第二节　资源综合利用　环境保护教案3

人教版必修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2课时

教材分析与教学建议

一、本章内容的地位和功能

高中化学必修模块既要为全体学生的发展提供必需的化学基础知识和基本技能，又为继续学习选修课程的学生准备必要的基础。同时注意对学生进行过程与方法和情感态度与价值观的教育，以提高全体学生的科学素养。《普通高中化学课程标准》中，对必修模块确定了6个主题，分别是“认识化学科学、化学实验基础、常见无机物及其应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展”。本章是完成最后一个主题“化学与可持续发展。”

1．STS方面——有利于加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类和自然协调发展中可能会遇到的问题，培养做出明达决策的意识和能力。

2．学科教学方面——有利于将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括无机物之间的转化，如在固态和溶液状态下，金属及其化合物、非金属及其化合物的反应等；有机物之间的转化如裂解反应、聚合反应等。

3．对于学生进一步确定学习后续选修模块，乃至升学、就业方向也可能会产生影响。

二、内容结构与特点分析

1．体系构建

从三个层次构建其内容体系，其核心的观念是人与自然的关系：

其次是认识化学在自然资源的开发利用中所起的作用：

人

环境保护

综合利用自然资源

自然

化学变化

自然资源

可获得有用的物质

可获得能量

1

其三，选取典型实例帮助学生获得这一认识。可选择的素材很多，教材选择学生前面已学过的基础知识作为切入口。

金属矿物的开发利用

从自然界获得有用的物质和能量

研究化学变化

海水中水资源、化学资源的开发利用

无机物知识的归纳拓展

从煤、石油、天然气中获得基本化工原料

合成自然界原本没有的物质

以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

有机物知识的归纳拓展

2.内容选择、呈现

（1）突出主题，将科学教育与人文教育融为一体

本章与其它章节相比，情感态度与价值观目标显性化这一特点体现得非常明显。本章中的知识内容更多表现为载体的作用，通过对化学基础知识的学习，更主要的教学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。

人类能源的来源全部都是从自然界中得到，其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。仅注重资源的开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源，还要好好保护环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用与环境保护方面同样有用武之地。

（2）体现基础性、时代性和选择性

基础性：表现为紧紧围绕金属矿物、海水和化石燃料这些重要自然资源综合利用中的化学基本原理和基础知识，例如：①氧化还原反应原理及其应用；②金属活动性顺序；③典型非金属元素——卤素及其化合物之间的化学转化；④分离混合物的基本操作——蒸馏、分馏；⑤具有典型结构的有机物——乙烯的聚合反应等。

时代性：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。如绿色化学的原理，“原子经济”等。

选择性：表现为教学内容的典型性和示范性，教学要求的基础性和发展性，教学活动的

2

多样性。设有“思考与交流”、“科学探究”、“资料卡片”等多种栏目，老师可以根据教材提供的内容，结合自己的教学经验和学生实际情况，重新调整和补充教学内容。指导学生通过上网、去图书馆和实际生产中进行参观、调查，进行专题报告等多种方式丰富教材内容，启发他们对某些课题进行更深入的学习和研究。

（3）更新呈现方式，促进学生学习方式的转变

通过多样的呈现方式，帮助学生理解化学与可持续发展这一主题，主要目的在于改变学生被动接受式的单一学习方式，促进学生多样化的学习方式的转变；同时在评价方面，改变只重视知识理解和掌握的学习结果，在本章中同时追求多元化学习目标，重视过程的理解和体会；认识教材只是学生学习资源的一种而不是全部。

三、内容与教学目标要求

1．本章内容在必修模块和选修模块中的要求对比及知识与技能目标要求

第一节

开发利用金属矿物和海水资源

必修《课程标准》

以海水资源、金属矿选修《课程标准》

了解海水的综合利必修知识与技能目标要求

基本要求：

知道根据金属的活动性不同，可分别采用加热、物的综合利用为例，用，认识化学科学发1．了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源综合利用方面的重要价值。

展对自然资源利用的作用。（选修2）

讨论社会发展和科技进步对材料的要求，认识化学对材料科学发展的促进作用。

电解、还原剂还原等方法冶炼金属。并能从能量的角度选择金属的冶炼方法。能够书写相关的化学方程式。

2．知道海水淡化的几种方法；掌握海水蒸馏的原理。

3．知道从海水中提取溴、碘的原理。了解非金属置换反应。

4．能参照海水提取镁的过程中化学原理写出有关的化学方程式。

弹性要求：1.初步学会梳理无机物之间的转化（镁及其化合物的关系）2．能用自己所学的化学知识对一些化工生产流程的原理步骤进行简单的解释或分析。

不宜拓展：金属冶炼及海水综合利用的化工工艺技术。

3

第二课时

海水资源的开发和利用

教学目标

1．知识与技能：

（1）知道海水淡化的几种方法；知道海水蒸馏的原理

（2）知道从海水中提取溴、碘的原理，了解非金属置换反应

（3）能参照海水提取溴、镁的过程中化学原理写出有关的化学方程式

2．过程与方法：

（1）通过阅读课本和相关资料了解有关海水资源开发利用知识，学会对所获信息进行加工，归纳概括形成一定结论的能力。

（2）通过海带中提取碘实验，初步学会能用自己所学的化学知识对一些化工生产流程的原理步骤进行简单的解释

（3）通过设计海水提溴方案，初步了解工业生产基本流程

（4）通过阅读相关资料，了解缓解能源和资源紧张问题的途径是开源和节流

3．情感态度与价值观：

感受海水资源开发利用同人类生活的紧密联系，体会到可持续发展原则在自然资源开发利用中的必要性，树立合理开发意识

教学过程

环节一

海水资源的开发利用

【学生活动】阅读P90海水资源的开发利用，思考以下问题

【投影】

（1）海水资源开发利用总体可以分成几类？

（2）海水淡化主要遇到什么问题?最常用的方法是什么，优缺点分别为什么？

（3）海水淡化怎样与能源利用相结合？

（4）从海水获得有用物质，需要解决的问题是什么？你能理解为何说海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向呢？

（5）在我国，海水除了被利用制盐，还有什么其他发展？

【学生讨论归纳】

1、海水资源的开发利用总体分类

（1）海水的直接利用；

（2）海水的淡化；

（3）制盐和以盐为原料的盐化工；

（4）提取海水中溶存的有用元素。

4

2、海水淡化的方法: ①蒸

馏

法（最先使用，技术成熟，但成本高）

②电渗析法（成本低，但未能大量生产）

③离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）

3、学生开放性汇报自己所了解到得海水资源综合开发例子。

环节二

海带中提取碘

【学生活动】阅读实验4-2步骤，思考以下问题

（1）为何在灼烧前用刷子刷净不能用水冲洗？

（2）很多氧化剂都能氧化碘离子，用H2O2有什么好处？还可以选择哪些试剂代替H2O2达到实验目的？

（3）如何检验碘单质的生成？

【实验】4-2 【学生活动】观察实验，描述实验现象，分析上述问题

【投影】海带中提取碘

1．海带为什么不能用水冲洗？

海带中的I-会溶解在水中，造成损失，同时导致海带不容易燃烧。

2．为什么用H2O2氧化I-，而不用其他的氧化剂？

用H2O2氧化I-，

H2O2

是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染。

3．如何检验碘单质的生成？

滴加淀粉溶液后观察溶液是否呈蓝色

【学生活动】

引导学生画出实验流程图

【投影】

海带中碘的提取

加稀硫酸

酸化

加H2O2

氧化

滤渣

干海带

灼烧

灰烬

加蒸馏水

煮沸2~3分钟

浸取

加淀粉溶液

检验

浊液

过滤

滤液

含碘

溶液

溶液显蓝色

环节三

海水中提溴

【思考】海水里有大量的Br

，工业上需用Br2，实现该转化的原理是什么？同海带中提取碘在原理上有什么相似点和不同点？

【归纳】Br

Br2，氧化剂可选氯气，不可选用H2O2

5 －－氧化剂

【思考与交流】

设计实验方案模拟海水提溴，根据资料卡片试着将海水提取溴的流程图完成

【投影】

【学生活动】写出上述海水提取溴的化学反应方程式（引导学生根据氧化还原反应原理分析溴与二氧化硫反应后的产物）

【投影】海水提溴原理

2NaBr ＋

Cl2

＝Br2 ＋2NaCl Br2

＋

SO2

＋

2H2O ＝

2HBr ＋

H2SO4

2HBr ＋

Cl2

＝

Br2 ＋

2HCl 【思考】化学原理和实际应用只有一步之遥,对吗？

【学生讨论】化学反应原理与实际应用有相当大的距离。

【小结】工业生产一般包含以下几个过程——预处理、分离提纯、制备、产物检验和提纯，例如，海带灼烧成灰、海水要先浓缩，都是原料的预处理。

环节四

自然资源的开源和节流

【学生活动】阅读“科学视野—自然资源的开源和节流”

【小结】开源节流与我们生活有关，应该从我做起；开源节流是人类可持续发展、人和自然和谐共存的有效措施。

【练习】P93 第四题—海水中提取镁

浓缩海水

通入Cl2

二次氧化

通入Cl2

一次氧化

溴水

通入空气和水蒸气

吹出

吸收塔

富集

含HBr溶液

溴水

分离提纯

Br2

通入SO2

6