第二节　资源综合利用　环境保护名师教学视频（文字实录）

《开发利用金属矿物和海水资源》教案

一、

教学目标

知识与技能 1．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。常识性介绍金属回收和资源保护的意义

2．揭示化学与可持续发展的重要关系。

3．树立资源保护意识及合理开发意识。

4．初步培养自主查阅资料的能力

5．使学生初步掌握化学实验基本操作、基本技能

。

过程与方法

1．自主学习，培养学生自学能力。

2．活动动探究，通过了解金属资源的开发；金属冶炼；人类冶炼和使用金属的历史；金属资源的回收和再利用；海洋资源的类型；海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。

情感态度与价值观

1．帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。

2．通过金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学。

二、

教学重、难点

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。

三、

教学方法

引导法

四、

课时

2课时

五、教学过程

介绍金属在自然界中的分布、存在形态、储量以及金属资源的回收和保护的必要性（配合金

属及矿物的实物录象和旁解录音，简介我国金属矿产资源在世界的排名情况，树立人均拥有资源的意识）

学生活动

观看，倾听，体会

师:提问,金属的存在形态有什么规律？ 生：学生思考，回答 师（小结）：少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金和铂以及少量的银和铜，较活泼的铁只能存在于陨石中，而化学性质活泼的金属，在自然界中总是以化合态存在。但在实际生产和生活中应用的金属材料却往往是纯金属或合金，着就需要把金属从金属矿物中提炼出来，这就叫做金属的冶炼。 生： 学生领会规律，了解金属冶炼的意义。 师：（1）你知道从金属矿物中提炼金属，一般要经过哪些步骤？关键的一步是什么？ （2）要将化合态的金属矿物转化为金属单质，有哪些方法？其实质是什么？ 师指导阅读：看课本第80-81页内容 生：学生阅读教材，展开讨论，并用自己的语言加以概括回答

板书小结：

一、金属矿物的冶炼

（一）金属矿物的冶炼步骤： 矿石富集——金属冶炼——金属精炼 （二）金属冶炼的化学方法的实质： 利用还原的方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 （三）金属冶炼的一般方法： 1．热分解法 2．热还原法 3．电解法 师举例讲解：不活泼的金属汞和银的氧化物不稳定，受热易分解生成金属单质和氧气；较活泼的金属如铁等和不活泼金属铜的氧化物较稳定，受热不易分解，需用还原剂（焦炭、一氧化碳、氢气、铝）来还原；活泼金属如钠、铝等氧化物非常稳定，加热或热还原剂均无法使其分解，只能用最强的还原手段即电解法使其氯化物、氧化物还原。（板书有关化学方程式） 师组织讨论：请结合金属活动性顺序表总结金属冶炼方法的一般规律。 生：领会，思考

生：讨论，总结，归纳 记笔记，并领会其规律。

生（思考）：金属的活泼性与金属的冶炼方法有何关系？

学生思考,讨论，总结，归纳

师组织练习： 1．请完成下列化学方程式，标出电子转移数目和方向： (1)Fe2O3+C—— (2)PbO2+CO—— (3)MgCl2——(电解)

生：练习书写化学方程式 2．已知金属硫化物矿煅烧一般生成金属氧化物和二氧化硫，请再结合已学的知识和课本中“湿法冶金”的小资料完成并写出下列化学方程式： (1)我国北宋初期湿法炼铜（只要求写离子方程式）

加热 (2)HgS+O2——

高温 (3)FeS2+O2——

（化学Ⅰ不作要求） 生： 领会信息，解答习题

师：（小结） （1）练习评析 （2）强调指出：冶炼金属时要考虑原料及反应条件的选择问题；对于某些不活泼的金属如铜和银等，也常用电解盐溶液的方法进行精炼。但电解法要消耗大量电能，成本较高。 师过渡设问：（1）地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不能再生的，随着人们的不断开发利用，矿产资源将会日渐减少，如何解决这一难题呢？ 学生自我评价后，修正。 生： 领会，记笔记或划书。 （2）金属制品在使用过程中会被腐蚀或损坏，同时由于生产的发展，新的产品要不断替代旧的产品，因而每年就有大量废旧金属产生。废旧金属是一种固体废弃物，会污染环境，应该怎样解决这类问题？

生：

看课本第99-100页，讨论后，自由发表意见，并进行交流。 【例题剖析】

【例1】关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（ ）

A 金属元素仅存在于矿物中。

B 金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。

C 少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。

D 金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。

[思路点拨] 金属在自然界的分布很广，无论是矿物，还是动植物体內，或多或少地都含有金属元素。这些金属元素除了少数化学性质不活泼以游离态存在外，大多数化学性质较活泼的金属，在自然界以化合态存在。

答案:C 、D。

【例题剖析】

【例2】下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是（ ）

A 2Na + MgCl2 ==== 2NaCl + Mg 电解

B MgCl2 (熔化) ===== MgO + Cl2 高温

C 2MgO ===== 2Mg + O2

高温

D MgO + C===== MgO + C 【教师精讲】

工业上冶炼镁不能用比镁还昂贵的钠作原料去还原MgCl2，可采用电解MgCl2

(熔化)的方法。若用氧化镁为原料，也不能采用高温分解法，因为镁属于活泼金属，其氧化物熔点很高（2800℃）。可用焦炭在高温下去还原氧化镁而得到镁。故选 B 、D。 【实验4-1】

注意事项：实验时要注意安全，反应装置应远离易燃物；铝粉要细（200目以上），最好用铝银粉（商业名称）；预先擦去镁带的氧化膜，长度约需10 cm（过短热量不够，影响实验效果。

二、金属的回收和资源的保护：

把废旧金属作为一种资源，加以回收利用，既减少了垃圾量，防止 ，又缓解 的 矛盾。

师（提问）：（1）请看插图并联系生产和生活实际，说说金属回收再利用的意义？

（2）你认为本节课的重点应该是什么？

师（小结）： 本节课的重点是掌握金属冶炼的一般原理及常见的金属冶炼的三种方法，并能利用金属冶炼的一般规律正确书写有关化学方程式，标出电子转移数目和方向。同时，要充分认识金属回收利用和资源保护的重要意义，牢固树立环境保护意识和开发、节约资源的观念。 第2 课时

师：放映录像（或幻灯片）：海水资源介绍→提出问题：利用海水资源，要解决哪些问题？→呈现录像（或幻灯片）：海水淡化装置→实验演示（原理分析）→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。

生：

阅读课本，归纳、总结

师：课前布置任务，搜集海水资源开发资料→小组汇报→提出海水淡化装置设想（包括原理分析）、海水提溴、海带中I检验→相互评价→研讨：自然资源的开源节流。

生1：思考问题，归纳整理

生2：原理分析

【例题剖析】

【例1】据报导，1999年7月2日在河北省沧州市歧口附近海域发生面积400km2的赤潮，以酱紫色为主；同日12点天津海域也发生25km2赤潮；7月3日上午9时，河北沧州、天津赤潮面积已扩大至1500 km2。去年在广东、香港海域、渤海湾均出现了更大面积的赤潮。赤潮是指在一定条件，海域中的某些生物在短时间内大量繁殖或聚集的现象，常使海水变红、褐色。赤潮生物主要是甲藻、硅藻，也包括一些原生动物、细菌等。赤潮是一种严重的海洋灾害，不仅污染环境，而且对海洋养殖业构成极大威胁。请根据以上资料回答下列问题：

从化学因素、环境因素方面，分析赤潮发生的原因。

从生物学原理上分析，赤潮生物大量繁殖会对其他海洋生物产生那些不良影响？

如何防治赤潮？

【教师精讲】

本题以“赤潮”这一环境问题为切入点，利用所给的材料，联系生物、化学、地理等学科知识，考查学生有关的知识及能力。各科考查的知识内容如下：生物：光合作用；呼吸作用；赤潮生物产生的毒素对人体及其它生物的影响作用；有关的生态知识（如：食物链，非生物及生物因素对生物的影响作用，种内、种间斗争等）；藻类植物。

化学：排入海水中的N盐和P盐。

地理：地理位置，地理条件。环保：水体富营养化。考查的能力包括：获取信息的能力，对知识的理解及迁移能力，理论联系实际的能力，分析综合能力及创造性思维能力。本题属于基础知识、基本能力综合型。题目比较新颖，考查的知识网络清晰，对

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能力的要求较多且较高，综合性强，解题是能有较大的思考空间，题目难度较大。

答案：

（1）地理条件：春夏季节，雨过天晴，风和日丽，洋流缓慢，水温较高，易发生赤潮。去年和前年渤海发生大规模的赤潮，就与这些气候、地理条件有关。

（2）生物因素：赤潮生物（主要是甲藻、硅藻）在量繁殖。

（3）化学因素：海水中的营养盐（主要是氮盐和磷盐）以及一些微量元素、有机物的存在直接影响着赤潮生物生长，繁殖和代谢，这些化学因素是赤潮生物形成和发展的基础。

（4）环境因素：由于环境污染日益加剧，农业生产施肥灌溉，冲刷出来的废水中含有氮和磷；通常工业废水中含有有机物、重金属、无机盐；生活废水中也含有大量有机物、营养盐氮和磷，这些废水常未经处理源源不断的流入江河，最后流入大海。使的大海中氮和磷的含量过剩，造成海水的富营养化，赤潮生物大量繁殖起来。所以，环境污染造成的海水水体富营养化是赤潮发生的根本原因。

对赤潮生物大量繁殖的现象，要充分考虑到它们与其他生物或非生物的相互影响作用（即要考虑到生存斗争的问题）。这样才能比较全面的概括出赤潮对海洋的生物的危害。这种危害主要以下几种方式：（1）施放毒素，在水中的鱼、虾、贝等生物吞食这些产生毒素的赤潮生物后，会引起中毒死亡。即时没有死亡，当这些沉积毒素的海产品被误食也会引起人体或其他生物体中毒而产生危害。

赤潮的危害

（1）有些赤潮生物能向体外分泌黏液，妨碍海洋生物的滤食和呼吸，重者会窒息死亡。

（2）赤潮生物大量消耗氧气，造成水体溶解氧减少，影响海洋生物的生存。

（3）大面积的赤潮挡住阳光，影响海洋植物的光合作用，破坏食物链。

赤潮对海洋生物既然会造成巨大危害，我们就应该想办法对赤潮进行预防和治理。

赤潮的防治

（1）建立完善的赤潮监管系统，及时发现赤潮，采取防范措施: （2）控制污染：减缓或扭转海水富养营化。

（3）喷洒化学药品直接杀死赤潮生物，或喷洒聚凝剂，使生物粘在一起，沉降到海底。

（4）机械方法：可通过机械设计把赤潮海水吸到船上进行过滤，把赤潮生物分离。

（5）用围栏把赤潮发生区围隔起来，避免扩散、污染其它海域。

二、活动建议

1.开展协作学习

提出课题，例如，金属元素在自然界中的存在、分布；金属资源的开发；金属冶炼；人类冶炼和使用金属的历史；金属资源的回收和再利用；海洋资源的类型；海水资源的开发及利用现状；海水淡化的现状及前景；自然资源和可持续发展的关系，这些课题为广大同学提供了丰富的研究性学习的机会，完全可以让学生在课余就以上全部或部分问题开展研究性学习，通过查找资料、进行专家访谈或进行研讨等活动，既有利于达成本节学习目标，又调动了学生学习的主动性、积极性，同时还锻炼了能力并增强了学生的社会意识和社会责任感。

2.组织科学探究

（1）

为什么不同金属的冶炼方法不同？

冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。由于不同的金属离子的电子的能力不同，所以冶炼的方法不同。

（2）

金属活动顺序与金属冶炼

金属活动性序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。

金属的活动顺序：

金属原子失电子能力

金属离子得电子能力

主要冶炼方法

K Ca Na Mg Al 强

→

弱

弱

→

强

电解法

热还原法

热分解法

Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au （3）为什么人类使用铁器比使用铜器晚？

金属使用的先后与金属冶炼的难易有关。

（4）海水提溴和海带中I检验

海水提溴只要原理符合即可；I检验，提出问题讨论：很多氧化剂都可以氧化I，用H2O2有什么好处？（颜色变化明显）

三、问题交流

【思考与交流】

1.目前海底矿藏资源的勘探和开采技术还不够成熟，

要投入实用更面临许多课题。除了成本比陆地高以外，还存在破坏生态环境等问题。有资料表明，开采海底矿藏作为一个产业将在2010年至2030年才能形成。 2.废旧金属资源的再生利用肩负着提供新资源、改善环境和保护人类生存条件等任务，是一

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项利在当代、功在千秋的社会性公益事业。通过查阅有关资料，帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识。

课堂小结

这节课我们学习了海水资源的开发和利用，通过学习，我们知道：海水是一个巨大的资源宝库，从海水中我们可以提取许多重要的化工产品，同学们要努力学习，掌握先进的科学技术，让海水更好地造福人类。