集體備課教案必修2 《第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展》第一節(jié) 開發(fā)利用金屬資源和海水資源

《集體備課教案必修2 《第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展》第一節(jié) 開發(fā)利用金屬資源和海水資源》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《集體備課教案必修2 《第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展》第一節(jié) 開發(fā)利用金屬資源和海水資源（18頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、做好題，得高分，精選習(xí)題，真給力?。ǎ? 教 案 課題：第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬資源和海水資源(一) 授課班級(jí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 1、認(rèn)識(shí)和體會(huì)化學(xué)在自然資源開發(fā)和國(guó)的和作用。常識(shí)性介紹金屬回收和資源保護(hù)的意義 2、提示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系 3、樹立資源保護(hù)意識(shí)及合理開發(fā)意識(shí) 4、初步培養(yǎng)自主查閱資料的能力 5、初步掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、基本技能 過程 與 方法 1、自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力 2、活動(dòng)探究，通過了解金屬資源的開發(fā)、金屬冶煉，人類冶煉和使用金屬的歷史，金

2、屬資源的回收和再利用，海洋資源的類型，海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀，增減學(xué)生歸納能力，比較能力 情感 態(tài)度 價(jià)值觀 1、幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源、愛護(hù)資源、變廢為寶等意識(shí) 2、通過金屬礦物以海水資源的開發(fā)利用兩個(gè)專題，使學(xué)生熱愛自然，熱愛化學(xué) 重 點(diǎn) 了解化學(xué)方法在金屬礦物中開發(fā)(主要是金屬冶煉) 難 點(diǎn) 掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上，了解適用于不同金屬的冶煉方法 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 一、金屬單質(zhì)在自然界中的存在形式 二、金屬的冶煉 2、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：用還原的方法使金屬化合物

3、中的金屬離子得到電子變成金屬原子。 1、金屬的冶煉： (1)用化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)金屬 (2)將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。 (一) 熱分解法(Hg – Au) (二) 熱還原法(Zn – Cu) 鋁熱反應(yīng)： (三) 電解法 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑ 三、金屬的回收和資源保護(hù) 1、回收金屬的意義： （1）節(jié)約礦物資源； （2）節(jié)約能源； （3）減少環(huán)境污染 2、回收金屬的實(shí)例 （1）廢舊鋼鐵用于煉鋼；（2）廢鐵屑用于制鐵鹽；（3）定影液用于

4、回收銀 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [引課]現(xiàn)在各種報(bào)刊媒體頻繁出現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”一詞，有那位同學(xué)解釋一下？ [閱讀]資料卡片：自然資源與可持續(xù)發(fā)展。 增加資料：我國(guó)21世紀(jì)初可持續(xù)發(fā)展的總體目標(biāo)是：可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得顯著成效，人口總量得到有效控制，生態(tài)環(huán)境明顯改善，資源利用率顯著提高，促進(jìn)人與自然的和諧，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)走上生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路。 ［板書］第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 ［講］廣義地講，所謂自然資源，是指在一定時(shí)間、地點(diǎn)的條件下能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的，以提高人類當(dāng)前和將來福利的自然環(huán)境因素和條件的總稱?？沙?/p>

5、續(xù)發(fā)展的目標(biāo)是滿足人類需要，強(qiáng)調(diào)人類的行為要受到自然界的制約、強(qiáng)調(diào)代際之間、人類和其它生物種群之間、不同國(guó)家和不同地區(qū)之間的公平。它包括經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展、資源可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和全球可持續(xù)發(fā)展。 [講]人們通常將數(shù)以萬計(jì)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分類，在原子、分子、乃至超分子等不同的結(jié)構(gòu)層次上研究物質(zhì)及其化學(xué)變化規(guī)律，認(rèn)識(shí)物質(zhì)在變化過程中表現(xiàn)出來的性質(zhì)，所有這些都是人類利用自然資源、豐富物質(zhì)世界的重要依據(jù)。下面我們主要以金屬礦物和海水資源的綜合利用為例，一起認(rèn)識(shí)體會(huì)化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義合作用。 ［板書］第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 一、金屬單質(zhì)在自然界中的

6、存在形式 ［講］少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)存在，如金、鉑、銅、銀；化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在自然界中以化合態(tài)存在。大多數(shù)金屬在自然界中是以化合態(tài)存在的，如鋁以鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。 ［投影］ ［講］青銅：主要含銅和錫、鉛，有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件如軸承、齒輪等。 黃銅：主要含銅和鋅，有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件、儀表和日用品。 白銅：主要含銅和鎳，它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。 ［投影］ ［講］這是英法聯(lián)軍洗劫焚毀世界建筑史上最杰出的園林—圓明園后，被劫掠到國(guó)外的珍貴

7、文物——銅虎頭，2000年在香港被拍賣。由中國(guó)派員出高價(jià)將其贖回。 ［投影］ ［講］金屬在自然界的分布特點(diǎn)是： 1、量大，自然界中的金屬元素種類約占全部元素種類的80%。 2、面廣，礦物中、動(dòng)植物體中、水中都含有金屬元素。 3、形態(tài)不一，有游離態(tài)，也有化合態(tài)， 4、數(shù)量不均，自然界中以化合態(tài)形式存在的金屬元素多，以游離態(tài)形式存在的金屬元素少；有的金屬元素含量高，有的金屬元素含量低。 [板書]二、金屬的冶煉 [講]除了金、鉑等少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬都以化合物形式存在于自然界?；瘜W(xué)要研究如何合理、高效的利用這些金屬礦石，將其中的金屬從化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬

8、材料，這一過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。 [板書]1、金屬的冶煉： (1)用化學(xué)的方法把化合態(tài)的金屬變成游離態(tài)金屬 (2)將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。 ［思考與交流］法國(guó)皇帝拿破侖是一個(gè)喜歡炫耀自己的人。他常常大擺宴席，宴請(qǐng)?zhí)煜沦e客。每次宴會(huì)，他總是擺出一副高人一等的樣子。餐桌上的用具幾乎全是用銀制成的，唯有他自己用的那一個(gè)碗?yún)s是鋁制品。為什么貴為法國(guó)皇帝，在當(dāng)時(shí)卻不用高貴而亮麗的銀碗，而用色澤要暗得多的鋁碗呢？ ［講］簡(jiǎn)單地說，金屬的冶煉就是把金屬從礦石中提煉出來。由于礦石中的金屬元素絕大多數(shù)都是以正化合價(jià)態(tài)存在，所以在金屬冶

9、煉的過程中，金屬元素要經(jīng)過一個(gè)被還原的過程 [板書]2、金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。 ［投影回顧］ ［講］從金屬礦石提煉金屬，一般要經(jīng)過三個(gè)步驟： 1、礦石的富集，減少雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量 2、冶煉，利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用還原劑把金屬礦石中以化合態(tài)存在的金屬還原成金屬單質(zhì) 3、精煉，采用一定的方法，提煉純金屬 不同的金屬元素，其金屬性不同，由化合態(tài)還原為游離態(tài)的難易程度不同，因此金屬冶煉方法不同。常用的金屬冶煉方法有：熱分解法、熱還原法、電解法等。 [板書](一) 熱分解法(Hg – Au)

10、[講]有些不活潑金屬僅用熱分解法就能制得。在金屬活動(dòng)性順序中，位于氫后面的金屬的氧化物受熱就能分解。 [板書] [投影小結(jié)]適用于Hg、Ag的冶煉 [板書] (二) 熱還原法(Zn – Cu) [講]多數(shù)金屬（活動(dòng)性介于鎂和銅之間的金屬）的冶煉過程屬于熱還原法。常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬等。 [板書] ［投影小結(jié)］常見的還原劑有： 1、CO：適用于較不活潑的金屬，多用于冶煉合金，成本較低 2、H2適用于高溫不和水反應(yīng)的金屬，金屬成分純度高，熔點(diǎn)高，生產(chǎn)成本高 3、活潑金屬：適用于高熔點(diǎn)、較不活潑的金屬，生產(chǎn)成本高，金屬純度高 [投影實(shí)驗(yàn)4-1]鋁熱反

11、應(yīng)（演示）： [講]操作要點(diǎn)：用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內(nèi)層漏斗取出，在底部剪一個(gè)孔，用水潤(rùn)濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上（如上圖），下面放置盛沙的蒸發(fā)皿。把5 g炒干的氧化鐵粉未和2 g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點(diǎn)燃鎂條。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 ?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉未和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)。反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒。我們還可以看到，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，用磁鐵吸引，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。 [板書]鋁熱反

12、應(yīng)： ［注意］鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)：高溫引燃劇烈放熱，體現(xiàn)氧化鋁高熔點(diǎn)的性質(zhì)。 應(yīng)用：①焊接鋼軌②冶煉高熔點(diǎn)金屬 ［投影］ ［講］由于早期煉鋁十分困難，所以鋁的價(jià)格十分昂貴，一度超越金銀之上，直至19世紀(jì)上半葉，鋁還是歐洲許多高級(jí)珠寶店的高檔貨。然而自從美國(guó)青年化學(xué)家霍爾發(fā)明電解制鋁法后，制鋁工藝不斷改進(jìn)，現(xiàn)在人們已經(jīng)熟練掌握了從鋁土礦（主要成分是Al2O3，當(dāng)然還是有很多其它雜質(zhì)的）中冶煉鋁的技術(shù)了，使得制鋁成本大大下降，鋁的價(jià)格也一降千丈，走入千家萬戶。 ［板書］(三) 電解法 [講]在金屬活動(dòng)性順序中，鉀、鈉、鈣、鋁等幾種金屬的還原性很強(qiáng)，這些金屬都很容易失去電子，因此不能

13、用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。 [板書] [講]一些對(duì)純度要求較高的不活潑金屬也可以采用電解其鹽溶液的方法來進(jìn)行冶煉，例如： [板書] 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑ ［投影小結(jié)］電解熔融物：適用于活潑金屬的冶煉，煉得的金屬純度高，耗電量大，生產(chǎn)成本高，熔融物屬于離子化合物 電解不活潑金屬的鹽溶液：適用于高熔點(diǎn)、不活潑金屬，金屬純度高。 [閱讀]表4-1；常見金屬的冶煉原理。 [小結(jié)]不同金屬冶煉方法的選擇 ［板書］ [講]地球上的金屬礦物資源是有限的，我們必須學(xué)會(huì)合理開發(fā)和利用

14、這些礦物資源。 ［板書］三、金屬的回收和資源保護(hù) ［講］以鋁為例，生產(chǎn)一噸原鋁至少要消耗四噸鋁土礦資源。當(dāng)前全球原鋁的年產(chǎn)量約2500萬噸，年消耗鋁土礦超過一億噸，如果照此發(fā)展下去，地球上的鋁土礦資源就會(huì)越來越少，直至有一天枯竭。如果人類消費(fèi)的鋁能夠回收利用，只要回收利用量達(dá)到產(chǎn)量的二分之一，每年就將減少鋁土礦消耗量約5000萬噸，這對(duì)保護(hù)全球鋁土礦資源具有極為重要的意義。其次，利用廢雜原料生產(chǎn)一噸合金鋁錠與用鋁土礦原料生產(chǎn)一噸原鋁錠相比，可以節(jié)省95％以上的能源消耗。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)一噸原鋁錠需要消耗能源213．2TJ(電能約占82％)，而生產(chǎn)一噸再生鋁合金錠所需能源消耗為5

15、．5TJ(燃料約占80％)，僅為原鋁錠生產(chǎn)能源消耗的2．6％，優(yōu)勢(shì)比較明顯。由于鋁可以反復(fù)循環(huán)使用，從再生鋁廢料中再生產(chǎn)鋁，其節(jié)能效果更加顯著。另外，再生鋁生產(chǎn)中二氧化碳的產(chǎn)生量和排放量與原鋁生產(chǎn)相比，大為減少。有資料統(tǒng)計(jì)，再生鋁生產(chǎn)可比用水電生產(chǎn)原鋁減少二氧化碳排放量91%，比用燃油發(fā)電減少二氧化碳排放量97％以上，比用煤發(fā)電減少的二氧化碳排放量更多，環(huán)保效益十分顯著。　 ［板書］1、回收金屬的意義： （1）節(jié)約礦物資源； （2）節(jié)約能源； （3）減少環(huán)境污染 ［講］據(jù)估算，回收一個(gè)鋁制飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐要便宜20%，還可節(jié)約金屬資源和95%的能源。1t廢鋼鐵回爐冶煉可煉成近

16、1t的鋼，跟用鐵礦石冶煉比，能節(jié)約11t煤和鐵礦石，減少污染空氣的懸浮微粒11kg。目前世界上已有50%以上的鐵和90%以上的金得到了回收利用。 廢舊金屬的回收利用還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。例如，廢舊電池中含有汞等，如果廢舊電池隨意丟棄，汞等滲出會(huì)造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康。如果將汞等回收利用，不僅可以節(jié)約金屬資源，還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。 ［板書］2、回收金屬的實(shí)例 （1）廢舊鋼鐵用于煉鋼； （2）廢鐵屑用于制鐵鹽； （3）定影液用于回收銀 ［自我評(píng)價(jià)］ 1．我國(guó)是世界文明發(fā)達(dá)最早的國(guó)家之一，勞動(dòng)人民掌握冶鐵技術(shù)的最早年代是 A、春秋晚期 B、商代

17、 C、南宋時(shí)期 D、清朝 2．用氫氣作還原劑和用金屬作還原劑相比，所得金屬的純度的說法正確的是 A、用氫氣的高 B、用金屬的高 C、二者相同 D、無法比較 3．用鋁熱反應(yīng)冶煉出的金屬的狀態(tài)是 A、固態(tài) B、氣態(tài) C、液態(tài) D、三種狀態(tài)都有可能 4．鋁能用于冶煉難熔的金屬（如鐵、釩、錳等），這是因?yàn)殇X具有 A、兩性 B、導(dǎo)電性好 C、熔點(diǎn)低 D、還原性，在冶煉反應(yīng)中放出大量的熱 5．不能用熱分解法制得的金屬是 A、鐵 B、銀 C、鎂 D、汞

18、6．古代的“藥金”外觀與金相似，常被人誤以為是金子。冶煉方法如下：將碳酸鋅、赤銅（Cu2O）、木炭混合加熱至800℃，得金光閃閃的藥金。試分析以下問題：藥金的主要成分是_____（用化學(xué)式表示）。冶煉過程中發(fā)生的化學(xué)方程式為_____。

19、 參考答案: 1、A 2、A 3、C 4、D 5、AC 6．（1）Cu-Zn。 （2） C+2Cu2O4Cu+CO2↑ C

20、+2ZnO2Zn+CO2↑。 教學(xué)回顧： 教 案 課題：第一節(jié) 開發(fā)利用金屬資源和海水資源(二) 授課班級(jí) 課 時(shí) 教 學(xué) 目 的 知識(shí) 與 技能 1、幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)和體會(huì)海水資源開發(fā)和利用中的意義和作用 2、提示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系 3、樹立資源保護(hù)意識(shí)及合理開發(fā)意識(shí) 4、初步培養(yǎng)自主查閱資料的能力 過程 與 方法 1、自主學(xué)習(xí)、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力 2、活動(dòng)探究，通過了解海洋資源的類型，海水資源的開發(fā)及利用現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生歸納能力，比較能力 情感 態(tài)度 價(jià)值觀

21、 1、幫助學(xué)生樹立節(jié)約資源，愛護(hù)環(huán)境，變廢為寶等意識(shí) 2、通過金屬礦物及海水資源的開發(fā)利用兩個(gè)專題，使學(xué)生熱愛自然，熱愛化學(xué) 重 點(diǎn) 了解化學(xué)方法在海水資源開發(fā)中的作用 難 點(diǎn) 海水資源的合理開發(fā)及綜合應(yīng)用 知 識(shí) 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計(jì) 第二課時(shí) 海水資源的開發(fā)和利用 一、海水中蘊(yùn)藏的資源及其開發(fā)意義 1、海水資源的廣泛性 2、海水資源的多樣性 3、海水資源的分散性 4、海水資源的利用 5、海水的淡化 （1）海水淡化的途徑: 從海水中提取淡水；從海水中分離出鹽 （2）海水淡化的方法: 蒸 餾 法（最先使用，技術(shù)成熟，但成

22、本高） 電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)） 離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂） 二、海水中的化學(xué)資源 (一)海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：種類多，總儲(chǔ)量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。 (二)從海水中提取物質(zhì)的方法 1、從海水中提取食鹽的主要工藝流程 從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。 2、從海水中提取鎂 原理：MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓+ CaCl2 Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O MgCl2 Mg + Cl2 ↑ 4、從海水中提

23、取碘 5、海水的其他應(yīng)用：提取鈾和重水、開發(fā)海洋藥物、利用潮汐能、波浪能等。 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng) [引課]海洋是生命的搖籃，海水不僅是寶貴的水資源，而且蘊(yùn)藏著豐富的化學(xué)資源。加強(qiáng)對(duì)海水（包括苦咸水）資源的開發(fā)利用，是解決沿海和西部苦咸水地區(qū)淡水危機(jī)和資源短缺問題的重要措施，是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保證。 [板書]第二課時(shí) 海水資源的開發(fā)和利用 一、海水中蘊(yùn)藏的資源及其開發(fā)意義 ［講］海洋水資源：海水中水的儲(chǔ)量約為1.3×109億噸，約占全球總水量的97％。 化學(xué)資源：含元素80多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學(xué)資源。目前，

24、在陸地上發(fā)現(xiàn)的100多種化學(xué)元素，在海水中已找到80多種，其中70多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有４億億噸，鎂約有1800萬億噸，鉀有500萬億噸，溴約有90萬億噸，核燃料約40億噸－50億噸。海水中鈾多達(dá)45億噸是已知陸地鈾礦儲(chǔ)量的4500倍。氘有50億噸足夠人類用上千萬年含80多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。 礦產(chǎn)資源：海洋中所貯存的各種礦物約500億噸。通常只要每平方米有5㎏的礦物。錳結(jié)核、可燃冰、砂和礫石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。 生物資源：由魚、蝦、貝、藻等組成的海洋生物資源，除了直接捕撈供食用和藥用外，通過養(yǎng)殖、增殖等

25、途徑還可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。海洋生物品種繁多，我國(guó)就有20278種，其中入藥的有700種。 能源：海水運(yùn)動(dòng)中蘊(yùn)藏著巨大的能量，包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上水能資源，它們都屬于可再生能源，而且沒有污染。 空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個(gè)部分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸擴(kuò)大到生產(chǎn)、通信、電力輸送、儲(chǔ)藏、文化娛樂等諸多領(lǐng)域。我國(guó)擁有18000公里的大陸海岸線，管轄的海域面積近300萬平方公里。 [板書] 1、海水資源的廣泛性： ［講］海洋約占地球表面積71%，海洋中的資源 ：動(dòng)物:魚類、海獅、海馬、貝類…植物:海草、海帶…礦物:各種鹽、N

26、aCl、MgCl2 …. 海底金屬結(jié)核礦、石油 水：水資源及各種溶解的鹽類 海水中的水1.3X109 億噸，占地球總水量97%（3%在陸地、淡水），海水中除了水以外，還含有80多種元素，有的含量很大（如NaCl ）有的含量很少（如Au） [板書]2、海水資源的多樣性 ［講］海水中溶解和懸浮大量的無機(jī)物和有機(jī)物按含量計(jì)：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13種元素的質(zhì)量占總水量的99%，其余1%為70多種含量微少的元素 [板書] 3、海水資源的分散性： ［講］海水因?yàn)榱刻?、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量很大但由于太分散 ，含量極微少，如：海水中金元素總含量約為5000

27、0000t（5千萬噸）但一頓海水中只含金元素0.000004g（10億分之四克）（百分之0.000004克） ［講］海水綜合利用的重要方向是：海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的氯化鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。例如，鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對(duì)一個(gè)國(guó)家來說具有戰(zhàn)略意義?；瘜W(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。 [板書]

28、4、海水資源的利用： ［講］海水的綜合利用，主要有：1.海水中水資源的利用海水的淡化（咸水 淡水）2.直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻（作冷卻用水） [講] 海洋占地球表面的71%，總面積約3.6億平方千米。海水資源的利用。主要包括海水淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等。 [板書] 5、海水的淡化 ［講］海水淡化：是指從海水中獲取淡水的技術(shù)和過程。海水淡化方法在20世紀(jì)30年代主要是采用多效蒸發(fā)法；20世紀(jì)50年代至20世紀(jì)80年代中期主要是多級(jí)閃蒸法（MSF），至今利用該方法淡化水量仍占相當(dāng)大的比重；20世紀(jì)50年代中期的電滲析法（ED）、20世紀(jì)70年代的反滲透法（RO）和低溫

29、多效蒸發(fā)法（LT-MED）逐步發(fā)展起來，特別是反滲透法(RO)海水淡化已成為目前發(fā)展速度最快的技術(shù)。 海水循環(huán)冷卻技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，在美國(guó)等國(guó)家已大規(guī)模應(yīng)用，是海水冷卻技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。我國(guó)經(jīng)過"八五""九五"科技攻關(guān)，完成了百噸級(jí)工業(yè)化試驗(yàn)，在海水緩蝕劑、阻垢分散劑、菌藻殺生劑和海水冷卻塔等關(guān)鍵技術(shù)上取得重大突破。"十五"期間，通過實(shí)施國(guó)家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，正在建立千噸級(jí)和萬噸級(jí)海水循環(huán)冷卻示范工程。 [板書]（1）海水淡化的途徑: 從海水中提取淡水；從海水中分離出鹽 （2）海水淡化的方法: 蒸 餾 法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高） 電滲析法（成本低，但未能大量

30、生產(chǎn)） 離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂） [投影]海水蒸餾原理示意圖： ［講］蒸餾法海水淡化技術(shù)研究已有幾十年的歷史。天津大港電廠引進(jìn)兩臺(tái)3000立方米/日多級(jí)閃蒸海水淡化裝置，于1990年運(yùn)轉(zhuǎn)至今，積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)。低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)經(jīng)過"九五"科技攻關(guān)，作為"十五"國(guó)家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目正在青島建立3000噸/日的示范工程。 [投影]太陽能蒸發(fā)海水示意圖： ［講］海洋是一個(gè)"藍(lán)色的寶庫"。據(jù)估算，如果把整個(gè)地球上的海水加以提煉,可得到550萬噸黃金、4億噸白銀、40億噸銅、137億噸鐵、41億噸錫、27億噸鋇、70億噸鋅、137億噸鉬和137億

31、噸鋁?？梢哉f，地球陸地上有的，海洋里都有，而且有許多是陸地上蘊(yùn)藏不多，而又難于提取的稀有元素，如鍶、鈾、銣、鋰、鋇等。這些化學(xué)元素都是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防上的重要資源。現(xiàn)在已在海底勘探和開發(fā)的礦產(chǎn)有：天然氣、石油、煤、銅、鐵、硫、砂、錳等數(shù)十種。估計(jì)海底石油可開采儲(chǔ)量達(dá)一千多億噸。在海水所含的各種化學(xué)元素及礦物中，數(shù)量最大的是食鹽，即氯化鈉。據(jù)計(jì)算，1立方千米海水中，含有近3千多萬噸氯化鈉?，F(xiàn)在，全世界每年生產(chǎn)海鹽1億噸。如果按照這個(gè)數(shù)字消費(fèi)，海洋里的鹽可用5億年!近年來，從海水里直接提取鎂、鈾、碘、溴都取得成功。鎂是制造飛機(jī)、輪船、汽車的重要材料，海水中鎂含量可用一千萬年以上。溴在陸地上比較少見

32、，絕大部分都儲(chǔ)藏在海洋里。 [板書] 二、海水中的化學(xué)資源 (一)海水中含有的各種元素的特點(diǎn)： 種類多，總儲(chǔ)量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。 (二)從海水中提取物質(zhì)的方法 1、從海水中提取食鹽的主要工藝流程 從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。 ［投影講解］ ［思考與交流］實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：從海水中提取鎂元素得到單質(zhì)鎂 ［投影小結(jié)］ 工業(yè)制鎂的流程： [板書]2、從海水中提取鎂原理： MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓+ CaCl2 Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 +

33、 H2O MgCl2 Mg + Cl2 ↑ [科學(xué)探究]1、如何將海水中的溴離子變成溴單質(zhì)？并設(shè)計(jì)方案。 ［投影］ ［投影小結(jié)］從海水中提取溴的主要工藝流程 ①用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。 ②向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)： 2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ③向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：Br2+SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4 ④向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2 ⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液

34、中的溴單質(zhì)。 [板書]3、從海水中提取溴 2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2 ［科學(xué)探究］如何證明海帶中有碘離子？ [板書]4、從海水中提取碘 ［投影實(shí)驗(yàn)］海帶成分中碘的檢驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)儀器 燒杯、試管、坩堝、坩堝鉗、鐵架臺(tái)、三角架、泥三角、玻璃棒、酒精燈、量桶、膠頭滴管、刷子、漏斗、濾紙、火柴、剪刀 二、實(shí)驗(yàn)藥品 干海帶、過氧化氫溶液（H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%）、稀硫酸溶液（3mol/L）、NaOH溶液、酒精、淀粉溶液（質(zhì)量

35、分?jǐn)?shù)為1%）、CCl4、食用碘鹽、硝酸銀溶液、稀硝酸 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1、取10g食用干海帶，用刷子把干海帶表面附著物刷凈，不要用水洗。將海帶剪碎，用酒精潤(rùn)濕放入瓷坩堝中，把坩堝置于泥三角上。 2、用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全燒成炭黑色灰后，停止加熱，自然冷卻。 3、將坩堝內(nèi)海帶灰放至小燒杯中，再加入15mL蒸餾水，不斷攪拌，煮沸4min～5min，使可溶物溶解，10分鐘后過濾。 4、將濾液分成四份放入試管中，并標(biāo)為1、2、3、4號(hào)。在1號(hào)試管中滴入6滴稀硫酸后，再加入約3mLH2O2溶液，觀察現(xiàn)象。滴入1%淀粉液1—2滴，觀察現(xiàn)象。 5、在2號(hào)試管中加入2mL新制的飽和氯

36、水，振蕩溶液，觀察現(xiàn)象。2分鐘后把加入氯水的溶液分成兩份。其中甲中再滴入1%淀粉液1—2滴，觀察現(xiàn)象。乙溶液中加入2mLCCl4，振蕩萃取，靜置2分鐘后觀察現(xiàn)象。 6、向加有CCl4的溶液的試管中加入NaOH溶液10mL，充分振蕩后，將混合溶液倒入指定的容器中。加入氫氧化鈉目的是吸收溶解在CCl4中的碘單質(zhì)，把剩余溶液倒入指定容器防止污染環(huán)境。 7、在3號(hào)試管中加入食用碘鹽3g，振蕩使之充分溶解后滴入6滴稀硫酸。在滴入1%淀粉液1—2滴，觀察現(xiàn)象。 8、在4號(hào)試管中加入硝酸銀溶液，振蕩，再加入稀硝酸溶液。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 9、取用三種不同產(chǎn)地的海帶產(chǎn)品重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)討論： 1、

37、實(shí)驗(yàn)前為什么要用刷子而不能用水洗食用干海帶？ 2、為什么要用新制氯水與濾液反應(yīng)？加入氯水多了為什么不行？ 3、為什么要向2號(hào)乙中加入NaOH溶液？ 4、號(hào)中加入碘鹽和稀硫酸的反應(yīng)原理是什么？ 5、能否用焰色反應(yīng)鑒定海帶中存在的是NaI還是KI？ 四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析 試管號(hào) 加入試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 1號(hào) 稀硫酸、H2O2、淀粉液 溶液立刻由褐色變成藍(lán)色 通過利用化學(xué)反應(yīng)原理2I-+2H++H2O2=I2+2H2O由淀粉溶液變藍(lán)可知有碘單質(zhì)生成證明海帶中有碘元素 2號(hào) 甲 新制的飽和氯水、1%淀粉液 溶液立刻由褐色變成藍(lán)色 利用化學(xué)反應(yīng)： 2I-+Cl

38、2=I2+2Cl-通過置換反應(yīng)生成碘單質(zhì)溶液變藍(lán)證明海帶中存在碘離子 2號(hào) 乙 新制的飽和氯水、CCl4 溶液分成兩層上層為接近無色，下層CCl4呈現(xiàn)紫紅色 利用化學(xué)反應(yīng) 2I-+Cl2=I2+2Cl-通過置換反應(yīng)利用萃取現(xiàn)象證明生成碘單質(zhì)海帶中存在碘離子 3號(hào) 食用碘鹽、稀硫酸、1%淀粉液 溶液立刻由無色變成藍(lán)色 利用化學(xué)反應(yīng)： 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O由碘鹽中存在KIO3和反應(yīng)原理可知海帶中存在碘元素主要以碘離子形式存在 4號(hào) 硝酸銀溶液、硝酸溶液 溶液中產(chǎn)生白色沉淀，加入稀硝酸沉淀不消失 原想利用反應(yīng)Ag++ I- =AgI↓生成黃色沉淀來檢

39、驗(yàn)離子。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)海帶中存在大量氯化鈉，Ag++Cl-=AgCl↓生成白色AgCl掩蓋黃色AgI沉淀。用此方法檢驗(yàn)碘元素失敗。 五、實(shí)驗(yàn)最終結(jié)論 通過四組化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，證明海帶中存在的碘元素主要形式為碘離子，不是碘酸根離子，更不是碘單質(zhì)。因?yàn)椴檎屹Y料可知鹵族單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)活潑，碘單質(zhì)在自然界里沒有游離態(tài)形式存在?？芍е械庵饕訬aI形式存在。 [投影]根據(jù)圖4-5講解海水綜合利用。 [學(xué)生閱讀]海水的其他應(yīng)用 [板書] 5、海水的其他應(yīng)用：提取鈾和重水、開發(fā)海洋藥物、利用潮汐能、波浪能等。 [學(xué)生自學(xué)]科學(xué)視野-自然資源的開源與節(jié)流。 [小結(jié)] 我國(guó)海水綜合利用

40、技術(shù)日臻成熟，海水制鹽是我國(guó)從海水中提取化學(xué)資源最早的產(chǎn)業(yè)，此外，氣態(tài)膜法提溴、海水提鉀、海水鎂鹽晶提取等都取得了階段性進(jìn)展，突破了關(guān)鍵技術(shù)，尤其是海水提取磷酸二氫鉀、碳酸鉀、硝酸鉀三元復(fù)合肥以及人工合成鉀高效吸附劑的研究工作進(jìn)展順利，為我國(guó)開辟新的優(yōu)質(zhì)無氯鉀肥來源，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 [自我評(píng)價(jià)] 1. 水資源非常重要聯(lián)合國(guó)確定2003年為國(guó)際淡水年，下列關(guān)于水的說法中錯(cuò)誤的是c A．蒸餾是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度 C．融化的雪水中礦物含量比深井水中的少 D．0℃以上，溫度越高，水的密度越小 2．海洋占地球表面積的3/4，它能對(duì)地球生態(tài)環(huán)境起調(diào)節(jié)作用，同時(shí)也蘊(yùn)藏著豐富的物質(zhì)資源。 （1）據(jù)測(cè)算，地球上的氧氣90%來自于藻類植物的光合作用，而環(huán)境污染的加劇，使海洋表層的浮游植物大量死亡，從而進(jìn)一步加劇溫室效應(yīng)，這是由于大量浮游植物的死亡會(huì)使大氣中的 增加所致。 （2）我國(guó)首創(chuàng)的鋁、空氣、海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。上述新型電池 為負(fù)極。 2、（1）CO2 （2）Al 教學(xué)回顧：