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2019-2020年高中化學(xué)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》教案11 新人教版必修2 三維目標(biāo) 知識與技能 1、幫助學(xué)生認(rèn)識和體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。常識性介紹金屬回收和資源保護(hù)的意義 2、揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系。 3、樹立資源保護(hù)意識及合理開發(fā)意識。 4、初步培養(yǎng)自主查閱資料的能力 5、使學(xué)生初步掌握化學(xué)實驗基本操作、基本技能 。 過程與方法 1、自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。 2、活動動探究，通過了解金屬資源的開發(fā)；金屬冶煉；人類冶煉和使用金屬的歷史；金屬資源的回收和再利用；海洋資源的類型；海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生歸納能力、比較能力。 情感態(tài)度與價值觀 3、幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境、變廢為寶等意識。 4、通過金屬礦物以及海水資源的開發(fā)利用兩個專題，使學(xué)生熱愛自然，熱愛化學(xué)。 教學(xué)重點：了解化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)（主要是金屬冶煉）及海水資源開發(fā)中的作用。 教學(xué)難點：學(xué)生在掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上，了解適用于不同金屬的冶煉方法。 教具準(zhǔn)備：多媒體、投影儀、砂紙、鐵架臺（帶鐵圈）、蒸發(fā)皿、濾紙、火柴、沙子、鋁粉或鋁銀粉（商業(yè)名稱）、鎂帶、氯酸鉀、氧化鐵粉末、小木條 電教器材：視頻展示臺（包括錄象），實物投影儀 掛圖、標(biāo)本等 教學(xué)過程 新課導(dǎo)入 介紹金屬在自然界中的分布、存在形態(tài)、儲量以及金屬資源的回收和保護(hù)的必要性（配合金屬及礦物的實物錄象和旁解錄音，簡介我國金屬礦產(chǎn)資源在世界的排名情況，樹立人均擁有資源的意識） 少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如金和鉑以及少量的銀和銅，較活潑的鐵只能存在于隕石中，而化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬，在自然界中總是以化合態(tài)存在。但在實際生產(chǎn)和生活中應(yīng)用的金屬材料卻往往是純金屬或合金，著就需要把金屬從金屬礦物中提煉出來，這就叫做金屬的冶煉。 師：（1）你知道從金屬礦物中提煉金屬，一般要經(jīng)過哪些步驟？關(guān)鍵的一步是什么？ （2）要將化合態(tài)的金屬礦物轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，有哪些方法？其實質(zhì)是什么？ 師指導(dǎo)閱讀：看課本第80-81頁內(nèi)容 生：學(xué)生閱讀教材，展開討論，并用自己的語言加以概括回答 師板書小結(jié)： 一、金屬礦物的冶煉 （一）金屬礦物的冶煉步驟： 礦石富集——金屬冶煉——金屬精煉 （二）冶煉的化學(xué)方法實質(zhì)： 利用還原的方法，使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。 （三）金屬冶煉的一般方法： 1．熱分解法 2．熱還原法 3．電解法 師舉例講解：不活潑的金屬汞和銀的氧化物不穩(wěn)定，受熱易分解生成金屬單質(zhì)和氧氣；較活潑的金屬如鐵等和不活潑金屬銅的氧化物較穩(wěn)定，受熱不易分解，需用還原劑（焦炭、一氧化碳、氫氣、鋁）來還原；活潑金屬如鈉、鋁等氧化物非常穩(wěn)定，加熱或熱還原劑均無法使其分解，只能用最強的還原手段即電解法使其氯化物、氧化物還原。（板書有關(guān)化學(xué)方程式） 師組織討論：請結(jié)合金屬活動性順序表總結(jié)金屬冶煉方法的一般規(guī)律。 生：領(lǐng)會，思考 師板書小結(jié)：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 電解法 熱還原法 熱分解法 物理提煉法 生：討論，總結(jié)，歸納 師組織練習(xí)： 1．請完成下列化學(xué)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目和方向： (1)Fe2O3+C—— (2)PbO2+CO—— (3)MgCl2——(電解) 2．已知金屬硫化物礦煅燒一般生成金屬氧化物和二氧化硫，請再結(jié)合已學(xué)的知識和課本中“濕法冶金”的小資料完成并寫出下列化學(xué)方程式： (1)我國北宋初期濕法煉銅（只要求寫離子方程式） (2)HgS+O2—— (3)FeS2+O2—— （化學(xué)Ⅰ不作要求） （2）冶煉金屬時要考慮原料及反應(yīng)條件的選擇問題；對于某些不活潑的金屬如銅和銀等，也常用電解鹽溶液的方法進(jìn)行精煉。但電解法要消耗大量電能，成本較高。 師過渡設(shè)問：（1）地球上的金屬礦產(chǎn)資源是有限的，而且是不能再生的，隨著人們的不斷開發(fā)利用，礦產(chǎn)資源將會日漸減少，如何解決這一難題呢？ （3）金屬制品在使用過程中會被腐蝕或損壞，同時由于生產(chǎn)的發(fā)展，新的產(chǎn)品要不斷替代舊的產(chǎn)品，因而每年就有大量廢舊金屬產(chǎn)生。廢舊金屬是一種固體廢棄物，會污染環(huán)境，應(yīng)該怎樣解決這類問題？ 生： 看課本第99-100頁，討論后，自由發(fā)表意見，并進(jìn)行交流。 【例題剖析】 【例1】關(guān)于金屬元素在自然界存在的情況的敘述中，正確的是（ ） A 金屬元素僅存在于礦物中。 B 金屬元素存在于礦物和動物體內(nèi)，但植物體內(nèi)不含。 C 少數(shù)金屬元素以游離態(tài)存在，大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)存在。 D 金屬元素不僅存在礦物中，動物和植物體內(nèi)也存在少量金屬元素。 【實驗4-1】 注意事項：實驗時要注意安全，反應(yīng)裝置應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物；鋁粉要細(xì)（200目以上），最好用鋁銀粉（商業(yè)名稱）；預(yù)先擦去鎂帶的氧化膜，長度約需10 cm（過短熱量不夠，影響實驗效果。 二、金屬的回收和資源的保護(hù)： 把廢舊金屬作為一種資源，加以回收利用，既減少了垃圾量，防止 ，又緩解 的 矛盾。 師（提問）：（1）請看插圖并聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，說說金屬回收再利用的意義？ （2）你認(rèn)為本節(jié)課的重點應(yīng)該是什么？ 師（小結(jié)）： 本節(jié)課的重點是掌握金屬冶煉的一般原理及常見的金屬冶煉的三種方法，并能利用金屬冶煉的一般規(guī)律正確書寫有關(guān)化學(xué)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移數(shù)目和方向。同時，要充分認(rèn)識金屬回收利用和資源保護(hù)的重要意義，牢固樹立環(huán)境保護(hù)意識和開發(fā)、節(jié)約資源的觀念。 布置作業(yè)： 復(fù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容 完成本節(jié)的同步練習(xí) 板書設(shè)計： 活動與探究 1．查找資料，了解我國主要有那些鋼鐵基地？并以其中的2個工廠為例，完成下表： 鋼鐵廠 鋼鐵廠 產(chǎn)量（萬噸/年） 原料 原理 主要設(shè)備 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源（第2課時） 三維目標(biāo) 知識與技能 1、幫助學(xué)生認(rèn)識和體會海水資源開發(fā)和利用中的意義和作用。 2、揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系。 3、樹立資源保護(hù)意識及合理開發(fā)意識。 4、初步培養(yǎng)自主查閱資料的能力 過程與方法：活動動探究，通過了解海洋資源的類型；海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生歸納能力、比較能力。 情感態(tài)度與價值觀：幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境、變廢為寶等意識，使學(xué)生熱愛自然，熱愛化學(xué)。 教學(xué)重點：了解化學(xué)方法在海水資源開發(fā)中的作用。 教學(xué)難點：海水資源合理開發(fā)綜合應(yīng)用 教具準(zhǔn)備：多媒體、投影儀、電教器材：視頻展示臺（包括錄象），實物投影儀 掛圖、標(biāo)本等 教學(xué)過程 【錄象導(dǎo)課】 師：放映錄像（或幻燈片）：海水資源介紹→提出問題：利用海水資源，要解決哪些問題？→呈現(xiàn)錄像（或幻燈片）：海水淡化裝置→實驗演示（原理分析）→多媒體呈現(xiàn)：海水化學(xué)資源概況→問題探究：海水提溴、海帶中I-檢驗→實驗→研討：自然資源的開源節(jié)流。 生： 閱讀課本，歸納、總結(jié) 師：課前布置任務(wù)，搜集海水資源開發(fā)資料→小組匯報→提出海水淡化裝置設(shè)想（包括原理分析）、海水提溴、海帶中I-檢驗→相互評價→研討：自然資源的開源節(jié)流。 生1：思考問題，歸納整理 生2：原理分析 【例題剖析】 【例1】據(jù)報導(dǎo)，xx年7月2日在河北省滄州市歧口附近海域發(fā)生面積400km2的赤潮，以醬紫色為主；同日12點天津海域也發(fā)生25km2赤潮；7月3日上午9時，河北滄州、天津赤潮面積已擴大至1500km2。去年在廣東、香港海域、渤海灣均出現(xiàn)了更大面積的赤潮。赤潮是指在一定條件，海域中的某些生物在短時間內(nèi)大量繁殖或聚集的現(xiàn)象，常使海水變紅、褐色。赤潮生物主要是甲藻、硅藻，也包括一些原生動物、細(xì)菌等。赤潮是一種嚴(yán)重的海洋災(zāi)害，不僅污染環(huán)境，而且對海洋養(yǎng)殖業(yè)構(gòu)成極大威脅。請根據(jù)以上資料回答下列問題： 從化學(xué)因素、環(huán)境因素方面，分析赤潮發(fā)生的原因。 從生物學(xué)原理上分析，赤潮生物大量繁殖會對其他海洋生物產(chǎn)生那些不良影響？ 如何防治赤潮？ 答案： （1）地理條件：春夏季節(jié)，雨過天晴，風(fēng)和日麗，洋流緩慢，水溫較高，易發(fā)生赤潮。去年和前年渤海發(fā)生大規(guī)模的赤潮，就與這些氣候、地理條件有關(guān)。 （2）生物因素：赤潮生物（主要是甲藻、硅藻）在量繁殖。 （3）化學(xué)因素：海水中的營養(yǎng)鹽（主要是氮鹽和磷鹽）以及一些微量元素、有機物的存在直接影響著赤潮生物生長，繁殖和代謝，這些化學(xué)因素是赤潮生物形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。 （4）環(huán)境因素：由于環(huán)境污染日益加劇，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施肥灌溉，沖刷出來的廢水中含有氮和磷；通常工業(yè)廢水中含有有機物、重金屬、無機鹽；生活廢水中也含有大量有機物、營養(yǎng)鹽氮和磷，這些廢水常未經(jīng)處理源源不斷的流入江河，最后流入大海。使的大海中氮和磷的含量過剩，造成海水的富營養(yǎng)化，赤潮生物大量繁殖起來。所以，環(huán)境污染造成的海水水體富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的根本原因。 對赤潮生物大量繁殖的現(xiàn)象，要充分考慮到它們與其他生物或非生物的相互影響作用（即要考慮到生存斗爭的問題）。這樣才能比較全面的概括出赤潮對海洋的生物的危害。這種危害主要以下幾種方式：（1）施放毒素，在水中的魚、蝦、貝等生物吞食這些產(chǎn)生毒素的赤潮生物后，會引起中毒死亡。即時沒有死亡，當(dāng)這些沉積毒素的海產(chǎn)品被誤食也會引起人體或其他生物體中毒而產(chǎn)生危害。 赤潮的危害 （1）有些赤潮生物能向體外分泌黏液，妨礙海洋生物的濾食和呼吸，重者會窒息死亡。 （2）赤潮生物大量消耗氧氣，造成水體溶解氧減少，影響海洋生物的生存。 （3）大面積的赤潮擋住陽光，影響海洋植物的光合作用，破壞食物鏈。 赤潮對海洋生物既然會造成巨大危害，我們就應(yīng)該想辦法對赤潮進(jìn)行預(yù)防和治理。 赤潮的防治 （1）建立完善的赤潮監(jiān)管系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)赤潮，采取防范措施: （2）控制污染：減緩或扭轉(zhuǎn)海水富養(yǎng)營化。 （3）噴灑化學(xué)藥品直接殺死赤潮生物，或噴灑聚凝劑，使生物粘在一起，沉降到海底。 （4）機械方法：可通過機械設(shè)計把赤潮海水吸到船上進(jìn)行過濾，把赤潮生物分離。 （5）用圍欄把赤潮發(fā)生區(qū)圍隔起來，避免擴散、污染其它海域。 【例題剖析】 【例2】一位遇上海難的水手，隨著木排在海上漂流。他用完了淡水，感到異?？诳?，但他不喝海水， 因為他知道喝海水會致命。理由是( )。 A. 海水有苦澀味，根本喝不下去 B. 海水中含有多種鹽，能使腸胃腐爛致人死亡 C. 海水中有許多微生物，有些微生物能致人死亡 D. 海水會造成水分從血液和組織內(nèi)脫離出來，進(jìn)入腸胃中，使人脫水死亡 【教師精講】解答本題應(yīng)從海水組成這一化學(xué)問題和海水對人體的生理活動有什么影響這一生物問題入手加以解釋。 海水是由氯化鈉等多種成分組成的混合物。很多人都有過誤喝海水的經(jīng)歷，所以觀點A、B、C不正確。人體內(nèi)氯化鈉的含量約0.9%，海水中鹽的含量要高很多。因此，飲用海水后，會因滲透壓的不同導(dǎo)致脫水，造成死亡。從教會學(xué)生“學(xué)會生存”的角度考查了相關(guān)的化學(xué)知識。 答案：D 二、活動建議 1.開展協(xié)作學(xué)習(xí) 提出課題，例如，金屬元素在自然界中的存在、分布；金屬資源的開發(fā)；金屬冶煉；人類冶煉和使用金屬的歷史；金屬資源的回收和再利用；海洋資源的類型；海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀；海水淡化的現(xiàn)狀及前景；自然資源和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，這些課題為廣大同學(xué)提供了豐富的研究性學(xué)習(xí)的機會，完全可以讓學(xué)生在課余就以上全部或部分問題開展研究性學(xué)習(xí)，通過查找資料、進(jìn)行專家訪談或進(jìn)行研討等活動，既有利于達(dá)成本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)，又調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，同時還鍛煉了能力并增強了學(xué)生的社會意識和社會責(zé)任感。 2.組織科學(xué)探究 （1） 為什么不同金屬的冶煉方法不同？ 冶煉金屬的實質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。由于不同的金屬離子的電子的能力不同，所以冶煉的方法不同。 （2） 金屬活動順序與金屬冶煉 金屬活動性序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原，用一般的還原方法就能使金屬還原；金屬的位置越靠前，越難被還原，最活潑金屬只能用最強的還原手段來還原。 金屬的活動順序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金屬原子失電子能力 強 → 弱 金屬離子得電子能力 弱 → 強 主要冶煉方法 電解法 熱還原法 熱分解法 （3）為什么人類使用鐵器比使用銅器晚？ 金屬使用的先后與金屬冶煉的難易有關(guān)。 （4）海水提溴和海帶中I-檢驗 海水提溴只要原理符合即可；I-檢驗，提出問題討論：很多氧化劑都可以氧化I-，用H2O2有什么好處？（顏色變化明顯） 三、問題交流 【思考與交流】 1.目前海底礦藏資源的勘探和開采技術(shù)還不夠成熟， 要投入實用更面臨許多課題。除了成本比陸地高以外，還存在破壞生態(tài)環(huán)境等問題。有資料表明，開采海底礦藏作為一個產(chǎn)業(yè)將在xx年至2030年才能形成。 2.廢舊金屬資源的再生利用肩負(fù)著提供新資源、改善環(huán)境和保護(hù)人類生存條件等任務(wù)，是一項利在當(dāng)代、功在千秋的社會性公益事業(yè)。通過查閱有關(guān)資料，幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境、變廢為寶等意識。 生：學(xué)生回答。 課堂小結(jié) 這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了海水資源的開發(fā)和利用，通過學(xué)習(xí)，我們知道：海水是一個巨大的資源寶庫，從海水中我們可以提取許多重要的化工產(chǎn)品，同學(xué)們要努力學(xué)習(xí)，掌握先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，讓海水更好地造福人類。 布置作業(yè) P85 T3 板書設(shè)計： 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 （第2課時） 二．海水資源的開發(fā)利用 1．水資源的利用 （2） 溴 3. 樹立資源保護(hù)意識及合理開（1）淡化 （3）鉀 發(fā)意識 （2）循環(huán)冷卻 2．制備化工產(chǎn)品 （1）鎂 活動探究 1.查閱資料,寫篇小論文:海水資源簡介。