归纳与整理第二课时教学实录

必修2第四章

化学与自然资源的开发利用

单元复习教学设计

一、本节教学目标

1. 知识与技能：

①

金属冶炼的原理

②

海水的综合利用，如海水提溴、海水提镁

③

煤、石油、天然气的综合利用

④

绿色化学与环境保护、原子经济性

⑤

化学实验的基本操作

⑥

氧化还原反应、离子反应、四种基本反应类型

⑦

电子式与化学键

2. 过程与方法：

①

通过知识的相互联系，引导学生从不同角度学习知识，培养综合应用能力

②

通过金属的冶炼，培养学生的逻辑推断能力，归纳变化规律

③

通过对所学知识的回顾，培养学生不断复习的学习方法

3. 情感与价值观：

①

通过海水的综合利用、石油的综合利用，增强学生的效率意识

②

通过绿色化学、环境污染与防治，培养学生环境保护意识

③

通过金属的冶炼，培养事物的发展总有逐渐变化的过程的观点

二、本节教材分析

本章在《化学

必修2》的最后一章，讲述“化学与可持续发展”的主题，目的是阐述人类利用化学从环境中获得能量和物质。然近年的生产活动警示人类必须注意在发展经济的同时要保护环境，从而提出了“可持续发展”、“绿色化学”、“原子经济性”等概念。这是本章的核心价值观。

为了树立环境保护的观念，具体以金属的冶炼、海水的综合利用、化石燃料的综合利用等案例展开讨论，体现化学在开发发展与环境保护中的重要作用，同时渗透环保的意识。这些案例是生活中必需物质的生产原理，能给学生构建完整的知识体系提高帮助，也为化学的宣扬作深远的影响，更可以培养环境保护的观念。

三、教学设计思路

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本章的复习中，紧抓本章的几个背景材料，展开基本知识的落实，延伸至以往所学的氧化还原反应、离子反应、蒸馏、分馏、过滤等知识点，发挥背景材料的全面性，培养学生对知识的综合应用能力，既是能力的提高也是必修模块的升华。

具体的操作是：第一课时第二课时以石油、煤、天然气的利用为背景，展开针对煤、石油、天然气的综合利用的原理学习和针对环境污染的环保知识学习，落实化石燃料的综合利用、环境保护、原子经济性等知识点。

四、分课时的教学设计

第一课时

开发利用金属矿物和海水资源

1. 知识与技能：①

金属冶炼的原理；②

海水的综合利用，如海水提溴、海水提镁；③

化学实验的基本操作；④

氧化还原反应、离子反应、四种基本反应类型；⑤

电子式与化学键

2. 过程与方法：①

通过知识的相互联系，引导学生从不同角度学习教学目标

知识，培养综合应用能力；②

通过金属的冶炼，培养学生的逻辑推断能力，归纳变化规律；③

通过对所学知识的回顾，培养学生不断复习的学习方法

3. 情感与价值观：①

通过海水的综合利用，增强学生的效率意识

②

通过金属的冶炼，培养事物的发展总有逐渐变化的过程的观点

教学重点

教学难点

金属冶炼原理、海水的综合利用、实验基本操作、电子式、化学键

海水的综合利用、实验基本操作

以海水的综合利用为背景，展开讨论海水中提镁、海水中提溴两个主教学方法

题，体现海水利用的原理和前景、金属冶炼的原理，落实氧化还原反应、离子反应、过滤、萃取、能源利用经济性等知识点

教学过程：

【教师讲授】

我们已经学习《必修1》和《必修2》，现在进行知识的梳理与总结。在整个必修模块里学习了：

主要知识点

核心内容

实验安全、物质的分离与提纯（过滤、蒸发、蒸馏、萃取）

氧化还原反应、离子反应

铁、铝、镁、铜及其化合物

化学实验基本操作

物质的分类

金属元素及其化合物

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非金属元素及其化合物

元素周期表、元素周期律

化学反应与能量

有机化合物

化学与可持续发展

氯、氧、氮、硅

金属活动性、原子结构、物质结构

化学反应与热能、电能，反应速率与限度

甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、营养物质

化学与开发、化学与环保

在《必修2》第四章里，分为两节：开发利用金属矿物和海水资源；化学与资源综合利用、环境保护。其中第一节主要阐述了化学与能源、材料开发的关系，通过从固体原料和液体原料获得金属单质和非金属单质；第二节主要阐述了化学在环保中的作用，利用化学提高原料的利用率、转变或除去有害物质以实现环境保护。

『巩固练习』下面我们回顾氧化还原反应部分：

1. 完成下列空格：

氧化剂具有

性，被

，

电子，化合价

，发生

反应，生成

产物

还原剂具有

性，被

，

电子，化合价

，发生

反应，生成

产物

2. 请分析以下三个反应的氧化还原情况（包括氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、电子得失数目）：

C + CO2 == 2CO

4HCl + MnO2 == MnCl2 + Cl2+2H2O

CaCO3 == CaO + CO2

3. 配平下列反应方程式：

NH3 + O2

→ NO + H2O

Cu + HNO3

→ Cu(NO3) + NO↑+ H2O 【点评梳理】

判断是否属于氧化还原反应的依据是物质的化合价是否改变。通过化合价升高（降低）判断被氧化（被还原）、失去（得到）电子，进而判断氧化产物（还原产物）、还原剂（氧化剂）、得失电子数。

『巩固练习』下面我们回顾物质的分离与提纯部分：

1. 指出下列物质的分离与提纯的方法：

①

碳酸钠粉末中少量碳酸钙杂质：

；

②

从海水中得到食盐：

；

③

从海水中得到较纯净的淡水：

；

④

提取水中溶有的少量碘单质：

；

⑤

炖鸡汤中的汤与油：

；

⑥

乙烷中含有少量乙烯杂质：

；

【点评梳理】物质的分离与提纯的方法中着重学习了过滤、蒸发、蒸馏、萃取四种。其中要第

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辨析蒸发与蒸馏的关系、萃取与分液的关系。在除杂的思路中把握住过量与适量，除去原有杂质与新引入杂质等关系。

①溶解过滤，蒸发结晶

②蒸发

③蒸馏

④萃取

⑤分液

⑥通入溴水

蒸发目的是获得溶质的晶体，蒸馏目的是获得沸点低的组分。萃取是将某物质从其溶液中提取出来，分液只是将两种不互溶的物质分开。

为了充分除杂，加入的试剂一般都得过量，但此时会引入新的杂质。在混合气体中除杂，试剂一般不选用气体，多选用液体或固体。⑥中不能选用氢气。

『巩固练习』【投影】下图为海水综合利用的关系图，请填写下图中空白的部分：

水

原子能发电业

相关工业

镁工业

溴工业

氯碱

工业

相关工业

钾盐

海水

海水

淡化工厂

制盐

工业

相关工业

参考答案：烧结镁，钾工业，溴，食盐，氯气，烧碱，氢气

【点评梳理】

海水中的资源十分丰富，如能提高资源的利用程度，既是提高的产率、降低成本，又是减少污染、保护环境。注意理解各个用途的化学原理。

『巩固练习』【投影】下图为海水提镁过程的路线图，请与同学讨论相关的三个论题：

目前世界上60％的镁单质是从海水中提取的。已知海水提镁的主要步骤如下：

海水

试剂①

(主要含NaCl

和Mg2SO4等)

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溶液

Mg(OH)2 试剂②

沉淀

MgCl2 溶液

无水

MgCl2 熔融

电解

Mg

【投影】论题一：主要反应及其原理

1. 为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可选用

，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应为

。

2.

试剂②可选用

，加入试剂②的量应为

。

3.

本生产流程主要牵涉三个化学反应：

a.海水→沉淀：

（离子方程式）

b.沉淀→溶液：

（离子方程式）

c.MgCl2→Mg：

（化学方程式）

4. 判断上述反应的类别。

是否属于离子反应？

是否属于氧化还原反应？（属氧化还原反应的分析其氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、电子转移数目）

属于四种基本反应类型中的哪种？

参考答案：NaOH溶液，过量。稀盐酸，过量。Mg2+ + 2OH- == Mg(OH)2↓

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

MgCl2 === Mg + Cl2↑

反应a、b、c都属于离子反应，反应c属于氧化还原反应

反应a、b属于复分解反应，反应c属于分解反应

【点评梳理】

通过除杂试剂的加入量，感受除杂中的过量与适量关系。通过阅读提取信息，练习化学方程式与离子方程式的书写，反应类型的判断，培养学习能力。

『巩固练习』【投影】论题二：实验操作

5. 海水中提镁中如何实现对镁离子的富集（

）

A. 直接往海水中加入沉淀剂

B. 高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂

C. 利用晒盐后的苦卤水，再加入沉淀剂

6. 加入试剂①后，能分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是

。

7. 晒盐原理的应用反映出水和NaCl的沸点高低关系如何？（NaCl属于离子晶体，H2O属于分子晶体，所以NaCl比H2O的沸点高）

8. 请画出NaCl和H2O的电子式。

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9. 请指出NaCl和H2O中存在的化学键类型。

10. 从节约能源、提高镁的纯度的角度分析，以下适宜的镁的冶炼方法是（

）

A. Mg(OH)2加热分解得MgO，在2800℃下电解得Mg

B. Mg(OH)2加热分解得MgO，与碳共热得Mg

C. Mg(OH)2与盐酸反应得MgCl2，在714℃下电解得Mg

D. Mg(OH)2与盐酸反应得MgCl2，与活泼金属反应得Mg 参考答案：C；

过滤；

NaCl的沸点比水的沸点高（因水先蒸发掉）

NaCl中有离子键，H2O中有极性共价键；

C

【点评梳理】

选择适合的方法进行镁离子的富集、镁的冶炼是渗透和应用环保的思维。

第5题中，基本能够排除A，B中高温加热的方法耗能。

『思考与讨论』【投影】论题三：金属的冶炼

11. 用物理方法能否将无水MgCl2转变为Mg？

12. 金属的冶炼方法与什么因素有关？由什么因素决定？

第10题中，B、D得到的Mg纯度不高，而从电解条件上，一般能够选择C。

【点评梳理】

分析镁的冶炼是突出化学的作用与地位，渗透冶炼方法与物质性质之间的关系，让学生理解性质决定物质的用途与冶炼。

『巩固练习』【投影】下图为海水提溴的资料卡片。某同学设计了模拟实验，请完成有关的习题：

资料卡片

海水提溴

目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产量的1/3左右。空气吹出法是用于工业

规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气置

换溴离子使之成为单质溴①，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和②

吸收剂SO2发生作用转化为氢溴酸以达到富集的目的。然后再用氯气将其氧化得到③产品溴。

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针对上述资料卡片内容，某同学设计如下实验模拟海水提溴：

实验目的：海水提溴

实验原理：反应①：

（化学方程式）

反应②：

（化学方程式）

反应③：

（化学方程式）

实验仪器：蒸馏装置、烧杯、玻棒、过滤器、集气瓶、分液漏斗、导管

实验药品：海水、水蒸气、氯气

等物质

实验步骤：⑴. 用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。

⑵. 向酸化的海水中通入适量的

，使溴离子转化为单质溴。

⑶. 向含溴单质的水溶液通入空气和水蒸气，将溴吹入盛有

的集气瓶内。

⑷. 向集气瓶内的溶液通入适量的氯气。

⑸. 用

萃取吸收塔中溶液里的溴单质。

1. 根据反应①、③，比较单质氯与单质溴的氧化性强弱：

。

2. 分析反应②的氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物

3. 步骤⑴中的蒸馏操作中，不需要注意的事项是

．．．

A. 蒸馏烧瓶需垫石棉网加热

B. 将温度计的水银球浸入溶液中部

C. 蒸馏烧瓶中需放少量沸石或碎瓷片以防止暴沸

D. 冷凝管的冷水应从下口进上口出

4. 步骤⑸中需进行萃取操作，下列有关萃取的叙述中错误的是：

．．

A. 本实验中不能使用酒精进行萃取操作

B. 可用普通漏斗代替分液漏斗进行萃取操作

C. 用四氯化碳进行萃取时，静置分层后，上层为水层

D. 分液时，下层液体从分液漏斗的下口出，上层液体从上口出

5. 步骤⑵所得溶液、步骤⑸所得溶液中共有的溶质是

；若将乙烯分别通入两溶液，可能出现的现象为

，反应方程式为

，上述反应属于

反应类型。

参考答案：2NaBr + Cl2 == 2NaCl + Br2

Br2 + SO2 + 2H2O == 2HBr + H2SO4

2NHBr + Cl2 == 2HCl + Br2

氯气、SO2、四氯化碳；

Cl2>Br2 ；

B；

B；溴；溶液褪色；略；加成。

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【点评梳理】

通过实验报告形式，给学生展开实验设计的基本步骤，也能培养学生从阅读材料中提取有用信息的能力。通过反应方程式、实验仪器、实验操作、现象分析等内容的考察

“酸化的浓缩海水”中需用硫酸，“使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用”能推导出是含有SO2的溶液，“萃取”能联想到四氯化碳。

【归纳总结】

海水是一个资源丰富的尚未完全开发的宝库。从海水中提炼金属单质Mg或非金属单质由此题目将复习的知识延伸至蒸馏，萃取等基本实验操作。

Br2都离不开化学反应，这可以从元素的化合价理解。提炼的主要思路是富集与提纯。

提炼过程中牵涉到许多实验操作和化学反应，如过滤、蒸发、蒸馏、萃取；氧化还原反应、离子反应、置换反应、复分解反应等。其中要辨析蒸发与蒸馏、萃取与分液、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物、被氧化与被还原等。

希望通过本课时的复习能够让大家体会化学对于资源开发的作用与地位、能够让大家理解海水提镁、海水提溴等工业生产的原理、能够让大家回顾学过的实验基本操作与氧化还原等知识点。

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