高中化学必修二教案-4.1开发利用金属矿物和海水资源33-人教版

教学设计——节选自人教版高中化学必修二

第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源

课题 海水资源的开发利用

（教学设计）

海水资源的开发利用

一、 教学设计思路

1.教材分析

本节课节选自人教版 高一化学下 必修二第四章第一节 开发利用金属矿物和海水资源的第二课时《海水资源的开发利用》。教材从海水资源的开发利用这个主题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用中的作用。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，海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系。一方面教材中从水资源和化学资源的开发利用两个方面来剖析了海水资源利用的广阔前景，将之前学习的海水晒盐、粗盐提纯及蒸馏操作及这里介绍的海水提碘、海水提溴串联起来，形成一个海水资源开发利用的完整的体系。另一方面，教材结合实验室中海水提碘、海水提溴等方法，映射到工业生产中的流程图，使学生建立化学与生产生活紧密联系的思路。最后，教材中也特别强调了环境的重要性，开发任何资源时，都不能以牺牲环境为代价，也绝不能违背可持续发展的原则，这些观念应该从平常的化学学习中就让学生有所体会。

2.学情分析

学生已经学习了本节的第一课时金属矿物的开发利用，认识到了化学在自然资源开发和利用中的意义和作用；学生也已经掌握了一些基本的实验操作技能与方法，知道一些常见的氧化剂与还原剂，对碘单质的检验等方法都比较熟悉，所以对于海水提碘、海水提溴这些实验的理解难度并不大，但要从这些实验中学会对流程图的理解，找到化学与工业生产之间的关系。本节课还要在老师的引导下让同学们自主进行讨论、小组活动来提高学生的思维能力及动手能力，培养学生运用三重表征学习的思维模式，来激发学生探究物质变化奥秘的兴趣。

二、教学目标

【知识与技能】

1.了解海水资源及其开发利用的主要方法。

2.掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法。

【过程与方法】

1.通过从海水资源丰富、各国争夺海域引发的政治问题，认识到海水资源的重要性。

2.通过从海水中提取碘和溴的实验，了解利用化学变化实现物质间的转化。

【情感态度与价值观】

1.通过搜集资料、小组讨论等提高学生对生活中的化学的兴趣。

2.知道开发利用海水资源所带来的环境问题和预防措施，培养环保意识和节约意识。

3.体会化学在自然资源开发中的意义，认识化学在环境保护中的重要价值，树立绿色化学的观念。

三、教学重点、难点

（一）教学重点

1.海水资源及其开发利用的主要方法。

2.开发利用海水资源所带来的环境问题和预防措施，培养环保意识和节约意识，树立绿色化学的观念。

（二）教学难点

1.从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法。

四、教学方法

讲授法、小组讨论法、多媒体辅助教学法。

五、教学过程

【课前准备】让学生在课前收集与海水资源相关的资料。

【情景创设】通过热门事件中日之间的钓鱼岛事件、南海事件，创设情景，引出本节课的相关内容海水资源的重要作用。也从侧面激发学生的爱国热情。

【小组汇报】各小组派代表对收集的资料进行汇报总结，海水资源中可以开发出哪些重要的资源， 思考可以怎样来开发利用这些资源？

学生整理资料，积极作答：海水资源中包括水资源、化学资源、生物资源及能源等。其中水资源高达13亿亿吨，天然气140万亿立方米等等。

今天的课程我们主要学习怎样从海水中开发利用水资源和化学资源。

【板书】海水资源的开发利用

（一）海水水资源的开发利用

地球表面虽然有71%被水覆盖，但其中97.2%是海水，在2.8%的淡水中，又有69%是人类难以利用的两极冰盖。人类可用淡水只占全球水总量的0.77%，所以人类能够使用的淡水资源非常紧缺，那怎样来解决这个问题呢？可以将海水淡化后用于生活之中。

【学生活动】阅读教材P90倒数第二自然段，找出海水淡化的主要方法有哪几种？它们的优缺点是什么？

1、海水淡化的方法—蒸馏法

【实验探究一】海水的蒸馏实验

实验内容：（1）连接装置，检查气密性

（2）加入海水和碎瓷片

（3）通入冷凝水

（4）加热蒸馏烧瓶

（5）收集蒸馏水

（6）停止加热，关冷却水

【提问学生】回顾蒸馏水的制备实验，根据实验步骤，提问学生蒸馏实验操作的注意事项。

2、海水淡化的其他方法

简单介绍太阳能蒸发装置，电渗析法以及离子交换法等也能进行海水淡化。

方法 优点 缺点

蒸馏法 历史最久，技术成熟 成本高

电渗析法 成本低 未能大量生产

离子交换法 迅速发展 不断更新离子交换树脂 （二）海水化学资源的开发利用：

【讲解】由于大自然的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，海水中的元素种类很多，总储量也很大，但是许多元素的富集程度却很低，如海水中含有金，且总储量约为5×107吨，而1吨海水中仅含有4×10-6克。所以海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库。我国海水制盐具有悠久的历史，在我们上学期必修一的第一章就已经学习过了从海水中晒盐以及粗盐提纯的整个过程。这里制得的盐就是食用盐的主要成分NaCl，但是生活常识比较丰富的同学就知道，我们生活中的食用盐并不是纯净的NaCl，而多为碘盐。这样可以预防甲状腺肿大，又叫大脖子病的发生。那碘盐是不是就是往食盐中加入了碘单质呢？——肯定不是，但从颜色上就能看得出来。实际上食盐中添加的是KIO3。平常所吃的食物中除了食盐中含有碘元素，海带中也富含碘元素。那我们如何通过实验证明海带中存在碘元素呢？

1、海带中碘的提取

【实验探究二】海带中碘的提取

实验内容：

（1）海带滤液的制备（兴趣小组汇报实验）

①称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净。将海带剪碎，用酒精润湿后，放在坩埚中。用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。

②将海带灰转移到小烧杯中，向烧杯中加入10mL蒸馏水，搅拌、煮沸2min－3min，使可溶物溶解，过滤。

（2）碘的提取及检验（教师实验展示）

实验 现象

①取适量滤液于试管中，向滤液中滴加几滴稀硫酸，再加入约1mLH2O2溶液。观察现象。

②取少量上述滤液于试管中，滴加几滴淀粉溶液，观察现象。

③取少量上述滤液于试管中，加入少量CCl4溶液，振荡，观察现象。

探究结论：

化学方程式：2KI + H2O2 + H2SO4 = I2+ K2SO4 + 2H2O

2、海水中溴的提取

如何实现从海水中提取溴单质? （阅读课本91页的资料卡片）

【小组讨论】根据资料卡片小组同学一起来设计一个实验流程图，并试着用方程式来解释各步骤中的反应原理。

【教师讲解】该过程中之所以不用NaBr 与Cl2反应直接收集溴单质，而是通过三步反应之后再收集，是因为溴单质需要富集。

海水中的资源非常丰富，我们现在的科技水平还不能够大量的开发海水中各种各样的资源，所以需要聪明的你们在未来化学发展道路中贡献自己的天赋与才华。但是，我们在研究和开发海洋资源时，不能以牺牲环境为代价，也绝不应违背可持续发展的原则，不能重蹈开发陆地资源的覆辙，一定要保护好人类最后的生命线——海洋。

【课题小结】本节课中我们一起认识了广阔的海洋中丰富的资源，其中水资源与化学资源的开发利用是本堂课程的重点，了解了海水淡化与海水晒盐，掌握了海带提碘及海水提溴的重要方法，最后海水资源非常丰厚，在开发的过程中要注意可持续发展战略及绿色化学的重要观念。

【随堂检测】关于海水淡化及海带提碘的两个随堂练习题。

六、板书设计

海水资源的开发利用

一、海水水资源的开发利用

蒸馏法

海水淡化 电渗析法

离子交换法

二、海水化学资源的开发利用

1、海带中提碘

2、海水中提溴