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必修2第四章化学与可持续发展第一节开发利用金属矿物和海水资源第2课时广东省广州市天河中学王学兵一、教材分析本节教学的主要目标是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。
当今社会对于能源和环境的两大举措是“节能、减排”，这是因为自然界中不可再生资源急剧减少，人们对能源的不合理利用给环境带来极大的压力。
因此要求学生要通过本节学习初步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。
学生在前面的学习中已经了解较多的金属和非金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属冶炼和海水资源也有一定的了解，因此本节教材安排了金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，让学生明白这些宝贵的资源同人类的生活有着日益紧密的联系。
本课时的内容是“海水资源的开发利用”，教材先通过海水资源的概况介绍使学生了解海水资源的利用广阔前景和重大的利用价值，然后具体从两个方面来感受海水资源的开发：一是海水资源中水的利用，二是海水资源中其他成分的开发利用，最后通过科学探究和实验来具体研究如何从海水中提取有用物质，初步了解一些开发的方法和开发过程中需要克服的科学难题，培养学生实事求是、细致入微的科学研究精神。
二、教学设计思路根据学生的认知规律和学习心理特征，结合新课标对本课时知识的三维目标要求，我在教学设计上本着“先概括、后具体”的演绎教学思路，具体分三部分逐层递进：首先通过录像、图片和教师的讲述介绍，使学生从感性方面了解前景广阔的海水资源，初步认识海水资源的多样性、分散性、海水资源加工开发的技术性；接下来通过幻灯片展示海水综合利用联合工业体系的具体实例，拓展学生的学习思维和知识视野，进一步让学生明白海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，感慨学好化学这门学科对人类贡献的重要性；最后完成课本“科学探究”和“实验4－2”部分，让学生充分参与实验方案的设计和模拟化工解决资源开发的问题，学生多了一份实际体验，将知识和感受具体化，认识知识原理和科学技术在资源开发中的重要作用。
听课记录：2024秋季人教版高一化学必修第二册第八章化学与可持续发展《第二节化学品的合理使用》教学目标（核心素养）1.知识与技能：学生能够理解化学品的分类、性质及其对环境和人类健康的影响，掌握合理使用化学品的基本原则。
2.过程与方法：通过案例分析、小组讨论等方法，培养学生分析问题、解决问题的能力，以及科学决策的能力。
3.情感态度价值观：增强学生对环境保护的意识，树立安全使用化学品的观念，培养社会责任感。
导入教师行为：•展示一段关于化学品误用导致环境污染或健康问题的新闻报道视频。
•提问：“视频中提到了哪些化学品？它们是如何导致问题的？我们应该如何避免类似情况的发生？”学生活动：•观看视频，注意提取关键信息。
•思考并讨论教师提出的问题，部分学生尝试回答。
过程点评：•视频导入直观生动，迅速引起学生注意，激发学生思考。
•提问具有开放性，鼓励学生从不同角度分析问题。
教学过程1.1 化学品分类与性质介绍教师行为：•利用PPT展示化学品的分类（如农药、化肥、日用品中的化学品等）及其基本性质。
•引导学生总结各类化学品的特点及可能带来的环境问题。
学生活动：•认真听讲，记录关键信息。
•分组讨论，每组选择一类化学品进行深入分析，并准备简短汇报。
过程点评：•分类介绍清晰明了，有助于学生建立知识体系。
•分组讨论促进了学生之间的交流与合作，提高了学习效率。
1.2 合理使用化学品的原则与实践教师行为：•引入“绿色化学”理念，讲解合理使用化学品的基本原则（如替代、减量、循环等）。
•通过案例分析（如农药使用过量导致土壤污染、日用品中化学物质超标等），引导学生探讨如何在实际生活中应用这些原则。
学生活动：•聆听讲解，理解并记忆合理使用化学品的原则。
•小组讨论，结合生活实际提出合理使用化学品的建议或措施。
•小组代表分享讨论结果，其他同学进行补充或评价。
过程点评：•案例分析贴近生活实际，增强了知识的实用性和趣味性。
•学生积极参与讨论，提出了许多有创意的见解，体现了思维的活跃性。
高一化学必修二知识点总结：化学与可持续发展高一化学必修二知识点总结：化学与可持续发展人教版高一化学必修二知识总结，第四章化学与可持续发展，海水是人类尚未利用的宝库，从海水中人类可以得到大量资源，淡水、溴、碘、镁甚至黄金。
在化石能源日益减少的今天，能源的综合利用和新能源开发，将是新的课题。
考纲要求（1）了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等）。
（2）了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。
第一节开发利用金属矿物和海水资源一、金属矿物的开发利用1、金属的存在除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。
2、金属冶炼金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。
金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态。
3、金属冶炼的一般步骤（1）矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。
（2）冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属从其矿石中还原出来，得到金属单质（粗）。
（3）精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。
4、金属冶炼的方法（1）电解法：适用于一些非常活泼的金属2NaCl（熔融）电解2Na+Cl2↑；MgCl2（熔融）电解Mg+Cl2↑；2Al2O3（熔融）电解4Al+3O2↑.（2）热还原法：适用于较活泼金属Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2↑；WO3+3H2高温W+3H2O；ZnO+C高温Zn+CO↑.常用的还原剂：焦炭、CO、H2等。
一些活泼的金属也可作还原剂，如Al，Fe2O3+2Al高温2Fe+Al2O3（铝热反应）；Cr2O3+2Al高温2Cr+Al2O3（铝热反应）.（3）热分解法：适用于一些不活泼的金属2HgO加热2Hg+O2↑；2Ag2O加热4Ag+O2↑.5、回收金属的意义（1）节约矿物资源，节约能源，减少环境污染。
（2）废旧金属的最好处理方法是回收利用。
（3）回收金属的实例：废旧钢铁用于炼钢;废铁屑用于制铁盐；从电影业、照相业、科研单位和医院X光室回收的定影液中，可以提取金属银。
第四章化学与可持续发展化学研究和应用的目标：用已有的化学知识开发利用自然界的物质资源和能量资源，同时创造新物质〔主要是高分子〕使人类的生活更方便、舒适。
在开发利用资源的同时要注意保护环境、维护生态平衡，走可持续发展的道路；建立“绿色化学〞理念：创建源头治理环境污染的生产工艺。
〔又称“环境无害化学〞〕目的：满足当代人的需要又不损害后代发展的需求！一、金属矿物的开发利用1、常见金属的冶炼：①加热分解法：②加热还原法：③电解法：2、金属活动顺序与金属冶炼的关系：金属活动性序表中，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，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。
〔离子〕二、海水资源的开发利用1、海水的组成：含八十多种元素。
其中，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等总量占99%以上，其余为微量元素；特点是总储量大而浓度小，以无机物或有机物的形式溶解或悬浮在海水中。
总矿物储量约5亿亿吨，有“液体矿山〞之称。
堆积在陆地上可使地面平均上升153米。
如：金元素的总储量约为5×107吨，而浓度仅为4×10-6g/吨。
另有金属结核约3万亿吨，海底石油1350亿吨，天然气140万亿米3。
2、海水资源的利用：〔1〕海水淡化：①蒸馏法；②电渗析法；③离子交换法；④反渗透法等。
〔2〕海水制盐：利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。
三、煤、石油和天然气的综合利用1.煤组成综合利用的方法：煤干馏液化气化煤干馏的主要产品和用途2.石油组成分馏裂化裂解塑料、合成橡胶和合成纤维是三大合成材料。
聚乙烯的反应方程式：四、环境保护与绿色化学1．环境：2．环境污染：环境污染的分类：按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染〔噪声、放射性、热、电磁波等〕、固体废物污染、能源污染3．绿色化学理念〔预防优于治理〕核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。
第四章化学与可持续发展本章概览内容摘要本章内容共两节。
第一节是开发利用金属矿物和海水资源，主要内容有用金属矿物冶炼金属和海水提溴、海水提镁。
第二节是化学与资源综合利用、环境保护，主要内容有煤、石油和天然气的综合利用，以及环境保护和绿色化学。
本章内容以金属矿物、海水和化石燃料等为例，了解利用化学变化实现物质间的转化，以及这些过程和产物在我们日常生活和社会发展中的重要作用。
从科学、技术和社会相互作用背景的角度来看，加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类和自然协调发展中可能会遇到的问题，可培养决策意识和能力；从学科知识的角度来看，可将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括无机物之间的转化(在固态和溶液状态下，金属及其化合物、非金属及其化合物的反应)、有机物之间的转化(裂解反应、聚合反应)。
因此，本章作为高中必修模块的结尾，不仅对我们总结复习很重要，而且对学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来的升学和就业方向都可能会产生一定的影响。
根据课程标准，本章主题是化学与可持续发展，主要包括相辅相成的两个方面，一是利用化学变化不断地提供人类生存和发展的物质条件(主要包括获得有用物质和获得能量)，利用化学变化还可以创造自然界原本没有的物质(主要指有机合成高分子化合物)，从而使生活更加方便、舒适；二是在开发自然资源的过程中，必须深刻地认识到保护周围环境、维护生态平衡的重要性，树立可持续发展的观念。
应该承认，化学与可持续发展是一个很大的主题，高中必修课程中只能通过一些典型的实例帮助学生逐步认识这些问题。
本章教学重点是化学方法在金属矿物开发和海水资源开发中的作用；煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的综合利用；环境保护和绿色化学的有关知识，环保意识和绿色化学理念的培养。
本章教学难点是不同金属的冶炼方法，以及石油裂化原理。
学法指导学习第一节，须理解金属冶炼的基本原理，根据金属活泼性掌握金属冶炼的一般规律，知道化学方法是金属化合物转变为金属的唯一方法，知道金属活动性和氧化还原反应发生的条件是选择金属冶炼方式的主要依据。
教学设计：2024秋季人教版高一化学必修第二册第八章化学与可持续发展《整理与提升》一、教学目标（核心素养）1.科学精神与社会责任：通过整理与提升本章内容，使学生理解化学在促进可持续发展中的重要作用，培养对环境保护和绿色化学的责任感。
2.宏观辨识与微观探析：能够运用化学知识分析能源利用、环境污染与治理等宏观现象背后的微观机制。
3.证据推理与模型认知：基于实验数据和文献资料，推理出解决环境问题的化学方法，并构建相关概念模型。
4.实验探究与创新意识：鼓励学生设计简单实验或提出创新思路，探索更高效、环保的化学品利用与废物处理方式。
二、教学重点•化学在能源开发、环境保护、资源循环利用中的应用实例。
•绿色化学原则及其在实践中的应用。
•分析并解决化学与环境可持续发展的实际问题。
三、教学难点•深入理解绿色化学的核心思想及其在实现可持续发展中的意义。
•培养学生将理论知识应用于解决实际环境问题的能力。
四、教学资源•人教版高一化学必修第二册教材•多媒体教学课件（含图片、视频资料）•环境保护与绿色化学相关案例研究资料•实验室简易装置（用于演示实验或学生探究）五、教学方法•讲授法：结合多媒体展示，系统梳理本章知识点。
•案例分析法：选取典型案例，引导学生分析讨论。
•合作学习：分组讨论，每组负责一个环保主题，准备汇报。
•探究式学习：设计小型实验或调查活动，让学生亲身体验绿色化学实践。
六、教学过程1. 导入新课•情境导入：播放一段关于全球环境问题（如气候变化、水体污染）的新闻视频，引发学生思考化学与环境的关系。
•提问引导：引导学生讨论化学在解决这些环境问题中可能扮演的角色，自然过渡到本章《整理与提升》的学习。
2. 新课教学（1）回顾与梳理•知识框架构建：师生共同回顾第八章各节内容，构建知识框架图，包括能源、环境保护、资源利用等关键概念。
•重点知识强调：通过提问、讨论等形式，强调绿色化学原则、能源转换效率、污染物治理技术等重点内容。
必修II第四章《化学与可持续发展》教学设计一、本单元设计：本单元教学的主要目标是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，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。
因此，教学要围绕这一教学目标展开。
教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，首先是因为在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，同时学生在前面的学习中已经了解钠、铝、铁、铜等金属以及氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属冶炼及海水资源也有一定的了解，这些都为学习创造了条件。
接着从资源利用和环境保护这一视角，进一步阐明化学和人类可持续发展的关系，两节内容相辅相成。
纵观历史，从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源,人类能源的来源全部都是从自然界中得到，其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。
仅仅注重资源开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源，还要保护好环境。
而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。
二、本单元在教材中所处的地位及作用1功能和地位化学研究和应用的一个重要目标就是开发和利用自然界中一切可能的物质资源和能量资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础；同时,应该注意到这一过程必须同自然环境相互协调，走可持续发展的道路。
这是贯穿本章始终的核心观念。
本章作为高中必修模块的结尾，不仅对于学生总结复习很重要，而且对于学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来升学和就业方向都可能会产生一定的影响。
①从科学知识的角度，有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展。
②从科学、技术和社会相互作用背景的角度，有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源的作用，学会辨证地看待人类和自然协调发展中可能会遇到的问题，并培养做出明达决策的意识和能力。
化学与可持续发展
营养素：食物的成分主要有糖类、油脂、蛋白质、维生素、无机盐和水
一、几种基本营养物质的化学组成
葡萄糖的特征反应：
1、与新制Cu(OH)
反应,产生砖红色沉淀。
2、与银氨溶液反应,有银镜生成。
3、在常温
2
) 变蓝。
下,淀粉遇碘 ( I
2
蛋白质的特征反应：
1、颜色反应：现象：硝酸使蛋白质颜色变黄。
可以用来鉴别蛋白质。
2、蛋白质灼烧时，会有焦味。
一、金属矿物的开发利用
1.物质之间发生化学反应时，一定发生变化的是C
A.颜色
B.状态
C.原子核
D.化学键
2.关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是ＣＤ
A、金属元素仅存在于矿物中。
B、金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。
C、少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。
D、金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。
1、常见金属的冶炼：
①加热分解法：
②加热还原法：铝热反应
反应现象：剧烈反应，发出强光，纸漏斗被烧穿，沙子上落有黑色铁珠。
应用：在生产上，如用于焊接钢轨等。
在冶金工业上也常用这一反应原理，使铝与金属氧化物反应，冶炼钒、铬、锰等。
③电解法：电解氧化铝
2、金属活动顺序与金属冶炼的关系：
3．铝能用来冶炼难熔金属（如Fe 、V、Mn等），这是因为铝有D
A．两性 B．良好导电性 C．熔点低 D．还原性，在反应中放出大量热4.下列化学方程式，能用于工业上冶炼金属镁的是BD
A、2Na+MgCl
2====2NaCl+Mg B、MgCl
2
(熔化)MgO+Cl
2
C、2MgO2Mg+O
2
D、MgO+C MgO+C
5．有一种粉末它是由铁的氧化物中的一种或者两种组成，取3.04 g粉末加热，同时通入足量的CO使之完全反应，再用过量澄清石灰水把生成气体充分吸收，产生沉淀 5 g。
则该粉末组成是D
A．只有Fe
2O
3
B．只有FeO C．等物质的量的Fe
2
O
3
和Fe
3
O
4
D．等物质的
量的FeO和Fe
3O 4
二、海水资源的开发利用
1、海水的组成：含八十多种元素。
其中，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等总量占99%以上，其余为微量元素；特点是总储量大而浓度小
2、海水资源的利用：
（1）海水淡化：①蒸馏法；②电渗析法；③离子交换法；④反渗透法等。
（2）海水制盐：利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制备得到各种盐。
6.海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。
从海水中制取镁，可按如下步骤进行：①
把贝壳制成石灰乳②在引入的海水中加石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物④将得到的产物熔融后电解。
关于从海水中提取镁，下列说法不正确的是（ D ）
A.此法的优点之一是原料来源丰富
B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取氯化镁
C.第④步电解制镁是由于镁是很活泼的金属
D.以上制取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应
三、环境保护与绿色化学
绿色化学理念核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。
又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。
从环境观点看：强调从源头上消除污染。
（从一开始就避免污染物的产生）
从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。
（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%
7.工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C3H8)
制取。
以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是（C ）
A.C
3H
8
−
−
−→
−极高温C+4H
2
B.C
3
H
8
−
−→
−高温C
3
H
6
+ H
2
C.C
3H
8
+6H
2
O−
−→
−高温3CO
2
+10H
2
D.2H
2
O−
−→
−通电2H
2
+O
2
8.
A.蒸馏
B.干馏
C.分液
D.过滤。
