必修2第四章化学与可持续发展

必修2第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源第2课时广东省广州市天河中学王学兵一、教材分析本节教学的主要目标是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。当今社会对于能源和环境的两大举措是“节能、减排”，这是因为自然界中不可再生资源急剧减少，人们对能源的不合理利用给环境带来极大的压力。因此要求学生要通过本节学习初步揭示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。学生在前面的学习中已经了解较多的金属和非金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属冶炼和海水资源也有一定的了解，因此本节教材安排了金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，让学生明白这些宝贵的资源同人类的生活有着日益紧密的联系。本课时的内容是“海水资源的开发利用”，教材先通过海水资源的概况介绍使学生了解海水资源的利用广阔前景和重大的利用价值，然后具体从两个方面来感受海水资源的开发：一是海水资源中水的利用，二是海水资源中其他成分的开发利用，最后通过科学探究和实验来具体研究如何从海水中提取有用物质，初步了解一些开发的方法和开发过程中需要克服的科学难题，培养学生实事求是、细致入微的科学研究精神。二、教学设计思路根据学生的认知规律和学习心理特征，结合新课标对本课时知识的三维目标要求，我在教学设计上本着“先概括、后具体”的演绎教学思路，具体分三部分逐层递进：首先通过录像、图片和教师的讲述介绍，使学生从感性方面了解前景广阔的海水资源，初步认识海水资源的多样性、分散性、海水资源加工开发的技术性；接下来通过幻灯片展示海水综合利用联合工业体系的具体实例，拓展学生的学习思维和知识视野，进一步让学生明白海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，感慨学好化学这门学科对人类贡献的重要性；最后完成课本“科学探究”和“实验4－2”部分，让学生充分参与实验方案的设计和模拟化工解决资源开发的问题，学生多了一份实际体验，将知识和感受具体化，认识知识原理和科学技术在资源开发中的重要作用。三、教案课题海水资源的开发利用教学目标1.知识与技能：了解海水资源的开发利用；从海水中提取溴和海带中提取碘的实验方法；2．过程与方法：通过课前调查、讨论、交流海水资源的广阔前景；通过实验操作了解化学方法在海水资源开发中的作用；3．情感态度与价值观：通过实验操作体验学好化学知识对于人类贡献的重要性；揭示化学与可持续发展的重要关系。重点了解化学方法在海水资源开发中的作用难点从海水中提取溴和检验海带中的碘元素的实验原理和方案设计教学方法利用图片、录像、实验操作，进行讨论、归纳仪器、用品多媒体投影仪、坩埚、酒精灯、烧杯、漏斗、试管、滤纸、剪刀、刷子教师活动学生活动设计意图图片展示：海洋资源，引入新课感受地球上的海洋资源的广阔前景增强学生的感性认识，激发学生的学习兴趣和热情讲述介绍：海洋资源的广泛性、多样性和分散性的特点较全面的了解海洋资源的丰富性和开发利用的重要性展示图表：“海水综合利用联合工业体系一例”，介绍海水资源的开发利用与人类生活的关系，其中化学技术在开发利用中的重要作用观察，思考，讨论，看课本P84拓展学生的学习思维和知识视野，认识学好化学对人类贡献的重要性提问：从上述图表中，同学们能否将海水资源的开发利用进行总体分类？讨论后回答：海水利用和综合利用两大类，而海水利用往往结合化工生产和能源技术进行综合利用，体现海水综合利用的方向和效益。用分类的思想，将零散的知识系统化。那么海水资源中海水的利用主要包括哪些方面？目前人类对海水进行淡化主要采用哪些方法？其中蒸馏法的具体操作过程中要注意哪些问题？回答：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却阅读课本，认真思考，回答：海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。培养学生的自学能力。指导学生完成“学案”中[知识梳理]的第1、3题，[学习训练]中的第1、2、3、10题思考，讨论，答题。及时巩固新知，落实教学目标。下面我们来试着从海水中提取有用成分之一――溴单质。学习“资料卡片”和“科学探究”，展示学生的实验设计方案。自学、思考，讨论，小组交流实验设计方案。培养学生科学探究的能力，将所学知识（氧化还原反应的原理）应用于具体化工生产的尝试。指导学生完成课本P83“实验4－2”：检验海带中存在碘元素，巡视学生实验操作的情况，并给予适时纠正。学生根据自己设计的实验方案进行实验操作。培养学生实验操作能力，感受化学知识对于化工生产和海水资源开发利用的重要性。指导学生完成“学案”中[知识梳理]的第2、4题，[学习训练]中的第4、5、6、7、8、9题思考、讨论，答题，师生共同补充答案。及时巩固新知，落实教学目标。将所学知识及时转化为解题能力。对本课时内容进行小结。学生回顾。使知识系统化，条理化。布置作业：课本P85第3题。[板书设计]二、海水资源的开发利用1、海水资源的广阔性、多样性和分散性2、海水资源中水资源的利用：海水的淡化（方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法）直接利用海水进行循环冷却3、海水资源的综合利用（1）设计实验方案：从海水中提取溴2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO42HBr+Cl2=2HCl+Br2（2）检验海带中含有碘元素（实验操作）2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O四、教学反思本课时内容，从教学设计到教学实施，在教学思路上对教材做了比较大的整合。根据学生的认知规律和学习心理特点,我在教学设计上本着“先概括、后具体”的演绎教学思路，这样有利于学生形成对知识的系统性（内容条理清晰），既增强了学生的感性知识,又将学习内容落实到基础的夯实上。从教学实施情况来看,较好的完成了新课程要求的三维目标,同时又对学生已有的知识进行了较为全面的巩固和加强。本课时教学时,我始终围绕“化学方法在海水资源开发利用中的重要作用”这一教学重点来展开,这样既让学生感受到了海水资源的丰富巨大,有充分开发利用的必要性和重要价值,又将知识的落脚点回到学生非常熟悉的化学基础知识（氧化还原反应、非金属单质的置换、蒸馏实验、物质的检验实验等）,在学生书写化学方程式、动手操作实验的过程中,我做好了充分的指导,督促他们准确表达化学用语,规范操作化学实验。学生既感到亲切,又有充分的自信,加深了学生对新知识的接受度。另外,本节课在师生互动、生生互动方面也做得比较到位。在两次当堂练习、实验方案的设计、实验操作等多个教学点,都能让同学充分的讨论、交流和展示自己的能力,真正把课堂的主角让给学生,是本节课的一大亮点。至于本节课的缺点与不足,一是引入新课较繁琐,本是学生有较多了解的知识内容,没有必要用较大的篇幅和时间做引入,在此部分教师不宜讲述过多,可以让学生讨论几分钟后做一个交流,给学生课后延续兴趣、拓展知识做一个铺垫即可；二是进行新课时复习旧知识过细,容易冲淡本节课的教学重点；三是课堂练习安排多了一些,以至于教学时间显得有些紧,最后的小结部分不够充分。附件:学案(含答案)[知识疏理]1.海水资源的利用含：、海水淡化的方法主要有：、、。2.如何在海水中提取Br2、I2？用我们已有的知识进行实验设计？海水中提取溴单质：海水中提取碘单质：3.在蒸馏操作中（1）在蒸馏烧瓶中放少量，以防止_________________，(2)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过_________________，也不能少于_________________，（3）冷凝管中冷却水从________口进，________口出。蒸馏是提纯或分离_________________混合物的方法，此过程是变化。4.〖实验4-2〗（1）用称量3.0g的干海带，刷去表面的附着物，用剪刀剪碎，用润湿，放入中。点燃酒精灯，灼烧至完成成灰，停止加热，冷却。（2）将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入少量蒸馏水，、煮沸约2-3min，过滤。（3）在滤液中滴加几滴，再加入1mL的，观察现象为：。加入几滴淀粉溶液，现象为说明。用离子方程式写出第三步的反应：，氧化剂还可以选用。[学习训练]A.基础训练1.下列海洋资源中属于可再生资源的是（）A．海底石油、天然气B．潮汐能C．滨海砂矿D．锰结核2.下列哪种方法不能实现海水的淡化（）A．蒸馏法B．电渗析法C．离子交换法D．电解法3.下列属于海水化学资源利用的是（）A．海水淡化B．海水提盐C．海水提溴D．海水发电4.通入氯气，把海水中的溴化物氧化成单质溴，该反应的离子方程式为：_______________5.将吸收溴单质的溶液加入过量的硫酸酸化，即可得溴单质，该反应的离子方程式为___________6.把生成的溴从溶液中吹出，用纯碱（Na2CO3）溶液吸收（生成NaBr、NaBrO3、CO2），这一过程的化学方程式为__________________________________7.海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中制取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳②在引入的海水中加石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物④将得到的产物熔融后电解。关于从海水中提取镁，下列说法不正确的是（）A.此法的优点之一是原料来源丰富B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取氯化镁C.第④步电解制镁是由于镁是很活泼的金属D.以上制取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应[提高训练]8.人造光卤石(KCl·MgCl2·6H20)是盐化工生产的中间产物。以光卤石为原料制得金属镁，可有下列步骤：①过滤②溶解③加入适量Ca(OH)2④蒸发⑤用盐酸溶解⑥电解熔融MgCl2⑦在HCl气流中强热MgCl2·6H20晶体正确的顺序是()A.⑤③①②④⑥⑦B.②③①⑤④⑦⑥C.②④①③⑦⑤⑥D.⑤③①④②⑦⑥9.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元离子的形式存在。实验中从海藻提取碘的流程如图所示(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称①；写出过程②中有关反应的化学方程式。(2)提取碘的过程中可提供选择的有机试剂为()A.酒精、四氯化碳B四氯化碳、苯C．汽油、醋酸D．汽油、甘油(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是。10．随着现代科学的不断发展，生产和生活所需淡水日益增多，甚至超过人类所能支配的淡水量，使地球上淡水资源发生危机，这就把海水淡化问题提到了科学家的面前。磺化媒(代表式NaR)是一种钠型离子交换树脂，它能使海水中的Ca2、Mg2交换除去。现代海水的淡化方法：使海水按顺序通过两种离子交换树脂，其流程如图所示。(1)最早用于海水淡化的方法是蒸馏法，其原理是。(2)现有氢型阳离子交换树脂(HR)和羟型阴离子交换树脂(ROH)，则离子交换柱中应分别装入的离子交换树脂(填其代表式)为：A柱，B柱。(3)说明按上述顺序装柱的理由是。学案答案[知识疏理]1.海水淡化海水直接利用于冷却蒸馏法电渗析法离子交换法2.海水浓缩苦卤氯气溴或碘3．（1）碎瓷片暴沸（2）2/31/3（3）下上可互溶的液体物理4．（1）托盘天平酒精坩埚（2）搅拌（3）稀硫酸双氧水溶液颜色变深淀粉变蓝有碘单质生成H2O2+2I-=I2+2OH-氯气[学习训练]A.基础训练1.B2.D3.BC4.Cl2＋2Br－＝2Cl－＋Br25.5Br－＋BrO3－＋6H＋＝Br2＋3H2O6.3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO27.D[提高训练]8．B。提纯光卤石得到MgCl2的步骤为：先将光卤石溶解于水，因为KCl、MgCl2均易溶于水，先后沉淀Mg2；Mg(OH)2的溶解度比Ca(OH)2更小，故加入适量的Ca(OH)过滤后得Mg(OH)2，洗涤后溶于适量的盐酸发生反应：Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O，蒸发溶液得MgCl2·6H2O，由于加热MgCl2·6H2O的过程中，会有部分MgCl2又与H2O反应生成Mg(OH)2。而MgCl2与