新授课
第八章 化学与可持续发展
第1课时 金属矿物、海水资源的开发利用
【学习目标】
1.掌握金属冶炼的一般原理，理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。 2.掌握海水化学资源的开发和利用的方法。
【学习活动】
学习任务 学习笔记
目标一：掌握金属冶炼的一般原理，理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。 任务1：古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》（之六）中有云：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。” 上述文献中涉及了哪些金属的“冶炼”？写出相关的化学方程式。 （1）阅读教材p98内容，思考下列问题。 Ⅰ.工业上采用电解法冶炼铝和镁的原料分别为Al2O3和MgCl2,为什么不是AlCl3和MgO Ⅱ.铝元素是地壳中含量最高的金属元素，为什么铝的发现和使用却比铜和铁要晚得多？ （2）Ⅰ．K、Ca的冶炼方法是什么？为什么？ Ⅱ.思考金属冶炼的方法与金属活动性之间有什么关系。 （3）当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁水流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起。其中的原理是什么？写出化学方程式。 任务2：阅读教材第99页“思考与讨论”，分析金属冶炼过程中的能耗。思考为什么要合理开发和利用矿物资源？有哪些合理开发利用矿物资源的途径？
目标二：握海水化学资源的开发和利用的方法。 任务1：阅读教材p100内容，完成下列问题。 （1）海水水资源的利用主要包括哪些途径？ 海水淡化的方法主要有什么？ （2）海水中的化学元素有哪些，它们的含量有什么特点？ (3)除了从海水中获取淡水和化学物质外，就没有其他什么价值了？ 任务2：海洋是一个蕴含巨大化学资源宝库，可以从海水中提取多种物质，下图是海水的综合利用示意图，写出其中主要反应方程式。 （2）分析从海水中提取镁的工艺流程，写出其中涉及的主要反应方程式。 （3）分析从海水中提取溴的工艺流程，写出其中涉及的主要反应方程式。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图新授课
第八章 化学与可持续发展
第1课时 金属矿物、海水资源的开发利用
【学习目标】
1.掌握金属冶炼的一般原理，理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。 2.掌握海水化学资源的开发和利用的方法。
【学习活动】
学习任务 方法与路径
目标一：掌握金属冶炼的一般原理，理解金属单质活动性与选择冶炼方法的联系。 任务1：古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》（之六）中有云：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。” 上述文献中涉及了哪些金属的“冶炼”？写出相关的化学方程式。 【参考答案】涉及“汞、金、铜”等的“冶炼”。 HgSHg+S CuSO4+Fe=FeSO4+Cu 【概念生成】 金属冶炼：将金属矿物中金属从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料的过程，工业上称为金属冶炼。 冶炼原理：Mn++ne-M 还原反应 实质：金属离子得到电子变成金属原子 注意：由于金属的化学性质不同,金属离子得到电子还原成金属原子的能力也不同,因此就必须采取不同的冶炼方法。 （1）阅读教材p98内容，思考下列问题。 Ⅰ.工业上采用电解法冶炼铝和镁的原料分别为Al2O3和MgCl2,为什么不是AlCl3和MgO 【参考答案】因为AlCl3是共价化合物,熔融时不导电,而MgO虽然是离子化合物,但其熔点太高,熔化时会消耗大量的电能,成本较高。 Ⅱ.铝元素是地壳中含量最高的金属元素，为什么铝的发现和使用却比铜和铁要晚得多？ 【参考答案】铝是一种非常活泼的金属，用一般的还原剂很难将其还原，工业上采用最强的还原手段——电解法进行冶炼，而铜和铁的还原用一般的还原剂就可以实现，所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。 （2）Ⅰ．K、Ca的冶炼方法是什么？为什么？ 【参考答案】电解法，K、Ca的金属活动性很强，一般还原剂难还原。 Ⅱ.思考金属冶炼的方法与金属活动性之间有什么关系。 【参考答案】在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，用一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原。 金属活泼性与冶炼方法的关系如下： （3）当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁水流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨牢牢的黏结在一起。其中的原理是什么？写出化学方程式。 【参考答案】高温条件下，铝粉与Fe2O3发生置换反应，化学反应方程式为Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe。 任务2：阅读教材第99页“思考与讨论”，分析金属冶炼过程中的能耗。思考为什么要合理开发和利用矿物资源？有哪些合理开发利用矿物资源的途径？ 【参考答案】a.金属矿物资源是不可再生资源，贮量有限，而且在冶炼过程中会消耗大量能量，易造成环境污染，故应合理开发利用金属资源。 b.提高金属矿物的利用率，减少金属的使用量，加强金属资源的回收和再利用，使用其他材料代替金属材料等。 围绕目标一： 任务1由学生认真阅读情境材料，分析情境内容，完成所设问题，并由此引出“金属冶炼”的相关知识。完成后教师讲解。 任务2由学生根据冶炼铝过程中的能耗情况，综合思考如何合理开发利用矿物资源，开发利用过程中要注意什么，完成后利用平台拍照提交展示，教师讲解。
目标二：握海水化学资源的开发和利用的方法。 任务1：阅读教材p100内容，完成下列问题。 （1）海水水资源的利用主要包括哪些途径？ 海水淡化的方法主要有什么？ 【参考答案】a.海水水资源的开发利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 b.通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 （2）海水中的化学元素有哪些，它们的含量有什么特点？ 【参考答案】海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的O、H两种元素，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F元素，其总含量超过99%，其他元素为微量。虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。 (3)除了从海水中获取淡水和化学物质外，就没有其他什么价值了？ 【参考答案】这说法不正确，除了从海水中获取淡水和化学物质，海水在能量方面也具有十分重要的战略意义，如潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用等。 任务2：海洋是一个蕴含巨大化学资源宝库，可以从海水中提取多种物质，下图是海水的综合利用示意图，写出其中主要反应方程式。 【参考答案】①氯碱工业：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 制钠和氯气：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 制盐酸：H2＋Cl22HCl 制漂白剂(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O ②制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③用KBr制单质溴：2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2 ④用MgCl2制Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ （2）分析从海水中提取镁的工艺流程，写出其中涉及的主要反应方程式。 【参考答案】主要反应 CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2 Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O↑ MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ （3）分析从海水中提取溴的工艺流程，写出其中涉及的主要反应方程式。 【参考答案】主要反应 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化) Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集) Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取) 围绕目标二： 任务1由学生仔细阅读教材内容，思考海水中还哪些资源可以利用，如何利用。引导学生综合思考海水利用问题，完成后学生独立回答，教师讲评。 任务2主要由学生分析海水综合利用示意图和海水提镁提溴主要工艺流程，思考每个过程中的物质转化情况，写出相应反应方程式。完成后利用平台拍照提交展示，教师讲评。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图 让学生独立自主的绘制本课时的思维导图之后教师再展示思维导图给学生做对比，根据课堂时间情况可课堂完成或课后完成上交老师批阅。
