归纳与整理教案（名师）

第四章

化学与自然资源的开发利用

归纳与整理

一、教材分析

人教版高中化学必修二第四章包含第一节

《开发利用金属矿物和海水资源》和第二节《化资源综合利用、环境保护》。第一节教学内容主要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，解释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。因此，教学要围绕这一教学目标展开。

第二节教材从资源利用和环境保护这一视角，进一步阐明化学和人类可持续发展的关系，与上节内容相辅相成。纵观历史，从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源,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。仅仅注重资源开发是远远不够的，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，还要保护好环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。因此，在学习第一节内容之后，教材又安排了第二节内容，能使学生对化学与可持续发展有一个全面的认识。

二、三维目标

知识与技能：使学生了解金属冶炼的一般原理，使学生理解金属单质的活泼性与选择冶炼方法之间的联系。开发利用金属矿物和海水资源，常识性介绍金属的回收和利用，了解化学与资源综合利用。培养学生的环境意识和资源观念。

过程与方法：1．自主学习，自主归纳冶炼金属的方法，金属的回收和资源保护的有关知识。开发利用金属矿物和海水资源，了解化学与资源综合利用。加强环境意识。

2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。

3．探究与活动，通过复习，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。

情感、态度与价值观

1．通过复习，进一步培养学生爱国主义情感。通过介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。

2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料。培养学生搜集信息能力和自学能力。

三、教学重点：归纳能力、比较能力的培养。

教学难点：培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力。

四、教具准备：实物投影仪

五、学情分析

学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生化学实验基础都不好，所以讲解时需要详细。对于研磨和过滤等操作学生有一定的基础，但铝热实验是首次接触，需要教师指导并严格注意实验安全。尽管学生已有的知识水平有差距，但不影响本节教学，因为本节教学重在使学生做到了解和体会，知识教学不必过分加深、拓宽。要有意识地增强学生的参与度，激发学生的学习兴趣。设计本节课旨在学生在知识梳理的基础上，提高自身的学习能力和科学素养。

六、教学方法 启发、引导、归纳总结

七、教学过程

师：【实物投影】：（学生完成下列填空）

[基础知识梳理] 一、金属矿物的开发利用

生思考：金属的活泼性与金属的冶炼方法有何关系？

【例题剖析】 练习1.下列说法错误的是（ ）

A.对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用

B.提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步

C.活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得

D.热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等

练习2.冶炼金属常用以下几种方法：

①以C、CO或H2做还原剂

②热分解法

③利用铝热反应原理还原

④电解法。

下列金属各采用哪种方法还原最佳。（用序号填写下列空白。）（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属___________。

（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。

（3）Hg、Ag等不活泼金属_________________。 （4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属_________

二、海水资源的开发利用

【例题剖析】 练习3.从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶，②加熟石灰，③加盐酸，④过滤，⑤熔融电解，正确的生产步骤顺序是__________。

练习4.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:①通入足量Cl2；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。合理的操作顺序是（ ）

A.①②③④⑤

B.②⑤①③④

C.①③⑤②④

D.②①③⑤④

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________。

【例题剖析】 练习5.下列变化是化学变化的（ ）

A.石油分馏 B.煤干馏 C.干冰升华 D.煤燃烧

练习6.石油催化裂化的目的是（ ）

A.把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃

B.把直链烃转化为芳香烃 C.除去含碳杂质 D.提高汽油的质量和产量

四、环境保护

【例题剖析】 练习7.下列有关污染的叙述，正确的是（ ） A.酸雨主要是空气中的NO，经氧化与水反应生成HNO3所形成

B.破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质

C.温室效应主要是因空气中CO浓度增高造成的

D.发电厂排放大量的废液入河、海中，会使流经的水域溶氧量减少。

练习8.下列与环境污染无关的是（ ）

①温室效应；

②赤潮；

③酸雨； ④光化学污染；⑤臭氧空洞；

⑥潮汐；

⑦大脖子病；⑧富营养化。 A.②⑥ B.⑥⑦ C.①③⑤ D.③⑤ 练习9.“绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用，从根本上解决环境污染问题。在下列制备环氧乙烷的反应中，最符“绿色化学”思想的是（ ）

[热点专题训练]

热点一

自然资源的开发利用

[核心讲解] 自然资源包括金属矿物、海水资源、化石燃料资源等自然资源，科学开发利用上述资源是化学的重要责任和义务，也是近几年考试命题特别关注的一个热点。主要考点涉及

(1)金属矿物中冶炼金属及方法原理。

(2)海水中淡水、化学物质获取方法及原理。

(3)化石燃料(石油、煤、天然气)成分及综合利用。

[考题对练] 1．下列从海洋中获取物质的方案不合理的是(

)

D [MgCl2溶液电解时不能得到Mg，要制Mg需电解熔融MgCl2。] 2．下列说法错误的是(

) ①②③石油――→分馏产品――→乙烯――→CH2BrCH2Br A．石油主要是由烃组成的混合物

B．①主要发生物理变化

C．②包括裂化、裂解等过程

D．③是取代反应

D [CH2CH2＋Br2―→CH2BrCH2Br为加成反应。] 3．我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。下列做法与上述理念相违背的是(

)

A．大力发展煤的气化及液化技术

B．加快石油等化石燃料的开采和使用

C．以CO2为原料生产可降解塑料

D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料

B [煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误；可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。] 热点二

环境保护与绿色化学

[核心讲解] 近几年由于自然资源的无序开发，造成了严重的环境污染，主要有白色污染、光化学烟雾、酸雨、汽车尾气污染、PM2.5、水的富营养化引起的水污染，土壤污染等等。为了控制环境污染，提出了“绿色化学”的新理念，即从源头上清除污染，实现原子利用率100%，零排放弃物。

[考题对练] 4．全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”、“低碳”、“节能减排”、“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是(

) 【导学号：43722242】

A．太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”

B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料

C．如图，甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想

D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用

B [太阳能、地热能、生物质能和核聚变能是“新能源”，A项正确；“低碳”主要是指控制二氧化碳的排放量，B项错误；从题图分析，HCl循环利用，排出的水无污染，符合“节能减排”思想，C项正确；让煤变成合成气，能提高能源利用率，节能减排，D项正确。] 5．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm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，是形成灰霾天气的主要因素，它主要来自化石燃料的燃烧等，下列与PM2.5相关的说法不正确的是(

) 【导学号：43722243】

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，减少对化石燃料的依赖

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

D [选项A，大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量，可以减少灰霾，因而减少对环境的污染，故A正确；选项B，化石能源储量有限，若开发利用各种新能源，就可以减少对化石能源的开采和利用，因而就减少对化石燃料的依赖，故B正确；选项C，多环芳烃是强致癌物，能吸附在PM2.5的表面进入人体，因此在生产、生活中要尽量减少多环芳烃的使用，故C正确；选项D，PM2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素中，砷是非金属元素，故D错误。]

[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。

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

教师：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。

[高考演练] 1、（2017课标卷三

第7题）化学与生活密切相关．下列说法错误的是（

）

A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物

B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染

C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放

D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃

2、（2016课标卷二

第7题）列关于燃料的说法错误的是（

）

A. 燃料燃烧产物CO2是温室气体之一

B. 化石燃料完全燃烧不会造成大气污染

C. 以液化石油气代替燃油可减少大气污染

D. 燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一

3、(2009年广东，2)广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是(

) A．从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应

B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运输

C．赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的

D．海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属

八、课后作业

全品练习册第四章单元测试B卷

九、板书设计

第四章

化学与自然资源的开发利用

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

四、环境保护