《开发利用金属矿物和海水资源》参考教案3.doc.doc

第一节开发利用金属矿物和海水资源一教材分析开发利用金属矿物和构是人教版高中化学必修二第四章第节的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本节教学重点解化学方法在金属矿物开发主要是金属冶炼及海水资源开发中的作用本节教学难点学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上了解适用于不同金属的冶炼方法二教学目标知识目标说出金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法说出海水资源综合利用对人类社会发展的重要意义能力目标通过铝热反应及海水的实验学会金属冶炼的原理及简单了解元素分析的方法通过小组间的交流与合作提高学生的语言表达能力及思维的严密性情感态度和价值观目标通过了解金属回收的意义培养学生的资源环保意识通过联系知识与生产实践的关系激发学生对化学学科的兴趣热爱三教学重点难点重点了解化学方法在金属矿物开发主要是金属冶炼及海水资源开发中的作用难点学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上了解适用于不同金属的冶炼方法四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五教学方法实验法铝热反应海带中提取碘学案导学见后面的学案新授课教学基本环节预习检查总结疑惑情境导入展示目标合作探究精讲点拨反思总结当堂检测发导学案布置预习六课前准备学生的学习准备预习导学案完成课前预习学案离教师的教学准备多媒体课件制作课前预习学案课内探究学案课后延伸拓展学案教学环境的设计和布置六人一组实验室内教学课前打开实验室门窗通风课前准备好绿实验用具七课时安排课时八教学过程一预习检查总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑使教学具有了针对性二情景导入展示目标引言金属在自然界中的分布很广但金属元素一般分布在什么区域讲解正确评价学生的回答并补充金属元素广泛分布于矿物中动植物体内及海洋等区域中质疑金属元素在自然界中如矿物或海洋中是如何存在的呢这又与什么性质有关板书一金属的存在游离态少数不活泼的金属化合态多数比较活泼的金属介绍我国的矿产资源现状国情教育讲解我们日常使用的金属材料大多是金属单质或合金因此必须把化合态的金属转化为金属单质金属的冶炼板书二金属的冶炼设问探究我们该如何从矿石中提炼出金属单质呢根据什么原理学生活动分组讨论发言讲解正确评价学生的回答并复述冶炼金属的根据是用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成单质经过三个步骤冶炼的步骤第一步矿石的富集除去杂质提高矿石中有用成分含量第二步冶炼利用氧化还原反应在一定条件下用还原剂还原第三步精炼采用一定方法提炼纯金属板书金属冶炼的实质分析探讨金属离子的得电子能力是否全都相同这与什么有关讲解由于金属的活动性不同金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同因此对于不同活性的金属离子就必须采取不同的还原方法进行冶炼板书金属冶炼的方法分析一些不活泼的金属它们是在金属活动顺序中位于氢后面的金属如等其阳离子得电子能力很强所以其还原的条件比较容易达到的氧化物受热就能分解得到单质板书热分解法wwwjb1000comwwwjb1000com分析位于活动性顺序表中前端的金属如等金属我们知道其还原性很强容易失去电子而其对应的阳离子则氧化性很弱很难得到电子一般的还原剂都无法把它的阳离子还原出来我们只能使用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼板书电解法熔融wwwjb1000com分析对于大多数金属如位于金属活动顺序表中间一段的金属所对应的离子得电子能力较强其化合物又不能通过受热分解得到金属单质必须使用还原剂还原金属阳离子常见的还原剂有焦炭一氧化碳氢气一些活泼金属也可作为还原剂将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来板书热还原法常用还原剂焦炭活泼金属如等练习分别写出这四种常用的还原剂冶炼赤铁矿的化学方程式点评并强调若金属以硫化物或碳酸盐形式存在应先将其转化成氧化物实验探究实验实验前用磁铁检查一下室温条件下有无铁存在反应后再用磁铁检查有无铁生成观察记录实验现象并思考回答反应前无铁存在反应中发光放热反应剧烈反应后用磁铁检查生成物有块状物被吸起的还原性强于铁也能与化合态氧结合证明的还原性强于可与化合态的氧反应演示铝热反应由学生写出反应方程式并分析各种试剂的作用说明在该反应中镁条和氯酸钾是引燃剂镁条在空气中可以燃烧氧气是氧化剂但插入混合物中的部分镁条燃烧时氯酸钾则是氧化剂以保证镁条的继续燃烧同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应由于该反应放出大量的热只要反应已经引发就可剧烈进行放出的热使生成的铁熔为液态设疑发生了什么反应如何书写化学方程式呢讲述我们把上述反应称为铝热反应板书铝热反应应用探究铝热反应有什么用途呢放录像铝热反应在生产中的应用焊接钢轨冶炼难熔金属看录像体会化学在生产生活中的实际应用激发学生热受化学的情感讲述并板书应用野外焊接冶炼难熔金属要求学生写出冶炼铬锰的反应小结金属冶炼的方法投影wwwjb1000com过渡地球上的金属矿产资源是有限的无法再生而且随着金属的使用金属会被腐蚀而污染环境那么我们应该具体怎么做呢板书三金属的回收与环境资源保护阅读指导阅读教材相关内容讲述正确评价学生的回答并归纳讲述有关金属回收再利用的好处废旧金属的最好处理方法是回收利用回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾资料介绍以铝为例生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源当前全球原铝的年产量约万吨年消耗铝土矿超过一亿吨如果照此发展下去地球上的铝土矿资源就会越来越少直至有一天枯竭如果人类消费的铝能够回收利用只要回收利用量达到产量的二分之一每年就将减少铝土矿消耗量约万吨这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义其次利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比可以节省以上的能源消耗每生产一吨原铝锭需要消耗能源电能约占而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为燃料约占仅为原铝锭生产能源消耗的优势比较明显由于铝可以反复循环使用从再生铝废料中再生产铝其节能效果更加显著另外再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比大为减少有资料统计再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量比用燃油发电减少二氧化碳排放量以上比用煤发电减少的二氧化碳排放量更多环保效益十分显著小结指导学生归纳本节课的内容作业引入海洋约占地球表面积的具有十分巨大的开发潜力海洋对于人类的意义已不再局限于传统的提供生存的自然环境渔盐之利航运交通国家安全等方面海洋农牧化海洋油气开发深海采矿海水综合利用等产业开发已形成规模并显示出巨大潜力开发利用海洋资源保护海洋生态环境是解决人口资源环境问题的重要途径我国的社会和经济发展将越来越多地依赖海洋资料展示海洋之所以被誉为人类未来的希望是因为海洋中有丰富的资源和能源海洋自然资源的分类有多种中国自然资源丛书海洋卷按照海洋资源的性质特点存在形态将海洋资源分为个大类海洋生物资源包括渔业资源药物资源珍稀物种资源海底矿产资源包括金属矿产资源非金属矿产资源石油和天然气资源海洋空间资源包括土地资源港口和交通资源环境空间资源海水资源包括盐业资源溶存的化学资源水资源海洋新能源包括潮汐能资源波浪能资源海流能资源温差和盐差能资源海上风能资源海洋旅游资源包括海洋自然景观旅游资源娱乐和运动旅游资源人类海洋历史遗迹旅游资源海洋科学旅游资源海洋自然保护区旅游资源板书一海洋资源的分类多媒体投影wwwjb1000com讲述本节我们仅以海水资源为例一起来探究一下海水资源的利用和海水化学资源的利用前景阅读教材及资料并思考海水中水资源的利用包括哪几部分海水淡化有哪些方法资料展示海水直接利用包括沿海工业冷却用水生活用水和耐盐植物灌溉这是海水资源开发的一个领域据预测年时美国工业用水的将由海水提供我国今后也要发展海水直接利用工程在沿海地区特别是在电力冶金化工等行业推广海水冷却方法同时推广在生活领域中使用海水如冲洗除尘消防灌溉印染等目前青岛市已有多个单位直接利用海水年用海水量占全市工业用水量的上海石化总厂每小时用海水量达青岛大连天津等城市的发电石油化工等部门每年直接利用海水达海水淡化现有多种技术方法目前技术纯熟经济效益较好的是蒸馏法电渗析法和反渗透法蒸馏法即通过将海水加热蒸发再把蒸汽冷凝得到淡水这是传统的方法目前生产能力最大这种技术正朝着容量大型化日产以上和目的多重化的方向发展如利用淡化后的浓缩海水提取有用物质利用发电厂余热进行海水淡化等我国已进行了日产百吨的淡化装置试制具备了设计和研制大中型蒸馏淡化装置的技术能力我国的海水化学资源讲述海水水资源的利用包括两个方面海水直接利用海水的淡化板书二海水水资源的利用海水直接利用海水的淡化讲述水淡化的方法已有十几种主要的有蒸馏法电渗析法离子交换法等其中蒸馏法的历史最久技术和工艺也比较完善是目前海水淡化的主要方法此法耗能大成本较高因此可利用太阳能进行海水蒸馏淡化wwwjb1000com蒸馏装置图资料展示太阳能海水蒸馏器第二次世界大战中美国国防部制造了许多军用海水淡化急救装置供飞行员和船员落水后取水用这种装置实际上是一种简易的太阳能蒸馏容器世纪年代美国在佛罗里达的戴托纳海滩建立了供大规模太阳能蒸馏研制工作用的特殊实验站希腊阿尔及利亚澳大利亚等国也进行了许多太阳能蒸馏试验世界上最大的池式太阳能蒸馏器在希腊的帕特莫斯玻璃总面积为平方米最大日产量为立方米淡水太阳能蒸馏器结构简单主要由装满海水的水盘和覆盖在它上面的玻璃或透明塑胶盖板构成水盘表面涂黑装满待蒸馏的水盘下绝热水盘上覆盖的玻璃或透明塑胶盖板下缘装有集水沟并与外部集水槽相通太阳辐射透过透明盖板水盘中的水吸热蒸发为水蒸气与蒸馏室内空气一起对流由于盖板本身吸热少温度低于池中温水水蒸气上升并与盖板接触后凝结成水滴沿着倾斜盖板借助重力流到集水沟里而后再流到集水器中池式太阳能蒸馏器中海水的补充可以是连续的也可以是断续的虽然它有很多不同的结构形式但基本原理是一样的这类蒸馏器是一种理想的利用太阳能进行海水淡化的装置讲述海水中溶存着多种元素其中不少元素可以提取利用具有重要的开发价值我国对海水化学元素的提取都有一些研究可以列为未来的开发产业板书三海水化学资源的利用实验探究海水中几种重要元素的提取海水提溴海带中碘元素的证明学生活动阅读教材写出有关海水提溴利用原理的化学方程式描述海带中碘元素的证明实验现象写出相关的化学方程式作业板书设计一海洋资源的分类二海水水资源的利用海水直接利用海水的淡化三海水化学资源的利用四反思总结当堂检测教师组织学生反思总结本节课的主要内容并进行当堂检测设计意图引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正课堂实录五发导学案布置预习九板书设计一金属的存在游离态少数不活泼的金属化合态多数比较活泼的金属二金属的冶炼金属冶炼的实质金属冶炼的方法热分解法电解法热还原法常用还原剂焦炭活泼金属如等铝热反应铝热反应的应用野外焊接小结金属冶炼的方法wwwjb1000com三金属的回收与环境资源保护四海水化学资源的利用