化学必修 第二册自然资源的开发利用教案设计

这是一份化学必修 第二册自然资源的开发利用教案设计，共6页。教案主要包含了学习目标，核心素养，思考与交流，归纳总结，化学与生活，资料卡片，布置作业，教学反思等内容，欢迎下载使用。
上课时间： 月 日 星期： 节次：
【学习目标】
1、知道金属在自然界中的存在形态。
2、熟知金属冶炼的方法及其原理。
3、掌握铝热反应的原理和实验。
【核心素养】
1、变化观念：认识金属冶炼的原理、方法和理解金属冶炼遵循的一般规律。
2、社会责任：认识金属回收的意义，树立环保意识。
教学重难点：
重点：金属的冶炼原理；
难点：金属活动顺序与金属冶炼方法的关系。
课前准备：多媒体、铝热剂、Mg、KClO3等
教学过程：
【引入】我国古代炼铁工业长期领先于世界，我们在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。
【过渡】金属矿物是如何开发利用的呢？化学要研究如何合理、高效地开发利用这些金属矿物， 将其中的金属从其化合物无中还原出来，用于生成各种金属材料。
【讲解】
一、金属矿物的开发利用
1、金属元素的存在
(1) 极少数的不活泼金属(金、铂等)以游离态的形式存在。
(2) 绝大多数金属以化合物的形式存在。
(3) 在地壳中，含量最高的金属元素是铝，其次是铁。
2、金属的冶炼实质
冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属单质。
【提问】金属活动性不同，还原方法一样吗？金属活动顺序与金属冶炼有关系吗？
3、金属的冶炼方法
① 物理提取法：适用于极不活泼的金属的冶炼。Pt Au
② 热分解法：适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。 Hg Ag
③ 热还原法：适用于金属活动性顺序表中部的金属冶炼。 Zn Fe Sn Pb Cu
④ 电解法：适用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。 K Ca Na Mg Al
【思考与交流】
1. 为什么冶炼镁时电解MgCl2而不是MgO，冶炼铝时电解Al2O3而不是AlCl3？(已知：MgO的熔点为2 852 ℃，MgCl2的熔点为118 ℃)
2.为什么越活泼的金属被人类利用越晚？
【归纳总结】
二、铝热反应的原理
2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
【化学与生活】
铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等等高熔点金属。
三、合理利用金属资源
金属矿物资源有限，金属冶炼也会耗能，容易污染环境，合理利用矿物资源。
【资料卡片】自然资源与可持续发展
资源、生物资源、水资源、能源资源、环境资源等，根据其能否再生可以分为可再生资源和不可再生资源。可持续发展的目标是在满足人类需要的同时，强调人类的行为要受到自然界的制约，强调人类代际之间、人类与其他生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济可椅续发展、社会可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展等方面。
【布置作业】
湘教考苑
【教学反思】
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 海水资源的开发利用、煤石油天然气的综合利用
上课时间： 月 日 星期： 节次：
教学目标：
【学习目标】
1、知道海水淡化的意义和方法。
2、熟知从海水中提取溴的原理。
3、了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。
【核心素养】
1、科学探究：认识海水资源的多样性和分散性；不断创新海水资源开发利用的途径和方法。
2、社会责任：通过煤、石油和天然气的综合利用和海水资源保护意识和合理开发，建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
教学重难点：
重点：海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法；
难点：物质提取的一般思路和方法。
【教学过程】
【引入】
海洋约占地球表面积的71%，海水中水的储量约占地球总水量的97%，约1.3×1018 t。
【提问】
如何对海水水资源的进行利用？
【讲解】
一、海水资源的开发利用
1. 海水水资源的利用方法
2. 海水的蒸馏
(1) 主要仪器：A： ；B：直形冷凝管；C： 。
(2) 冷凝水的流向： 口进， 口出。
(3) A中加入碎瓷片的目的是 。
【总结】三种海水淡化方法的原理
【提问】如何在海水中提取溴？
【讲解】
3. 从海水中提取溴
工业规模提取溴的常用方法是空气吹出法，工艺过程为：
(1) 浓缩：海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br－得到浓缩。
(2)氧化：向酸化的浓缩海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质，化学方程式为 。
(3) 富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，方程式为 。
(4) 提取：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，方程式为 。
【总结】海水资源的综合利用
【布置作业】
湘教考苑
【教学反思】
自然资源的开发利用
第3课时 环境保护与绿色化学
上课时间： 月 日 星期： 节次：
教学目标：
【学习目标】了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。
【核心素养】社会责任：通过煤、石油和天然气的综合利用和海水资源保护意识和合理开发，建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
教学重难点：
重点：了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。
难点：了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。
【教学过程】
二、煤、石油和天然气的综合利用
1. 煤的综合利用
(1) 煤的分类与组成
煤eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(分类：无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等,物质组成：有机物和少量无机物,元素组成：主要含碳元素，还含少量氢、氧、氮、硫等元素))
煤的综合利用方式
①干馏eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,主要产品：焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气))
②气化eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念：将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应：Cs＋H2Og\(――→,\s\up7(高温))COg＋H2g))
③液化eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(直接液化：煤＋H2―→液体燃料,间接液化：煤\(――→,\s\up7(气化))CO＋H2\(――→,\s\up7(催化剂))甲醇))
(3) 煤综合利用的意义
① 减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉尘等污染物的排放。
② 提高煤燃烧的效率——煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。
③ 生产基本化工原料——通过煤的干馏，获得大量的基本化工原料。
【思考与交流】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？
2. 天然气的综合利用 (1)天然气的主要成分：甲烷 (2)天然气的用途：

3. 石油的综合利用
(1) 石油的组成 石油是由 组成的混合物，没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。
(2) 石油的综合利用途径
【思考与交流】
1、石油的分馏、裂化和裂解有什么区别？
2、生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油。这种汽油和直馏汽油有何区别？
3、目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理？
3. 煤、石油、天然气为原料生产合成材料
三大合成材料： 、 、 。
【布置作业】
湘教考苑
【教学反思】
方法
原理
蒸馏法
将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水
电渗析法
在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的
离子交换法
用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴离子、阳离子，得到去离子水