归纳与整理优质公开课教案

第四章

化学与自然资源的开发利用教学设计

(本章知识归纳与整理) 【学习目标】

1.了解金属的存在形式和冶炼方法和原理；掌握铝热反应的原理、实验及应用；了解金属回收和资源保护的意义。

2.了解海水淡化的方法，掌握海水蒸馏的原理；掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐、海水提溴、海水提碘。

3.了解当今存在的主要环境问题和一些环境保护的知识；通过学习养成环境保护意识和绿色化学思想。

【核心素养】

1.认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。

2.树立资源环保意识及合理开发意识。

3.培养多角度、全方位分析、思考问题，综合运用知识解决问题的能力。

【教学设计】

(知识回顾) 一.金属冶炼:

1.常用方法： △

△

热分解法：2HgO=====2HgO+O2↑ 2Ag2O======4Ag+O2↑

高温

高温

热还原法：Fe2O3+3CO========2Fe+3CO2↑ Fe2O3+2Al========2Fe+Al2O3

电解

电解

电解法：2NaCl（熔融）=========2Na+Cl2↑ MgCl2（熔融）==========Mg+Cl2↑

电解

2Al2O3（熔融）========== 4Al+3O2↑

冰晶石

2.其他方法： 湿法炼铜：Fe+CuSO4====Cu+FeSO4

高温

火法炼铜：Cu2S+O2=========2Cu+SO2

3.金属矿物资源的开发和利用： (1)原因 ①地球上金属矿物资源有限； ②金属冶炼消耗很多能量； ③金属冶炼造成环境污染。 (2)措施 ①提高金属矿物的利用率； ②使用其他材料代替金属材料，减少金属的使用量； ③加强金属资源的回收和再利用。 二.海水资源利用：

1.海水淡化：

2.海水制盐： (1)主要方法 ①从海水中提取食盐的方法是盐田法(又叫滩晒法)，其原理是把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。 ②盐田法历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法，现在还在广泛采用。 3.海水提溴：

4.海带提碘：

5.海水提镁：

6.新能源的开发：

（1）从海水中提取铀和重水，铀和重水是核能开发的重要原料。

（2）潮汐能、波浪能是待开发的新能源。

三.资源的综合利用：

1.煤的综合利用：

煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。

产品：焦炉气，粗氨水，煤焦油，焦炭

煤的气化：将煤转化为气体燃料的过程。

煤的液化：将煤转化为液体燃料的过程。

2.天然气的组成与综合利用：

①组成：天然气的主要成分是甲烷。

②综合应用

a．天然气是一种清洁的化石燃料。

b．作为一种化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等。

3.石油的综合利用: (1)石油的分馏：

利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。

(2)石油的裂化和裂解: 裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。

裂化的原理：在催化剂的作用下将含碳原子数多的重油（烃）断裂成碳原子数较少的烃的过程。 裂解的原理: 深度的裂化。

裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。

（核心素养解读）

1.科学探究与创新意识： 化学是一门以实验为基础的科学，科学探究是认识物质及其变化的重要活动。科学探究与创新意识核心素养的具体表现有：能发现和提出有探究价值的问题。能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行探究实验。能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。能提出进一步探究或改进实验的设想。 （例析）二氧化硫是一种危害严重的大气污染物，烟气脱硫是控制二氧化硫污染的主要技术手段。利用海水脱硫是一种有效的方法，其工艺流程如图所示：

某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2的吸收效率的措施，进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验，实验结果如图所示。 (1)根据图示实验结果，为了提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，下列措施正确的是________(填字母)。 A.降低通入含硫烟气的温度 B.减小通入含硫烟气的流速

C.减少天然海水的进入量 D.在天然海水中加入生石灰

（解析）总体看，SO2的吸收效率随温度的升高而降低；当温度和SO2的浓度一定时，SO2的吸收效率随烟气流速的增大而降低；当温度和烟气流速一定时，SO2的吸收效率随SO2浓度的增大而降低，所以，要提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率，应降低含硫烟气的温度、减小烟气流速。在天然海水中加入生石灰也可以提高SO2的吸收效率。 (2)天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3，使用空气中的氧气将其氧化，写出该反应的离子方程式___________________________。 （解析）

H2SO3具有还原性，能被氧气氧化为H2SO4。 (3)该小组采用如图装置在实验室测定烟气中SO2的体积分数(假设烟气中其余组分不能与水反应且不溶于水，实验在标准状况下进行)： ①上述装置连接的正确顺序是： 原料气→_____→____→____→_____→___。 (填a、b、c、d、e)

②下列试剂中(浓度、体积一定)，可以用来代替试管中的I2-淀粉溶液的是________(填字母)。

A.酸性KMnO4溶液

B.NaOH溶液 C.溴水

D.氨水

（解析）该测定实验的原理是烟气通过一定浓度一定体积的I2-淀粉溶液后，其中的SO2与I2发生氧化还原反应，恰好完全反应时，溶液的蓝色消失，根据碘的物质的量可求出SO2的物质的量(体积)；余下的气体排入广口瓶，将水压入量筒，由量筒中水的体积可确定剩余气体的体积。能与SO2反应且能明确指示反应终点的是酸性KMnO4溶液和溴水，故它们可以代替试管中的I2-淀粉溶液。 [点评]本题第(1)小题对相关信息(工艺流程，实验结果等)进行加工处理，获得结论，从而确定提高烟气中SO2吸收效率的措施；第(3)小题设计实验测定烟气中SO2的体积分数，较好地培养了科学探究和创新意识的素养。 2.科学精神与社会责任: 认识环境保护和资源合理开发的重要性，深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系；赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题进行正确的价值判断。 (例析)化学与生活息息相关。根据你的认知和体验，下列说法或做法不正确的是 ①绿色食品就是不使用化肥农药，不含任何化学物质的食品 ②为使蔬菜保鲜，常在其表面洒少许福尔马林溶液 ③为了防止某些富脂食物因被氧化而变质，常在包装袋里放生石灰

④酸雨是pH＜7的雨水，主要是由大气中的SO2、NO2等造成的

⑤75%酒精比无水乙醇用作医用消毒剂效果好

⑥为了延长食品的保质期，向其中添加大量苯甲酸钠等防腐剂

A.②④⑤

B.①②③⑤⑥ C.①②③④⑥ D.②③④⑤⑥ (解析) 绿色食品应具备条件：遵循可持续发展原则，按照标准使用化学物质生产的食品，①错误； 福尔马林有毒，不能用于食品保鲜，②错误； 在包装袋里放铁粉可防止食品氧化，生石灰只能用于干燥，③错误； pH＜5.6的雨水是酸雨，④错误； 75%的酒精既具有杀毒作用又具有渗透性，⑤正确； 防腐剂不能大量使用，⑥错误。 [点评]分析讨论资源的开发利用，从化学的角度关注能源、材料、饮食、健康、环境等热点问题，运用绿色化学思想分析讨论化工生产中的相关问题，都能较好地发展科学精神与社会责任的素养。