新人教版《开发利用金属矿物和海水资源》教学设计22

新课标必修二第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属资源和海水资源第二课时教学目标：1.以海水的开发和利用为例，认识化学方法在实现物质间转化中的作用，体会保护金属资源的重要性。2、帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。3、揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。教学重点难点：了解化学方法在海水资源开发中的作用。课时划分：“海水资源的开发利用”1课时。教学方法：利用图片、录像、多媒体课件，讨论、归纳。教学过程：[投影]海低多金属结核矿石：[思考交流]如何开发这些海底资源？[板书]二、海水资源的开发和利用[讲述]海洋占地球表面的71%，总面积约亿平方千米。海水资源的利用。主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。[资料]海水淡化：是指从海水中获取淡水的技术和过程。海水淡化方法在20世纪30年代主要是采用多效蒸发法；20世纪50年代至20世纪80年代中期主要是多级闪蒸法（MSF），至今利用该方法淡化水量仍占相当大的比重；20世纪50年代中期的电渗析法（ED）、20世纪70年代的反渗透法（RO）和低温多效蒸发法（LT-MED）逐步发展起来，特别是反渗透法(RO)海水淡化已成为目前发展速度最快的技术。海水循环冷却技术始于20世纪70年代，在美国等国家已大规模应用，是海水冷却技术的主要发展方向之一。我国经过"八五""九五"科技攻关，完成了百吨级工业化试验，在海水缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂和海水冷却塔等关键技术上取得重大突破。"十五"期间，通过实施国家重大科技攻关项目，正在建立千吨级和万吨级海水循环冷却示范工程。[板书]1、海水淡化、海水循环冷却。[投影]海水蒸馏原理示意图：[资料]蒸馏法海水淡化技术研究已有几十年的历史。天津大港电厂引进两台3000立方米/日多级闪蒸海水淡化装置，于1990年运转至今，积累了大量宝贵经验。低温多效蒸馏海水淡化技术经过"九五"科技攻关，作为"十五"国家重大科技攻关项目正在青岛建立3000吨/日的示范工程。[投影]太阳能蒸发海水示意图：[资料]海洋是一个"蓝色的宝库"。据估算，如果把整个地球上的海水加以提炼,可得到550万吨黄金、4亿吨白银、40亿吨铜、137亿吨铁、41亿吨锡、27亿吨钡、70亿吨锌、137亿吨钼和137亿吨铝。可以说，地球陆地上有的，海洋里都有，而且有许多是陆地上蕴藏不多，而又难于提取的稀有元素，如锶、铀、铷、锂、钡等。这些化学元素都是工农业生产和国防上的重要资源。现在已在海底勘探和开发的矿产有：天然气、石油、煤、铜、铁、硫、砂、锰等数十种。估计海底石油可开采储量达一千多亿吨。在海水所含的各种化学元素及矿物中，数量最大的是食盐，即氯化钠。据计算，1立方千米海水中，含有近3千多万吨氯化钠。现在，全世界每年生产海盐1亿吨。如果按照这个数字消费，海洋里的盐可用5亿年!近年来，从海水里直接提取镁、铀、碘、溴都取得成功。镁是制造飞机、轮船、汽车的重要材料，海水中镁含量可用一千万年以上。溴在陆地上比较少见，绝大部分都储藏在海洋里。[讲述]我国海水综合利用技术日臻成熟，海水制盐是我国从海水中提取化学资源最早的产业，此外，气态膜法提溴、海水提钾、海水镁盐晶提取等都取得了阶段性进展，突破了关键技术，尤其是海水提取磷酸二氢钾、碳酸钾、硝酸钾三元复合肥以及人工合成钾高效吸附剂的研究工作进展顺利，为我国开辟新的优质无氯钾肥来源，打下了坚实的基础。[科学探究]1、如何将海水中的溴离子变成溴单质？并设计方案。2、如何证明海带中有碘离子？[板书]2、海水中提取溴和碘。[小组探讨]老师参与并引导。[实验4-2]海带成分中碘的检验，按课本要求做实验。[展示]优秀探究方案：海带成分中碘的检验（见教案后资料）。[例题]海水提溴的过程是：提取NaCl后的浓缩卤水中，通入过量Cl2反应后，用空气吹出溴蒸气，用热碱液吸收后，再加入H2SO4酸化，经蒸馏可得液溴。(1)浓缩卤水中通入Cl2的离子反应为。(2)用空气吹出Br2并用热碱液吸收的目的和化学反应是。(3)用H2SO4酸化的原理是。(4)生产所用Cl2、NaOH的主要来源是。[讲解](1)浓缩卤水中含有低浓度NaBr，通入Cl2时发生的离子反应是：Cl2＋2Br-＝Br2＋2Cl—(2)通过上面置换反应得到的Br2的浓度很低，难以收集，用空气吹出Br2后用热碱液吸收，使溴得到富集，这个反应的离子方程式是：3Br2＋6OH—=5Br-＋BrO3—＋3H2O(3)在H2SO4酸性下，Br-与BrO3-间发生氧化还原反应，重新生成Br2(高浓度)5Br-＋BrO3—＋6H+＝3Br2＋3H2O经蒸馏可得液溴。(4)生产所用Cl2和NaOH可由电解饱和食盐水制得。这个电化学反应方程式是：[讲述]在工业中，海水提溴可以与其他生产过程结合起来，如利用在电厂冷却的循环海水，将海水淡化的副产物冷却等，以提高经济效益。[投影]根据图4-5讲解海水综合利用。[学生阅读]海水的其他应用[板书]3、海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。[学生自学]科学视野-自然资源的