高中化学人教版（2019）必修第二册 8.1 自然资源的开发利用 教案

高中化学人教版（2019）必修第二册 8.1 自然资源的开发利用 教案
教学目标
1. 知道金属在自然界中的存在形态，金属冶炼的一般方法和原理，会写相关反应的化学方程式。
2. 认识海水提溴的原理，掌握物质提纯的方法，知道海水淡化的意义和方法。
3. 了解煤、石油、天然气的组成及综合利用。
教学重难点
重难点：金属冶炼的一般方法和原理；
海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法。
教学过程
一、导入新课
在自然界中，除了金、银这样的贵金属外，绝大多数的金属都是化合态，但我们往往需要的是金属的单质。大自然没有给我们准备好现成的金属单质，所以要想使用它们，第一步就是先要将它们从化合态变成游离态。
二、新课讲授
【板书】一、金属矿物的开发利用
【师】金属元素在自然界中以什么形态存在？
【生】除金、铂等游离态以外，绝大多数金属以化合态形式存在。
【师】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 其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。金属冶炼的原理是什么？
【生】使金属化合物中的金属离子得到电子被还原为金属单质。
【板书】Mn++ne-=M
【师】在初中阶段，我们如何将金属离子转化为金属单质？
【生】置换反应，活泼性强的金属从活泼性弱的金属的盐溶液中置换出来。
【教师活动】介绍金属冶炼方法，请同学写出方程式。

其他方法
(1)火法炼铜： 　
(2)湿法炼铜：
【板书】二、海水资源的开发利用
1、海水资源的利用——海水淡化
【教师活动】请同学们想一想如何淡化海水？
【生】可以用蒸馏法。
【师】传统蒸馏法也就是我们实验室常用的蒸馏法，所用的仪器有哪些？
【生】铁架台、铁圈、烧瓶夹、蒸馏烧瓶、玻璃棒、冷凝管、尾接管、锥形瓶、酒精灯、橡胶塞
【师】回想蒸馏操作，蒸馏过程中我们应该注意什么？请同学填空。
①烧瓶需垫石棉网加热。
②常压蒸馏时，烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的 2/3 ，也不能少于 1/3 。
③需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。
④冷凝管里的冷却水要从冷凝管的下口进、上口出。
⑤温度计水银球位置应在蒸馏烧瓶支管口处。
【教师活动】介绍其他淡化海水的方法。
【思考与讨论】海水的淡化过程是一个复杂的过程，要有先进的设备，提纯过程消耗大量的能量，且淡化后长距离的输送，这些都会提高成本，如何通过海水化学资源的综合利用来降低生产成本？
解：从能源角度考虑思考，广泛使用太阳能、风能和发电厂的余热。
从淡化后资源综合利用考虑，海水淡化后的浓缩海水用于生产氯化钠、钾、镁、溴等化工产品。
【板书】2、海水资源的利用——提取溴
【情境】溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，以Br-的形式存在。溴与其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等等；曾是常用消毒药剂的红药水中，就含有溴和汞；在照相术中，溴与碘、银的化合物担任感光剂的角色。
【多媒体】展示工业提取溴的流程
【教师活动】介绍溴提取的主要流程，请同学们写出主要的反应。
【学生活动】分析每一步流程，掌握分离提纯的方法，及所加试剂的目的，写出主要的反应。
【思考讨论】第一步已经得到溴单质，为什么还要通入空气？通入二氧化硫将溴单质还原后再通入氯气生成溴单质，是否多此一举？
【强调】通入空气与二氧化硫，将溴吸入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用转化为氢溴酸以达到富集的目的。
【教师活动】介绍从海水中提取镁、碘的工艺流程。
【提问】对比从海水中提取溴、碘和从海水中提取镁的工艺流程图，你认为从海水中提取物质主要考虑哪些问题？
【回答】从海水中提取物质要考虑：原料的分离提纯及富集的原理，加入辅料的来源和成本，除去副产物的操作，中间产物的循环利用，对环境的保护。
【过渡】从海水中获取其他的物质和能量也具有广阔的前景。例如，铀和重水是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水有一定的意义；潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用也越来越受重视。
【提问】指出海水资源开发给人类带来便利与资源消耗、生态环境的破坏的矛盾。我们要怎样面对和解决这一矛盾。
【回答】海洋资源的开发不能以牺牲环境为代价，应合理开发，坚持可持续发展原则。
【过渡】迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。
【板书】三、煤、石油、天然气的综合利用
【学生活动】阅读材料，根据认知，说出煤、石油、天然气的组成。
【教师活动】将煤、石油、天然气的相关知识进行有机整合，利用思维导图，帮助同学们理解煤、石油和天然气综合利用的途径和方法。
自然资源的开发利用
金属矿物的开发利用
海水资源的综合利用
蒸馏法
1、海水淡化 电渗析
离子交换
膜分离法


海水制盐：粗盐提纯、电解饱和食盐水
海水提溴
2、海水的综合利用 海水提碘
海水提镁
三、煤、石油、天然气的综合利用
煤的干馏——气化——液化
石油的分馏——裂化——裂解——催化重整
天然气：作燃料，合成氨、甲醇