归纳与整理ppt课件课堂实录

新课标必修二

第四章化学与可持续发展

第一节 开发利用金属资源和海水资源第一课时

教学目标：

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、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。

3、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。

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。

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。

课时划分：“金属矿物的开发利用”1课时；“海水资源的开发利用”1课时。

教学方法：利用图片、录像、多媒体课件，讨论、归纳。

教学过程：

[引课]现在各种报刊媒体频繁出现“可持续发展”一词，有那位同学解释一下？

[阅读]资料卡片：自然资源与可持续发展。

增加资料：我国21世纪初可持续发展的总体目标是：可持续发展能力不断增强，经济结构调整取得显著成效，人口总量得到有效控制，生态环境明显改善，资源利用率显著提高，促进人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。

[讲述]人们通常将数以万计的化学物质进行分类，在原子、分子、乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其化学变化规律，认识物质在变化过程中表现出来的性质，所有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要依据。下面我们主要以金属矿物和海水资源的综合利用为例，一起认识体会化学在自然资源开发和利用中的意义合作用。

[板书]一、金属矿物的开发利用

[讲述]除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属都以化合物形式存在于自然界。化学要研究如何合理、高效的利用这些金属矿石，将其中的金属从化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。由于金属的活动性不同，可以必须采用不同的冶炼方法。

[板书]1．热分解法

[讲述]有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。

[板书]

2．热还原法

[讲述]多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。

[板书]

3．电解法

[讲述]在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。

[板书]

[实验4-1]铝热反应（演示）：

[讲述]操作要点：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上（如上图），下面放置盛沙的蒸发皿。把5 g炒干的氧化铁粉未和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏

斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。

[观察] 实验现象：镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉未和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。我们还可以看到，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，用磁铁吸引，可以发现落

下的是铁珠。

[板书]4、铝热反应：

[阅读]表4-1；常见金属的冶炼原理。

[小结]不同金属冶炼方法的选择

[讲述]地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须学会合理开发和利用这些矿物资源。[讨论]有效的使用金属产品、材料，主要途径。

[回答]提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量，加强金属的回收和利用，用其它材

料代替金属材料等。

[投影]海低多金属结核矿石：

[思考交流]如何开发这些海底资源？

[板书]二、海水资源的开发和利用

[讲述] 海洋占地球表面的71%，总面积约3.6亿平方千米。海水资源的利用。主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。

[资料]海水淡化：是指从海水中获取淡水的技术和过程。海水淡化方法在20世纪30年代主要是采用多效蒸发法；20世纪50年代至20世纪80年代中期主要是多级闪蒸法（MSF），至今利用该方法淡化水量仍占相当大的比重；20世纪50年代中期的电渗析法（ED）、20世纪70年代的反渗透法（RO）和低温多效蒸发法（LT-MED）逐步发展起来，特别是反渗透法(RO)海水淡化已成为目前发展速度最快的技术。

海水循环冷却技术始于20世纪70年代，在美国等国家已大规模应用，是海水冷却技术的主要发展方向之一。我国经过"八五""九五"科技攻关，完成了百吨级工业化试验，在海水缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂和海水冷却塔等关键技术上取得重大突破。"十五"期间，通过实施国家重大科技攻关项目，正在建立千吨级和万吨级海水循环冷却示范工程。

[板书]1、海水淡化、海水循环冷却。

[投影]海水蒸馏原理示意图：

[资料]蒸馏法海水淡化技术研究已有几十年的历史。天津大港电厂引进两台3000立方米/日多级闪蒸海水淡化装置，于1990年运转至今，积累了大量宝贵经验。低温多效蒸馏海水淡化技术经过"九五"科技攻关，作为"十五"国家重大科技攻关项目正在青岛建立3000吨/日的示范工程。

[投影]太阳能蒸发海水示意图：

[资料]海洋是一个"蓝色的宝库"。

据估算，如果把整个地球上的海水加以提炼,可得到550万吨黄金、4亿吨白银、40亿吨铜、137亿吨铁、41亿吨锡、27亿吨钡、70亿吨锌、137亿吨钼和137亿吨铝。可以说，地球陆地上有的，海洋里都有，而且有许多是陆地上蕴藏不多，而又难于提取的稀有元素，如锶、铀、铷、锂、钡等。这些化学元素都是工农业生产和国防上的重要资源。现在已在海底勘探和开发的矿产有：天然气、石油、煤、铜、铁、硫、砂、锰等数十种。估计海底石油可开采储量达一千多亿吨。在海水所含的各种化学元素及矿物中，数量最大的是食盐，即氯化钠。据计算，1立方千米海水中，含有近3千多万吨氯化钠。现在，全世界每年生产海盐1亿吨。如果按照这个数字消费，海洋里的盐可用5亿年!近年来，从海水里直接提取镁、铀、碘、溴都取得成功。镁是制造飞机、轮船、汽车的重要材料，海水中镁含量可用一千万年以上。溴在陆地上比较少见，绝大部分都储藏在海洋里。

[讲述] 我国海水综合利用技术日臻成熟，海水制盐是我国从海水中提取化学资源最早的产业，此外，气态膜法提溴、 海水提钾、海水镁盐晶提取等都取得了阶段性进展，突破了关键技术，尤其是海水提取磷酸二氢钾、碳酸钾、硝酸钾三元复合肥以及人工合成钾高效吸附剂的

研究工作进展顺利，为我国开辟新的优质无氯钾肥来源，打下了坚实的基础。

[科学探究]1、如何将海水中的溴离子变成溴单质？并设计方案。

2、如何证明海带中有碘离子？

[板书]2、海水中提取溴和碘。

[小组探讨]老师参与并引导。

[实验4-2] 海带成分中碘的检验，按课本要求做实验。

[展示]优秀探究方案：海带成分中碘的检验（见教案后资料）。

[例题] 海水提溴的过程是：提取NaCl后的浓缩卤水中，通入过量Cl2反应后，用空气吹出溴蒸气，用热碱液吸收后，再加入H2SO4酸化，经蒸馏可得液溴。

(1)浓缩卤水中通入Cl2的离子反应为

。

(2)用空气吹出Br2并用热碱液吸收的目的和化学反应是

。

(3)用H2SO4酸化的原理是

。

(4)生产所用Cl2、NaOH的主要来源是

。

[讲解] (1)浓缩卤水中含有低浓度NaBr，通入Cl2时发生的离子反应是：

Cl2＋2Br-＝Br2＋2Cl—

(2)通过上面置换反应得到的Br2的浓度很低，难以收集，用空气吹出Br2后用热碱液吸收，使溴得到富集，这个反应的离子方程式是：

3Br2＋6OH—=5Br-＋BrO3—＋3H2O (3)在H2SO4酸性下，Br-与BrO3-间发生氧化还原反应，重新生成Br2(高浓度) 5Br-＋BrO3—＋6H+＝3Br2＋3H2O 经蒸馏可得液溴。

(4)生产所用Cl2和NaOH可由电解饱和食盐水制得。这个电化学反应方程式是：

[讲述]在工业中，海水提溴可以与其他生产过程结合起来，如利用在电厂冷却的循环海水，将海水淡化的副产物冷却等，以提高经济效益。

[投影]根据图4-5讲解海水综合利用。

[学生阅读]海水的其他应用

[板书] 3、海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。

[学生自学]科学视野-自然资源的开源与节流。

[汇报]感想。

[小结]略. [作业]p85 1、2、4 [板书计划] 一、金属矿物的开发利用

1．热分解法

2．热还原法

3．电解法

4、铝热反应（热还原）：

[课堂练习] 1. 水资源非常重要联合国确定2003年为国际淡水年，下列关于水的说法中错误的是c A．蒸馏是海水淡化的方法之一

B．淡水的密度小于海水的密度

C．融化的雪水中矿物含量比深井水中的少

D．0℃以上，温度越高，水的密度越小

2．海洋占地球表面积的3/4，它能对地球生态环境起调节作用，同时也蕴藏着丰富的物

质资源。

（1）据测算，地球上的氧气90%来自于藻类植物的光合作用，而环境污染的加剧，使海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应，这是由于大量浮游植物的死亡会使大气中的

增加所致。

（2）我国首创的铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以

海水为电解质，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。上述新型电池

为负极。

参考答案：1、C

2、（1）CO2

（2）Al

[小结]略

[作业]P85 3 [板书计划]二、海水资源的开发和利用

1、海水淡化、海水循环冷却。

2、海水中提取溴和碘。

3、海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。