的基础知识，同学们再理解使用水、木材、煤、石油、天然气等资源、开发聚乙烯等高分子材料……，知识连贯统一。

同学们直接认识人类能源、资源的来源全部都是从自然界中得到，这些资源、能源属于不可再生的有限资源。

仅仅注重合理开发、最大限度地利用好资源是还不够，人类要实现可持续发展，一定要做到保护环境。

而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。

化学作为一门中心学科在这些方面将发挥很大的作用。

通过一年的化学学习、特别是第四章的学习，使同学们完成一次认识的升华。

五、本章课时安排及教学重难点

本章教学重点：

了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；通过环境保护和绿色化学的有关知识，使学生加强环保意识并培养绿色化学的理念

本章教学难点：

学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。

石油裂化的原理、加聚等聚合反应和反应产物的认识。

海带中碘的检测的实验操作。

六、本章课时安排

第一节 开发利用金属矿物和海水资源        2课时；

第二节 化学与资源综合利用、环境保护      2课时；

七、教学过程

化学2第四章化学与自然资源的开发利用

第一节开发利用金属矿物和海水资源

第一课时《金属矿物的开发利用》教学设计

（一）教材分析

教材以金属在自然界中的分布、存在形式、引出关于金属的冶炼知识。

在金属冶炼的三个步骤中，利用氧化还原反应原理，把金属矿石中的金属离子还原成金属单质这一步是最关键的步骤，也是化学所要重点研究的问题。

由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，冶炼方法自然不同。

教材以金属活动性顺序为线索简介了三种冶炼金属的方法，即热分解法、热还原法和电解法。

教材的第二部分是金属的回收和资源保护的有关知识，这些知识的教学是为了提升学生的环境意识和资源观念。

值得一提的是07版新教材给出了较多综合性的金属冶炼的习题（10题中有8题）。

（二）　教学目标

认识金属冶炼的本质并归纳冶炼金属的基本方法。

（三）　教学过程

探求矿物资源、研究还原原理

分析归纳总结、珍惜有限资源

教学流程：

展示多种金属矿物探究从金属矿石中提炼金属的步骤引导学生回顾所学有关金属制备的知识，氧化还原理论归纳金属的活动顺序与金属冶炼的关系总结几种常用金属冶炼方法，多媒体展示：

冶炼金属活动探究：

收废旧金属的意义（讨论、展示图片）

1．金属的冶炼原理与氧化还原理论结合，不同金属冶炼方法不同可与能量联系起来。

金属及其化合物之间的转化可与物质的分类挂上钩。

金属冶炼就是把化合态的金属元素转变为金属单质。

而化合态金属大多呈阳离子状态，所以冶炼金属的实质就是：

使金属阳离子获得电子，还原为金属原子的过程。

示意为：

Mn++ne→M

（以下学生参与）

2．金属冶炼三种方法：

电解法、热还原法、分解法。

（见板书）

完整书写下列反应方程式，指出氧化剂和还原剂：

1]4NaOH（熔融）

。

2]2Al2O3

。

3]一些纯度要求较高的不活泼金属可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例：

2CuSO4+2H2O

2Cu++↑

4]有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：

Cu2S+

2Cu+SO2

5]SnO2+C——Sn+CO

6]UF4+Mg——U+MgF2

7]Au（CN）2-+Zn——Au+Zn（CN）22-

8]蓝铜矿主要成分2CuCO3·Cu（OH）2，和焦炭一起加热，生成铜、CO2和水，写出反

应方程式：

3．【探究】在化学史上，金、银、铜等重金属发现较早，轻金属则发现较迟，如钾、钠、

钙等直到19世纪才被发现，这是为什么？

——发现早的金属化学性质不活泼，在自然界中以游离态形式存在，有的金属虽然以化合态存在但与碳在高温的条件下容易还原成金属，而一些活泼金属形成的化合物以电解熔融物的方法才能得到金属单质。

而这种冶炼金属的方法发现的较晚。

4．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，主要步骤如下：

（1）为了使MgSO4转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入①的量应；

（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是；

（3）无水MgCl2在熔融状态下，如何得到单质镁？

。

（4）写出①、②两个过程中所发生的反应离子方程式：

电解

。

——

NaOH,过量

过滤

MgCl2====Mg+Cl2↑

Mg2++2OH=Mg（OH）2↓Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O

5．【探究】废旧金属如报废的汽车、自行车、罐头盒等金属制品，是一种固体废弃物，随着工业的发展，人民生活水平的提高，城市中这种固体废弃物也造成了环境污染，如何处理这些废旧金属提出自己的解决方法。

【板书】

一金属矿物的开发利用

1金属在自然界中存在的形态

2金属的冶炼

2Ag2O

4Ag+O2↑

评价及检测:

1．下列叙述错误的是[CD]

A．炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿中还原出来

　B．活泼金属Na只能用电解法冶炼制出

　C．汞的冶炼只能用还原剂法

　D．铝的冶炼用还原剂法

2．工业上利用下述反应在真空中炼铷：

2RbCl+Mg

MgCl2+2Rb.这一反应能进行的原因是（B）

　A．在高温下镁的金属活动性比铷强

　B．铷的沸点比镁低，以气体形式被抽去

　C．铷的熔点比镁低，以液体形式被抽去

　D．MgCl2的稳定性比RbCl的强

课外作业：

（2004年全国高考）粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。

进行如下实验：

①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；

②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L-1盐酸中，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；

④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色；

请填空：

（1）①中引发铝热反应的实验操作是。

产物中的单质B是。

（2）②中所发生反应的反应的化学方程式是。

（3）③中所发生的各反应的离子方程式是。

（4）若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c（Mg2+）为，c（Fe2+）为。

答案：

（1）加少量KClO3，插上镁条并将其点燃；Fe

（2）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，MgO+2HCl=MgCl2+H2O

（3）Fe+2H+=Fe2++H2↑；Fe+2Fe3+=3Fe2+

（4）0.67mol·L-1；2.3mol·L-1

化学2第四章化学与自然资源的开发利用

第一节发利用金属矿物和海水资源

第二课时《海水资源的开发利用》教学设计

（一）教材分析

海洋资源的开发是人类生存和发展必须面对的问题，如何使用海洋中大量有用物质是一个极具挑战性的课题。

与铜冶炼金属这一古老产业相比，海水资源的利用处于初级阶段。

海水中各种元素的提取决不象实验室进行试管实验那样简便易行。

一些化学原理不复杂的过程在实际生产中会遇到很多复杂的问题。

这些给同学们课外思考留下很多的想象空间。

教材从神秘海底金属结核矿引出海水水资源的利用，介绍海水淡化的三种方法，让同学们掌握蒸馏原理、了解太阳能蒸发水的成熟技术时，感受科学前沿、高科技淡化水的方法。

海洋资源的丰富、必须使用众多的化学手段进行综合开发，教材主要探讨了溴和碘的提取。

教材通过“科学视野”栏目探讨了自然资源的开源节流：

“仿制和开发与植物光合作用相近的化学反应系统、提出使用功能高分子组成的分子计算机方案”。

（二）　教学目标

知道海水淡化的几种方法；掌握海水蒸馏的原理。

知道从海水中提取溴、碘的原理。

学会实验：

海带中碘元素检验

（三）　教学过程

海洋资源待开发、淡化海水有三法

氧化置换提溴碘、资源利用要持续

教学流程：

海水资源介绍提出问题：

利用海水资源，要解决哪些问题？

海水淡化装置多媒体呈现：

海水化学资源概况问题探究：

海水提溴、海带中I-检验实验研讨：

自然资源的开源节流

1．海水资源的开发利用

（1）从海水中提取淡水——海水淡化

海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

（2）从海水中获取其他物质和能量

海水制盐、提取镁、钾、溴、碘等化工产品、获取铀和重水作为核能开发的重要原料

2．从海水中提取物质的方法

海水中含有的各种元素的特点：

种类多，总储量大，富集程度低。

因此，从海水中提取

物质需要解决物质的富集的问题。

（1）从海水中提取溴的主要工艺流程

①用蒸馏法将海水浓缩。

用硫酸将浓缩的海水酸化。

②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：

2NaBr+Cl2=Br2+