归纳与整理教学设计实例

课题

第四章

化学与自然资源的开发利用（复习篇）

计划课时

3

节

1.了解海水资源及其利用。

2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。

3.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提溴，海带提碘。(重难教学目标点) 4.了解海水综合利用的重要方向。5.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

6.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。(重点) 7.了解节约能源和防止污染的重要性。

8.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

教学重点：

教学难点：

教学方法

掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提溴，海带提碘。

了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

掌握金属矿物质的开发利用

查阅资料、交流讨论、探究式

教

学

内

容

及

教

学

过

程

【引入】（网络构建，总览全局）

一、金属矿物的开发利用

二、海水资源的开发利用

三、化石燃料的综合利用

(1)煤的综合利用

(2)石油的综合利用

(3)天然气的综合利用

(4)三大合成材料：⑰、⑱、⑲。

四、环境保护

【答案】

△一、①2HgO=====2Hg＋O2↑

高温②2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe

电解③2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

冰晶石二、④蒸馏法

⑤2I＋2H＋H2O2===I2＋2H2O ⑥Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2

三、⑦有机物和无机物

⑧隔绝空气

高温⑨C(s)＋H2O(g)――→CO(g)＋H2(g) ⑩碳氢化合物

⑪沸点

⑫较多

⑬较高

⑭裂化

⑮甲烷

⑯氨

⑰塑料

⑱合成橡胶

⑲合成纤维

四、⑳大气

○源头

○100% 【链接高考】揭秘最新高考一

金属的冶炼和海水资源的综合开发利用

金属的冶炼和海水的利用的考查近几年高考中常常涉及。命题角度主要有①常见金属的冶炼原理及方法选择；②海水中提Mg、Br2、I2等；③海水淡化的原理等。预计今后的高考方向仍会涉及上述命题角度。

(2014·全国新课标卷Ⅱ节选)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。

回答下列问题：

(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是________(填序号)。

①用混凝法获取淡水

②提高部分产品的质量

③优化提取产品的品种

④改进钾、溴、镁等的提取工艺

(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2，并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3，吸收1 mol Br2时，转移的电子数为________mol。

(3)海水提镁的一段工艺流程如下图：

2122－＋

浓海水的主要成分如下：

离子

Na＋

Mg2＋

Cl－

－SO24

浓度/(g·L－1) 63.7 28.8 144.6 46.4 该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为____________________，产品2的化学式为________，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为________g。

【知识点归纳】1．金属的冶炼

电解(1)K—Al：电解法如2KCl=====2K＋Cl2↑

熔融(2)Zn—Cu：热还原法(常见还原剂有C、Al、CO、H2等) 如Fe2O3＋3CO高温,2Fe＋3CO2

高温3CuO＋2Al=====

3Cu＋Al2O3

△(3)Hg—Ag：热分解法如2HgO=====

2Hg＋O2↑

2．海水的综合开发利用

(1)海水的淡化：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。

(2)海水提取Mg、Br2、I2等。

揭秘最新高考二

环境保护

环境保护是当今社会的重要问题，也是高考命题者特别关注的问题。命题角度主要

有①常见的环境污染(如大气、水、土壤等)；②环境的保护措施；③绿色化学等。预计今后高考命题有可能更加关注绿色化学。

(2014·天津高考)化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是(

) A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素

D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放

(2011·福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是(

) A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体

B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

C．节能减排符合低碳经济的要求

D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺

【知识点归纳】

1．环境污染热点问题

(1)酸雨：硫的氧化物以及所形成的硫酸随雨雪降到地面形成硫酸型酸雨。

(2)工业四废：废水、废气、废渣、废热。

(3)粉尘：煤、矿石等固体物料在运输、筛选、粉碎、卸料等机械处理过程中产生的或风扬起的灰尘等。

(4)破坏臭氧层的物质：SO2、NO、NO2、氟利昂(CF2Cl2)。

(5)大气主要污染物：SO2、NOx、CO、粉尘等。

(6)温室效应：人口激增是导致温室效应加剧的主要原因。空气中CO2增加是造成温室效应的主要因素。

(7)水体富营养化：赤潮、水华。

(8)氰化物：CN－有剧毒(电镀液中常含有)，含CN－的污水、废气会严重污染环境。

(9)汞：极毒，不慎洒出，可在汞上撒上硫粉(Hg＋S===HgS)；为了排除室内汞蒸气，排风机应装在墙的下部。

(10)Cu、Hg、Pb等重金属盐可使人中毒，误食后应速喝大量生蛋清或生牛奶。

(11)NaNO2：有毒，外观类似食盐，易误食，NaNO2进入血液，可把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能，造成组织缺氧。

(12)聚乙烯一次性使用的塑料垃圾带来的白色污染。

(13)室内装饰材料释放的甲醛、苯、放射性物质及吸烟、厨房油烟等产生的居室污染。

(14)强烈致癌物质：食品污染物苏丹红、二英。

(15)食品安全问题：地沟油、瘦肉精、食品添加剂过度使用。

2．绿色化学

(1)绿色化学的最大特点是在起始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。

(2)绿色化学的核心内容之一是“原子经济”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。

【课堂总结】

一、开发利用金属矿物质

1．金属的冶炼

(1)原理：Mn＋＋ne－===M。

(2)方法：①热分解法——适用于不活泼金属；

②热还原法——适用于较活泼金属；

③电解法——适用于活泼金属；

④其他方法。

(3)铝热反应。

①反应特点——高温、放出大量热、生成金属呈熔融态。

②应用——焊接钢轨；炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等。

2．金属资源的合理开发利用的有效途径

(1)提高利用率；(2)减小使用量；

(3)寻找替代品；(4)回收再利用。

二、海水资源的开发利用

1．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。

2．证明海带中含有碘元素的流程

3．海水提溴

①反应原理：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

热空气Cl2Cl2蒸馏②工艺流程：海水――→Br2――→溴蒸气――→HBr――→Br2――→液溴

吹出吸收4．海水提镁

HCl石灰乳HCl浓缩电解海水――→Mg(OH)2――→MgCl2(aq)――→MgCl2·6H2O――→MgCl2――→Mg △三、资源综合利用和环境保护

1．煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。

2．水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。

3．石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。

4．绿色化学的核心是：杜绝污染源，实现零排放。原子利用率为100%的反应类型有：化合反应，加成反应，加聚反应。

5．常见污染：空气污染、水体污染、土壤污染等。

SO2【课堂练习】1．(双选)(2015·长春高一检测)下列说法正确的是(

) A．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂

B．用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠

C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物

高温【解析】

铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3，A项对；电解NaCl溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解熔融NaCl的方法制取，B项错；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应该用电解熔融Al2O3的

方法制取，C项错；D项对。

【答案】

AD 2．(2015·广东六校一联)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也叫可入肺颗粒物，与肺癌、哮喘等疾病的发生密切相关，是灰霾天气的主要原因，它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)等，下列与PM2.5相关的说法中不正确的是(

) A．大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量

B．开发利用各种新能源，减少对化石资源的依赖

C．多环芳烃是强致癌物，能吸附在PM2.5的表面进入人体

D．PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素

【解析】

A项，电动车不排放尾气；B项，新能源如氢能、太阳能、核能等很少排放PM2.5；C项，多环芳烃如苯并芘是强致癌物，能吸附在PM2.5的表面进入人体产生危害；D项砷是非金属元素。

【答案】

D 3．化学与环境保护、污染治理等密切相关，下列说法正确的是(

) A．绿色化学的核心之一就是利用化学原理对环境污染进行治理

B．最理想的“原子经济”就是原子利用率为100% C．白色污染就是指白色废物造成的污染

D．地沟油是从食用油的废油中提炼出来的，所以不存在安全隐患，可大胆食用

【解析】

绿色化学的核心是不产生污染，而不是污染后再治理，A错；白色污染指的是塑料污染，与污染物的颜色无关，C错；地沟油是从饭店的地沟中捞出的食用油，有的已经腐败变质，无论如何提炼，里面的毒素不可能完全消除，因此地沟油不可食用，D错。

【答案】

B 4．上海要建成资源节约和生态保护型省份。下列措施或说法不符合这一理念的是(

) A．推广“绿色自由”计划，吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油

B．做好空气质量预报工作，以便污染程度高时进行有效防护

C．工业废水的“再生”处理，用于道路保洁、城市喷泉和洗车等

D．利用风能、生物能发电，强制实施火力发电用煤的脱硫处理

【解析】

A、C、D均能减少环境中的污染物，而B项只是来监测环境质量，对污染物的减少没有直接的意义。

【答案】

B 5．南太平洋岛国图瓦卢陆地最高处仅海拔4.5米，由于海平面日渐升高，这个岛国被迫全国移民到新西兰。该国前总理佩鲁曾声称图瓦卢是“温室效应的第一个受害者”。目前该国正面临生存环境恶化的局面。

请根据以上材料分析：

(1)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为因素主要是_____________________________________________。

(2)为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底，以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化，可采用的措施是________。

A．减压、升温

C．减压、降温

B．增压、升温

D．增压、降温

(3)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”，把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质。

①如将CO2和H2以1∶4的比例混合，通入反应器。在适当的条件下反应，可获得一种重要的能源。请完成以下化学方程式：CO2＋4H2―→________＋2H2O。

②若将CO2与H2混合，在一定条件下以1∶3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水，该化工原料可能是________。

A．甲烷

C．乙醇

B．乙烯

D．苯

【解析】

(1)温室效应主要由CO2引起，因此引起温室效应的人为因素主要是大量燃烧煤、石油等化石燃料。

(2)增大压强，降低温度有利于CO2液化。

(3)根据元素守恒即可得到：CO2＋4H2―→2H2O＋CH4,2CO2＋6H2―→4H2O＋C2H4。

【答案】

(1)大量燃烧煤、石油等化石燃料

(2)D

(3)①CH4

②B 6．从海水中可提取多种化工原料，下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图。试回答下列问题：

(1)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式：

_____________________________________________；

_____________________________________________。

(2)以上海水的综合利用过程中，哪一种操作肯定会引起氧化还原反应的发生？________。

(3)电解无水MgCl2可制取镁和氯气，其中副产品氯气和粉末状熟石灰可制得漂白粉，制漂白粉的化学方程式：

_____________________________________________。

(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到________问题。

【解析】

(1)贝壳的主要成分为CaCO3，对其煅烧制得CaO，CaO加水即可制得Ca(OH)2；(2)电解饱和食盐水和熔融MgCl2属于氧化还原反应；(3)制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；(4)在工业生产中主要考虑经济效益问题。

煅烧【答案】

(1)CaCO3=====CaO＋CO2↑

CaO＋H2O===Ca(OH)2

(2)电解

(3)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (4)经济效益

[作业]练习册相关习题

一、开发利用金属矿物质

1．金属的冶炼

(1)原理：Mn＋＋ne－===M。

(2)方法：①热分解法——适用于不活泼金属；

②热还原法——适用于较活泼金属；

③电解法——适用于活泼金属；

④其他方法。

(3)铝热反应。

①反应特点——高温、放出大量热、生成金属呈熔融态。

②应用——焊接钢轨；炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等。

2．金属资源的合理开发利用的有效途径

(1)提高利用率；(2)减小使用量；

(3)寻找替代品；(4)回收再利用。

二、海水资源的开发利用

1．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。

2．证明海带中含有碘元素的流程

板书设计

3．海水提溴

①反应原理：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

热空气Cl2Cl2蒸馏②工艺流程：海水――→Br2――→溴蒸气――→HBr――→Br2――→液溴

吹出吸收4．海水提镁

HCl石灰乳HCl浓缩电解海水――→Mg(OH)2――→MgCl2(aq)――→MgCl2·6H2O――→MgCl2――→△Mg 三、资源综合利用和环境保护

1．煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。

2．水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。

3．石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。

4．绿色化学的核心是：杜绝污染源，实现零排放。原子利用率为100%的SO2

能够正确把握好课堂教学，善于发现问题，是实现“反思性教学”的优秀教学反思参考

资源

课堂。教学内容、教学方法、学生的参与性都有很好的提升。在教学设计上根据课程标准严格要求学生以及按照学生的实际情况出发，以免目标太高或太低，是学习效率低下，达不到培养学生能力的要求。

《创新设计》