1、化學與資源的開發利用必修必修2 2 第第4 4章章 化學與自然資源的開發利用化學與自然資源的開發利用學業質量評價標準解讀與教學建議學業質量評價標準解讀與教學建議本次發言的主要內容本次發言的主要內容二、本章內容的地位和功能二、本章內容的地位和功能 四、教學建議四、教學建議一、本章內容在高考中的考察一、本章內容在高考中的考察三、本章內容教學要求分析三、本章內容教學要求分析1.金屬冶煉相關知識在高考中的考察金屬冶煉相關知識在高考中的考察一、本章內容在高考中的考察一、本章內容在高考中的考察2013山東山東28金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應。金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應。（1）由下列物質冶煉相應金

2、屬時采用電解法的是）由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是 aFe2O3 bNaCl cCu2SdAl2O3bd2013 3江蘇江蘇04下列有關物質性質的應用正確的是下列有關物質性質的應用正確的是A A液氨汽化時要吸收大量的熱，可用作制冷劑液氨汽化時要吸收大量的熱，可用作制冷劑B B二氧化硅不與強酸反應，可用石英器皿盛放氫氟酸二氧化硅不與強酸反應，可用石英器皿盛放氫氟酸C C生石灰能與水反應，可用來干燥氯氣生石灰能與水反應，可用來干燥氯氣D D氯化鋁是一種電解質，可用于電解法制鋁氯化鋁是一種電解質，可用于電解法制鋁電解法制備金屬電解法制備金屬2014國甲國甲09下列反應中，反應后固體物質增重的

3、是下列反應中，反應后固體物質增重的是A氫氣通過灼熱的氫氣通過灼熱的CuO粉末粉末 B二氧化碳通過二氧化碳通過Na2O2粉末粉末C鋁與鋁與Fe2O3發生鋁熱反應發生鋁熱反應 D將鋅粒投入將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液溶液鋁熱反應鋁熱反應電解法制鎂電解法制鎂2013全國新課標全國新課標II28題題 （1）Al2 2O O3 3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業上從鋁土礦制備較高純度主要成分之一。工業上從鋁土礦制備較高純度Al2 2O O3 3的主要工藝流程是的主要工藝流程是（以化學方程式表示）。（以化學方程式表示）。再看課本再看課本93頁頁第第6

4、 6題題以鋁土礦（主要成分以鋁土礦（主要成分AlAl2 2O O3 3. .3H3H2 2O O）為原料生產）為原料生產鋁鋁1 1、將鋁土礦溶解在、將鋁土礦溶解在氫氧化鈉氫氧化鈉溶液中溶液中2 2、通入、通入二氧化碳二氧化碳使上述溶液中析出固體使上述溶液中析出固體 3 3、使固體脫水為、使固體脫水為氧化鋁氧化鋁4 4、電解電解得到鋁得到鋁問題：請寫出上述過程的方程式問題：請寫出上述過程的方程式 哪一步轉化過程耗能最多？哪一步轉化過程耗能最多？鋁土礦的應用鋁土礦的應用火法煉銅火法煉銅本節課本有關銅的知識：本節課本有關銅的知識：89頁火法煉銅頁火法煉銅+濕法煉銅濕法煉銅93頁第頁第3題：藍銅礦制銅

5、題：藍銅礦制銅94頁第頁第9題：從孔雀石中冶煉銅題：從孔雀石中冶煉銅2.海水資源的利用在高考中的考察海水資源的利用在高考中的考察海水資源海水資源NaCl的綜合利用的綜合利用課本課本92頁：海水綜合利用聯合工業體系一例頁：海水綜合利用聯合工業體系一例海水資源的綜合利用海水資源的綜合利用再看課本再看課本93頁：第頁：第4題題鹵水制溴鹵水制溴海水提鎂海水提鎂海水提鎂海水提鎂海水提溴海水提溴海水為背景海水為背景利用氣體從利用氣體從海水中吹出海水中吹出氣體并用化氣體并用化學試劑吸收；學試劑吸收；離子交換膜離子交換膜p91p91再看教材內容再看教材內容海水提溴海水提溴海藻中提碘海藻中提碘再看教材實驗再看教

6、材實驗 海帶提碘海帶提碘回歸教材基礎回歸教材基礎 課本 P107海水海水資源資源開發利用開發利用化石化石燃料燃料開發利用開發利用金屬金屬礦物礦物開發利用開發利用自自然然資資源源開開發發利利用用 必修必修2 2第四章第四章廢氣、廢氣、廢液、廢液、廢渣的廢渣的再利用再利用二、本章內容的地位和功能二、本章內容的地位和功能 1.是高考題中的重要背景素材是高考題中的重要背景素材工業流程圖試題的來源工業流程圖試題的來源三、教材中提到過的工業生產案例三、教材中提到過的工業生產案例443海水資源的利用海水資源的利用海水中提取溴海水中提取溴( (必修必修2P91)2P91)海水中提取鎂海水中提取鎂( (必修必修

7、2P93)2P93)海水制鹽（必修）及氯堿工業（選修海水制鹽（必修）及氯堿工業（選修4P80)4P80)海帶中提取碘（必修海帶中提取碘（必修2P912P91）基礎：教材中的工業生產案例基礎：教材中的工業生產案例 443金屬礦物的利用金屬礦物的利用金屬的冶煉（必修金屬的冶煉（必修2P89 2P89 ）鋁土礦生產鋁（必修鋁土礦生產鋁（必修2P932P93）銅的冶煉（選修銅的冶煉（選修2p892p89）和精煉）和精煉( (選修選修4P81)4P81)基礎：教材中的工業生產案例基礎：教材中的工業生產案例煤、石油、天然氣的綜合利用煤、石油、天然氣的綜合利用與煤有關的與煤有關的 制備水煤氣（必修制備水煤氣

8、（必修2P962P96） 2.本章學科知識結構中蘊含的核心內容、核心認識和核心觀念第一節第一節 開發利用金屬礦物和海水資源開發利用金屬礦物和海水資源科學素養（科學素養（知道怎么做知道怎么做） 第二節第二節 資源綜合利用資源綜合利用 環境保護環境保護人文素養（人文素養（懂得為何做懂得為何做）突出主題，將科學教育與人文教育融為一體突出主題，將科學教育與人文教育融為一體3、學科價值和社會價值幫助學生形成幫助學生形成可持可持續發展的觀念續發展的觀念，充，充分體現了學科知識分體現了學科知識與社會意識的關系，與社會意識的關系，保證學生在提高科保證學生在提高科學素養的同時，兼學素養的同時，兼顧顧樹立正確的價

9、值樹立正確的價值觀和社會責任感觀和社會責任感。思想思想知識知識更高能力更高能力基本能力基本能力發展完善人發展完善人1.課程標準與教材內容的對應課程標準與教材內容的對應三、本章內容教學要求分析三、本章內容教學要求分析第一節 開發利用金屬礦物和海水資源1知道根據金屬的活動性不同，可分別采用加熱、電解、還原劑還原等方法冶煉金屬。并能從能量的角度選擇金屬的冶煉方法。能夠書寫相關的化學方程式。2知道海水淡化的幾種方法；掌握海水蒸餾的原理。2 2、廣州市高中必修模塊化學學科學業質量評價標準、廣州市高中必修模塊化學學科學業質量評價標準3能參照海水提取鎂的過程中化學原理寫出有關的化學方程式。4知道從海水中提取

10、溴、碘的原理。（通過上述要求讓學生體會、認識海水資源的廣闊前景）第二節第二節 資源綜合利用資源綜合利用 環境保護環境保護1.1.認識煤、石油、天然氣是人類能源的主要來源。能認識煤、石油、天然氣是人類能源的主要來源。能書寫簡單代表物燃燒的化學方程式。書寫簡單代表物燃燒的化學方程式。2.2.了解煤的成分；知道通過煤的干餾可得到多種化工了解煤的成分；知道通過煤的干餾可得到多種化工產品及其用途；知道煤的氣化和液化可減少燃燒所造產品及其用途；知道煤的氣化和液化可減少燃燒所造成的環境污染。成的環境污染。3.3.了解石油的成分；知道通過石油的分餾及裂化可得了解石油的成分；知道通過石油的分餾及裂化可得到多種化

11、工產品及其用途。到多種化工產品及其用途。 4.4.通過乙烯的聚合反應了解常見高分子材料的合成通過乙烯的聚合反應了解常見高分子材料的合成, ,了了解聚合反應的原理。知道日常生活中的一些合成高分子解聚合反應的原理。知道日常生活中的一些合成高分子材料的應用。材料的應用。5.5.知道形成酸雨的主要物質是硫氧化物和氮氧化物；知道形成酸雨的主要物質是硫氧化物和氮氧化物；認識含氮、磷的水體污染問題；知道一些污染的來源及認識含氮、磷的水體污染問題；知道一些污染的來源及控制方法。（化學在三廢治理方面發揮重要作用）控制方法。（化學在三廢治理方面發揮重要作用） 復習和機動復習和機動 1 1課時課時第一節第一節 開發

12、利用金屬礦物和海水資源開發利用金屬礦物和海水資源 2 2課時課時第二節第二節 化學與資源綜合利用、環境保護化學與資源綜合利用、環境保護 2 2課時課時3 3、本章課時安排建議、本章課時安排建議4 4、本章涉及的知識：、本章涉及的知識：金屬的冶煉金屬的冶煉鋁熱反應鋁熱反應火法冶金和濕法冶金火法冶金和濕法冶金電解冶金電解冶金電滲析法制淡水電滲析法制淡水離子交換法制淡水離子交換法制淡水富集富集煤的干餾、煤的氣化和液化煤的干餾、煤的氣化和液化石油的分餾、裂化、裂解石油的分餾、裂化、裂解單體、鏈節、聚合度、聚合物、聚合反應單體、鏈節、聚合度、聚合物、聚合反應原子經濟原子經濟 概念性新知概念性新知 4 4

13、、本章涉及的知識：、本章涉及的知識： 1、元素化合物知識的應用：無機物之間、元素化合物知識的應用：無機物之間的轉化，如在固態下和液態下，金屬及其的轉化，如在固態下和液態下，金屬及其化合物、非金屬及其化合物之間的反應，化合物、非金屬及其化合物之間的反應，涉及氧化還原反應和離子反應的應用。涉及氧化還原反應和離子反應的應用。2、有機化合物知識的應用：有機物之間、有機化合物知識的應用：有機物之間的轉化，如加聚、裂化等。的轉化，如加聚、裂化等。3、實驗操作知識的應用：、實驗操作知識的應用：（1）常用的分離物質的方法：蒸餾法、）常用的分離物質的方法：蒸餾法、結晶法、過濾法、分液法、萃取法等；結晶法、過濾法

14、、分液法、萃取法等；（2）常用的實驗操作：）常用的實驗操作：浸取、洗滌、蒸發濃縮浸取、洗滌、蒸發濃縮 應用類知識應用類知識 重視發揮教材中欄目的教學功能重視發揮教材中欄目的教學功能思考與交流思考與交流 5 5個個 科學視野科學視野 2 2個個實驗實驗 2 2個個資料卡片資料卡片 4 4個個表格和示意圖表格和示意圖 1 1、教學資源建議、教學資源建議 四、教學建議四、教學建議 為了揭示化學在資源開發和利用上的價值，為了揭示化學在資源開發和利用上的價值，拉近化學和學生的距離，教學中可以在教材的拉近化學和學生的距離，教學中可以在教材的基礎上基礎上適當增加素材適當增加素材，盡可能地提供，盡可能地提供感

15、性材料感性材料，便于學生體會。關于金屬冶煉以及海水蒸餾這便于學生體會。關于金屬冶煉以及海水蒸餾這部分知識可以采用多媒體提供材料，學生自己部分知識可以采用多媒體提供材料，學生自己總結歸納的方法學習，也可以采用聯系已學知總結歸納的方法學習，也可以采用聯系已學知識和生活經驗，以實例引導學生討論的方法展識和生活經驗，以實例引導學生討論的方法展開。本節教學重在使學生做到了解和體會，知開。本節教學重在使學生做到了解和體會，知識教學識教學不必過分加深、拓寬不必過分加深、拓寬。要有意識地。要有意識地增強增強學生的參與度，激發學生的學習興趣學生的參與度，激發學生的學習興趣。2 2、教法建議、教法建議海水中蘊藏的

16、資源及其開發意義海水中蘊藏的資源及其開發意義海洋水資源：海洋水資源：海水中水的儲量約為海水中水的儲量約為1.31.3109109億噸，億噸，約占全球總水量的約占全球總水量的9797。 化學資源：化學資源：含元素含元素8080多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學資源。目前，在陸地上發現的多種化學元素，在水中的化學資源。目前，在陸地上發現的多種化學元素，在海水中已找到多種，其中多種可供提取。如，氯化鈉（即海水中已找到多種，其中多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有億億噸，鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，食鹽）有億億噸，鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，溴約有萬億噸，核

17、燃料約億噸億噸。溴約有萬億噸，核燃料約億噸億噸。礦產資源：礦產資源：海洋中所貯存的各種礦物約海洋中所貯存的各種礦物約500500億噸。通常只億噸。通常只要每平方米有要每平方米有5 5的礦物。錳結核、可燃冰、砂和礫石，的礦物。錳結核、可燃冰、砂和礫石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。 海水中幾乎存在所有的常見元素，海水中幾乎存在所有的常見元素，目前從海水中提取的兩目前從海水中提取的兩類物質已經形成產業類物質已經形成產業，一類是海水中含量較高提取容易的物質一類是海水中含量較高提取容易的物質如鎂、鉀等；另一類是陸地含量極少，只能從海水中提取的物如鎂、鉀

18、等；另一類是陸地含量極少，只能從海水中提取的物質，如溴、碘等質，如溴、碘等。教學方法的選擇教學方法的選擇 為學生提供豐富的為學生提供豐富的真實背景材料真實背景材料 經處理后海水就經處理后海水就變成了可以飲用變成了可以飲用的純凈的水的純凈的水海水過濾器海水過濾器 體現教學內容的基礎性、時代性和選擇性體現教學內容的基礎性、時代性和選擇性1從身邊的社會問題，進行綜合分析：從身邊的社會問題，進行綜合分析： 提供論題辯論（教參提供論題辯論（教參P67P67）請談談：請談談：科技進步給我們帶來了什么？科技進步給我們帶來了什么？怎樣處理資源利用與環境保護的關系？怎樣處理資源利用與環境保護的關系？還可以結合當

19、地或其他地方污染或還可以結合當地或其他地方污染或污染治理情況，展開調查，也可以污染治理情況，展開調查，也可以組織學生上網查找資料，開展相關組織學生上網查找資料，開展相關的研究性學習或辯論會。的研究性學習或辯論會。環境保護與綠色化學環境保護與綠色化學把時間還給學生，把體驗還給把時間還給學生，把體驗還給學生，把精彩還給學生；才能學生，把精彩還給學生；才能突出目標的整合，催生過程的突出目標的整合，催生過程的靈動，實現靈動，實現“四基四基”的扎實，的扎實，聚焦人格的生長。聚焦人格的生長。81表金屬的活動性和氧化還原反應實際發生金屬的活動性和氧化還原反應實際發生的條件的條件是選擇金屬冶煉方法的主要依據是

20、選擇金屬冶煉方法的主要依據冶煉方法冶煉方法3 3、教學環節建議、教學環節建議-金屬的冶煉金屬的冶煉結合學校實驗室實際和具體化學實驗，結合學校實驗室實際和具體化學實驗，鼓勵學生思考，對實驗進行改進。鼓勵學生思考，對實驗進行改進。3、教學環節建議、教學環節建議海水提溴海水提溴增加素材增加素材1 1、含溴化合物有廣泛的用途、含溴化合物有廣泛的用途抗生素抗生素鎮靜劑鎮靜劑殺蟲劑殺蟲劑汽油中的防燥劑汽油中的防燥劑早在早在1919世紀初，法國化學家就發明了提取溴的傳世紀初，法國化學家就發明了提取溴的傳統方法統方法( (以中度鹵水和苦鹵為原料的空氣吹出制溴以中度鹵水和苦鹵為原料的空氣吹出制溴工藝工藝) )，

21、這也是目前工業規模海水提溴的惟一成熟，這也是目前工業規模海水提溴的惟一成熟方法。方法。此外，樹脂法、溶劑萃取法和空心纖維法提溴新此外，樹脂法、溶劑萃取法和空心纖維法提溴新工藝正在研究中。隨著新方法的不斷出現，人們工藝正在研究中。隨著新方法的不斷出現，人們不僅能從海水中提取溴，還能從天然鹵水及制鉀不僅能從海水中提取溴，還能從天然鹵水及制鉀母液中獲取溴，溴的產量也大大增加了。母液中獲取溴，溴的產量也大大增加了。 我國我國19671967年開始用年開始用“空氣吹出法空氣吹出法”進行海水直接進行海水直接提溴，提溴，19681968年獲得成功。現在青島、連云港、廣年獲得成功。現在青島、連云港、廣西的北海

22、等地相繼建立了提溴工廠，進行試驗生西的北海等地相繼建立了提溴工廠，進行試驗生產。產。“樹脂吸附法樹脂吸附法”海水提溴也于海水提溴也于19721972年試驗成年試驗成功。功。 增加素材增加素材2 2、提溴方法的發展歷史和現狀、提溴方法的發展歷史和現狀海水中溴的濃度比較低，怎么辦？海水中溴的濃度比較低，怎么辦？海水中的溴是以什么形態存在的？海水中的溴是以什么形態存在的？ 如何從海水中獲得單質溴如何從海水中獲得單質溴? ? 自己設計海水提溴的工藝流程方案。自己設計海水提溴的工藝流程方案。 海水提溴海水提溴4 4個步驟：個步驟：濃縮濃縮 氧化氧化 富集富集 提取提取 濃縮濃縮 Br Br- - 氧化、

23、提取氧化、提取閱讀課本閱讀課本P91P91并思考并思考gLgL海水中溴的海水中溴的濃度很低濃度很低，必須先進行濃縮，我國目，必須先進行濃縮，我國目前采用從制取食鹽的母液中提取溴。海水中的溴前采用從制取食鹽的母液中提取溴。海水中的溴是以是以Br-形態形態存在，常用存在，常用氧化劑氧化劑將將Br-氧化成溴單氧化成溴單質。質。此時得到的溴是粗溴，需要將其精制，得到此時得到的溴是粗溴，需要將其精制，得到高純度的溴單質。高純度的溴單質。含含Br下圖是工業上從鹵水中提取溴單質的流程圖：下圖是工業上從鹵水中提取溴單質的流程圖：Br2Br-1Br21.1.氣體氣體A A可能是什么？可能是什么？ 2.2.兩次通

24、入兩次通入A A氣體的作用是什么？氣體的作用是什么？以工業流程題呈現以工業流程題呈現海水提溴海水提溴含含Br下圖是工業上從鹵水中提取溴單質的流程圖：下圖是工業上從鹵水中提取溴單質的流程圖：Br2HBr-1Br23 3、若中改用、若中改用NaNa2 2COCO3 3溶液做吸收液，則用什溶液做吸收液，則用什么試劑？么試劑？3H3H2 2SOSO4 4+5NaBr+NaBrO+5NaBr+NaBrO3 3=3Na=3Na2 2SOSO4 4+3Br+3Br2 2+3H+3H2 2O O3 Br3 Br2 2+6 CO+6 CO3 32-2-+3H+3H2 2O=5 BrO=5 Br- -+ BrO+

25、 BrO3 3- -+6HCO+6HCO3 3- -( (或或3 Br3 Br2 2+3CO+3CO3 32-2-=5 Br=5 Br- -+ BrO+ BrO3 3- -+3CO+3CO2 2) )以工業流程題呈現以工業流程題呈現海水提溴海水提溴 Na Na2 2COCO3 3溶液溶液思考與交流思考與交流形成解決形成解決“以物質轉化為主以物質轉化為主”一一類流程圖問題的思路和方法；體類流程圖問題的思路和方法；體會會“富集富集轉化轉化提取提取”過程的過程的應用。應用。p91p91海水提溴海水提溴了解化工流程的核心思想和一般方法。了解化工流程的核心思想和一般方法。使學生認識氧化劑、還原劑知識在實

26、際使學生認識氧化劑、還原劑知識在實際中的應用價值；中的應用價值； 3 3、教學環節建議、教學環節建議海帶提碘海帶提碘海帶海帶灼燒灼燒海帶灰海帶灰含含I I2 2的的水溶液水溶液H2O2/H2SO4溶液溶液A A問題：問題：（1 1）實驗室中完成步驟）實驗室中完成步驟時，時，將海帶放在將海帶放在_中灼燒中灼燒（2 2）步驟）步驟中操作的過程包括中操作的過程包括_坩堝坩堝溶解、過濾溶解、過濾（3 3）步驟）步驟發生的離子反應是發生的離子反應是_H2O2+2I+2H+I2+2H2O以工業流程題呈現以工業流程題呈現海帶提碘海帶提碘感悟：不同類型的高考流程題感悟：不同類型的高考流程題 海帶海帶海帶灰海帶灰灼燒灼燒溶解、過濾溶解、過濾含含I2的溶液的溶液含含I-的溶液的溶液殘渣殘渣碘的有機溶液碘的有機溶液化工流程的核心思想蒸餾蒸餾碘碘I2CCl4萃取、分液萃取、分液氧化劑氧化劑原原料料 預預處理處理分離提純分離提純核心反應產產物物海帶海帶海帶灰海帶灰灼燒灼燒溶解、過濾溶解、過濾含含I2的溶液的溶液含含I-的溶液的溶液殘渣殘渣碘的有機溶液碘的有機溶液化工流程