【名師課堂-備課包】2013-2020學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版必修2教案-第四章第1節(jié)2

第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源【教學(xué)過程】第一課時【引言】金屬在自然界中的分布很廣，但金屬元素一般分布在什么區(qū)域？【講解】（正確評價同學(xué)的回答，并補(bǔ)充）金屬元素廣泛分布于礦物中，動植物體內(nèi)及海洋等區(qū)域中?！举|(zhì)疑】金屬元素在自然界中，如礦物或海洋中，是如何存在的呢？這又與什么性質(zhì)有關(guān)？【板書】一、金屬的存在：游離態(tài)：少數(shù)不活潑的金屬；化合態(tài)：多數(shù)比較活潑的金屬【介紹】我國的礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀，國情訓(xùn)練【講解】我們?nèi)粘Ｊ褂玫慕饘俨牧洗蠖嗍墙饘賳钨|(zhì)或合金。因此必需把化合態(tài)的金屬轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)－金屬的冶煉?！景鍟慷?、金屬的冶煉【設(shè)問探究】我們該如何從礦石中提煉出金屬單質(zhì)呢？依據(jù)什么原理？【同學(xué)活動】分組爭辯、發(fā)言【講解】（正確評價同學(xué)的回答并復(fù)述）冶煉金屬的依據(jù)是用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成單質(zhì)，經(jīng)過三個步驟。冶煉的步驟：第一步：礦石的富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分含量。其次步：冶煉：利用氧化還原反應(yīng)，在肯定條件下，用還原劑還原。第三步：精煉：接受肯定方法，提煉純金屬?！景鍟?、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)【分析探討】金屬離子的得電子力量是否全都相同？這與什么有關(guān)？【講解】由于金屬的活動性不同，金屬離子得到電子還原成金屬原子的力量也就不同，因此，對于不同活性的金屬離子就必需實(shí)行不同的還原方法進(jìn)行冶煉?！景鍟?、金屬冶煉的方法【分析】一些不活潑的金屬，它們是在金屬活動挨次中位于氫后面的金屬，如Hg、Ag等，其陽離子得電子力量很強(qiáng)，所以其還原的條件比較簡潔達(dá)到。Hg、Ag的氧化物受熱就能分解得到單質(zhì)。【板書】(1)、熱分解法2HgO2Hg＋O2↑2Ag2O4Ag＋O2↑【分析】位于活動性挨次表中前端的金屬如K、Na、Ca、Al等金屬，我們知道其還原性很強(qiáng)，簡潔失去電子，而其對應(yīng)的陽離子則氧化性很弱，很難得到電子；一般的還原劑都無法把它的陽離子還原出來。我們只能使用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。【板書】(2)、電解法MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑【分析】對于大多數(shù)金屬，如位于金屬活動挨次表中間一段的金屬所對應(yīng)的離子，得電子力量較強(qiáng)，其化合物又不能通過受熱分解得到金屬單質(zhì)，必需使用還原劑還原金屬陽離子。常見的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣。一些活潑金屬也可作為還原劑，將相對不活潑的金屬從其化合物中置換出來?！景鍟?3)、熱還原法=1\*GB3①常用還原劑：焦炭、CO、H2、活潑金屬(如Al)等【練習(xí)】分別寫出這四種常用的還原劑冶煉赤鐵礦的化學(xué)方程式?！军c(diǎn)評并強(qiáng)調(diào)】若金屬以硫化物或碳酸鹽形式存在，應(yīng)先將其轉(zhuǎn)化成氧化物。【試驗(yàn)探究】試驗(yàn)4—1(試驗(yàn)前用磁鐵檢查一下室溫條件下有無鐵存在；\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)后再用磁鐵檢查有無鐵生成)觀看、記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，并思考回答：反應(yīng)前：無鐵存在。\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)中：發(fā)光、放熱、反應(yīng)猛烈。\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)后：用磁鐵檢查生成物有塊狀物被吸起。2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3+Q。Al的還原性強(qiáng)于鐵，也能與化合態(tài)氧結(jié)合。證明Al的還原性強(qiáng)于Fe，Al可與化合態(tài)的氧反應(yīng)。（演示鋁熱\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)，由同學(xué)寫出反應(yīng)方程式，并分析各種試劑的作用）?！菊f明】在該\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)中，鎂條和氯酸鉀是引燃劑，鎂條在空氣中可以燃燒，氧氣是氧化劑。但插入混合物中的部分鎂條燃燒時，氯酸鉀則是氧化劑，以保證鎂條的連續(xù)燃燒，同時放出足夠的熱量引發(fā)氧化鐵和鋁粉的反應(yīng)。由于該\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)放出大量的熱，只要反應(yīng)已經(jīng)引發(fā)，就可猛烈進(jìn)行，放出的熱使生成的鐵熔為液態(tài)。

【設(shè)疑】發(fā)生了什么\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)？如何書寫化學(xué)方程式呢？2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3

【敘述】我們把上述反應(yīng)稱為鋁熱\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)?！景鍟竣阡X熱反應(yīng)

【應(yīng)用探究】鋁熱\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)有什么用途呢？【放錄像】鋁熱反應(yīng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用：焊接鋼軌、冶煉難熔金屬?？翠浵?。體會化學(xué)在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)同學(xué)熱受化學(xué)的情感。【敘述并板書】③應(yīng)用：a：野外焊接。b：冶煉難熔金屬（要求同學(xué)寫出冶煉鉻、錳的\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)）。2Al＋Cr2O3＝2Cr＋Al2O34Al＋3MnO2＝2Al2O3＋3Mn【小結(jié)】金屬冶煉的方法：（投影）【過渡】地球上的金屬礦產(chǎn)資源是有限的，無法再生，而且隨著金屬的使用，金屬會被腐蝕而污染環(huán)境，那么我們應(yīng)當(dāng)具體怎么做呢？【板書】三、金屬的回收與環(huán)境、資源愛護(hù)【閱讀指導(dǎo)】閱讀教材相關(guān)內(nèi)容?！緮⑹觥空_評價同學(xué)的回答并歸納?！緮⑹觥坑嘘P(guān)金屬回收再利用的好處。1、廢舊金屬的最好處理方法是回收利用。2、回收利用廢舊金屬的意義是削減垃圾量，防止污染環(huán)境且緩解資源短缺的沖突。【資料介紹】以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，假如照此進(jìn)展下去，地球上的鋁土礦資源就會越來越少，直至有一天枯竭。假如人類消費(fèi)的鋁能夠回收利用，只要回收利用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一，每年就將削減鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對愛護(hù)全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合金鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比，可以節(jié)省95％以上的能源消耗。每生產(chǎn)一噸原鋁錠需要消耗能源213．2TJ(電能約占82％)，而生產(chǎn)一噸再生鋁合金錠所需能源消耗為5．5TJ(燃料約占80％)，僅為原鋁錠生產(chǎn)能源消耗的2．6％，優(yōu)勢比較明顯。由于鋁可以反復(fù)循環(huán)使用，從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁，其節(jié)能效果更加顯著。另外，再生鋁生產(chǎn)中二氧化碳的產(chǎn)生量和排放量與原鋁生產(chǎn)相比，大為削減。有資料統(tǒng)計(jì)，再生鋁生產(chǎn)可比用水電生產(chǎn)原鋁削減二氧化碳排放量91%，比用燃油發(fā)電削減二氧化碳排放量97％以上，比用煤發(fā)電削減的二氧化碳排放量更多，環(huán)保效益格外顯著?！拘〗Y(jié)】指導(dǎo)同學(xué)歸納本節(jié)課的內(nèi)容?！咀鳂I(yè)】上網(wǎng)查資料了解中國金屬的回收利用狀況，并寫一份調(diào)查報告（300字左右）【板書設(shè)計(jì)】一、金屬的存在：游離態(tài)：少數(shù)不活潑的金屬；化合態(tài)：多數(shù)比較活潑的金屬二、金屬的冶煉1、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)2、金屬冶煉的方法(1)、熱分解法(2)、電解法(3)、熱還原法=1\*GB3①常用還原劑：焦炭、CO、H2、活潑金屬(如Al)等②鋁熱反應(yīng)

③鋁熱\o"全品高考網(wǎng)"反應(yīng)的應(yīng)用：a：野外焊接。小結(jié)：金屬冶煉的方法：三、金屬的回收與環(huán)境、資源愛護(hù)其次課時【引入】海洋約占地球表面積的71%，具有格外巨大的開發(fā)潛力。海洋對于人類的意義，已不再局限于傳統(tǒng)的供應(yīng)生存的自然環(huán)境、漁鹽之利、航運(yùn)交通、國家平安等方面。海洋農(nóng)牧化、海洋油氣開發(fā)、深海采礦、海水綜合利用等產(chǎn)業(yè)開發(fā)已形成規(guī)模，并顯示出巨大潛力。開發(fā)利用海洋資源，愛護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境，是解決人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑。我國的社會和經(jīng)濟(jì)進(jìn)展將越來越多地依靠海洋。【資料呈現(xiàn)】海洋之所以被譽(yù)為人類將來的期望，是由于海洋中有豐富的資源和能源。海洋自然資源的分類有多種，《中國自然資源叢書·海洋卷》依據(jù)海洋資源的性質(zhì)、特點(diǎn)、存在形態(tài)，將海洋資源分為6個大類：①海洋生物資源（包括漁業(yè)資源、藥物資源、珍稀物種資源）；②海底礦產(chǎn)資源（包括金屬礦產(chǎn)資源、非金屬礦產(chǎn)資源、石油和自然氣資源）；③海洋空間資源（包括土地資源、港口和交通資源、環(huán)境空間資源）；④海水資源（包括鹽業(yè)資源、溶存的化學(xué)資源、水資源）；⑤海洋新能源（包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上風(fēng)能資源）；⑥海洋旅游資源（包括海洋自然景觀旅游資源、消遣和運(yùn)動旅游資源、人類海洋歷史遺跡旅游資源、海洋科學(xué)旅游資源、海洋自然愛護(hù)區(qū)旅游資源）?！景鍟恳?、海洋資源的分類【多媒體投影】【敘述】本節(jié)我們僅以海水資源為例，一起來探究一下海水資源的利用和海水化學(xué)資源的利用前景?！鹃喿x教材及資料并思考】1、海水中水資源的利用包括哪幾部分？2、海水淡化有哪些方法？【資料呈現(xiàn)】海水直接利用包括沿海工業(yè)冷卻用水、生活用水和耐鹽植物澆灌。這是海水資源開發(fā)的一個領(lǐng)域。據(jù)猜測，2000年時美國工業(yè)用水的1/3將由海水供應(yīng)。我國今后也要進(jìn)展海水直接利用工程。在沿海地區(qū)，特殊是在電力、冶金、化工等行業(yè)推廣海水冷卻方法，同時推廣在生活領(lǐng)域中使用海水，如沖洗、除塵、消防、澆灌、印染等。目前青島市已有20多個單位直接利用海水，年用海水量占全市工業(yè)用水量的67％，上海石化總廠每小時用海水量達(dá)100×104t，青島、大連、天津等城市的發(fā)電、石油、化工等部門每年直接利用海水達(dá)50×108海水淡化現(xiàn)有20多種技術(shù)方法。目前技術(shù)純熟、經(jīng)濟(jì)效益較好的是蒸餾法、電滲析法和反滲透法。蒸餾法即通過將海水加熱蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝得到淡水。這是傳統(tǒng)的方法，目前生產(chǎn)力量最大。這種技術(shù)正朝著容量大型化（日產(chǎn)10×104t以上）和目的多重化的方向進(jìn)展，如利用淡化后的濃縮海水提取有用物質(zhì)，利用發(fā)電廠余熱進(jìn)行海水淡化等。我國已進(jìn)行了日產(chǎn)百噸的淡扮裝置試制，具備了設(shè)計(jì)和研制大、中型蒸餾淡扮裝置的技術(shù)力量。我國的海水化學(xué)資源【敘述】海水水資源的利用包括兩個方面，1、海水直接利用。2、海水的淡化。【板書】二、海水水資源的利用：1、海水直接利用。2、海水的淡化?！緮⑹觥克姆椒ㄒ延惺畮追N，主要的有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，是目前海水淡化的主要方法。此法耗能大成本較高，因此可利用太陽能進(jìn)行海水蒸餾淡化。蒸餾裝置圖【資料呈現(xiàn)】太陽能海水蒸餾器其次次世界大戰(zhàn)中，美國國防部制造了很多軍用海水淡化急救裝置，供飛行員和船員落水后取水用，這種裝置實(shí)際上是一種簡易的太陽能蒸餾容器。２０世紀(jì)６０年月，美國在佛羅里達(dá)的戴托納海灘，建立了供大規(guī)模太陽能蒸餾研制工作用的特殊試驗(yàn)站。希臘、阿爾及利亞、澳大利亞等國也進(jìn)行了很多太陽能蒸餾試驗(yàn)。世界上最大的池式太陽能蒸餾器在希臘的帕特莫斯，玻璃總面積為８６５１平方米，最大日產(chǎn)量為４０立方米淡水。太陽能蒸餾器結(jié)構(gòu)簡潔，主要由裝滿海水的水盤和掩蓋在它上面的玻璃或透亮?????塑膠蓋板構(gòu)成。水盤表面涂黑，裝滿待蒸餾的水，盤下絕熱，水盤上掩蓋的玻璃或透亮?????塑膠蓋板下緣裝有集水溝，并與外部集水槽相通。太陽輻射透過透亮?????蓋板，水盤中的水吸熱蒸發(fā)為水蒸氣，與蒸餾室內(nèi)空氣一起對流。由于蓋板本身吸熱少，溫度低于池中溫水，水蒸氣上升并與蓋板接觸后分散成水滴，沿著傾斜蓋板借助重力流到集水溝里，而后再流到集水器中。池式太陽能蒸餾器中海水的補(bǔ)充可以是連續(xù)的，也可以是斷續(xù)的。雖然它有很多不同的結(jié)構(gòu)形式，但基本原理是一樣的。這類蒸餾器是一種抱負(fù)的利用太陽能進(jìn)行海水淡化的裝置?！緮⑹觥亢Ｋ腥艽嬷?0多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開發(fā)價值。我國對海水化學(xué)元素的提取都有一些爭辯，可以列為將來的開發(fā)產(chǎn)業(yè)。【板書】三、海水化學(xué)資源的利用【試驗(yàn)探究】海水中幾種重要元素的提?。?、海水提溴2、海帶中碘元素的證明？【同學(xué)活動】1、閱讀教材，寫出有關(guān)海水提溴利用原理的化學(xué)方程式。2、描述“海帶中碘元素的證明”試驗(yàn)現(xiàn)象寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。【作業(yè)】上網(wǎng)查資料了解從海水中提取其它元素（如鉀、鎂等），并寫一份調(diào)查報告（1000字左右）?！景鍟O(shè)計(jì)】一、海洋資源的分類二、海水水資源的利用：1、海水直接利用2、海水的淡化三、海水化學(xué)資源的利用【教學(xué)后記】個人體會：2004年秋，我省領(lǐng)先在全國進(jìn)行高中新課程改革試點(diǎn)。新的課程標(biāo)準(zhǔn)已從教學(xué)理念上發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，更加留意于對學(xué)問獲得過程的探究，對學(xué)習(xí)方法的探究；留意合作探究，情感溝通，留意同學(xué)的終身進(jìn)展。就本節(jié)課的內(nèi)容來說，大部分學(xué)問在學(xué)校已初步學(xué)習(xí)或了