【人教版化学】《化学与可持续发展》ppt1

学生活动
铝土矿中主要成份是Al2O3，主要杂质 为Fe2O3和SiO2 , 请你设计以该矿物为原 料生产Al的主要流程，画出流程图。
Al2O3 Fe2O3
Al2O3
Al
SiO2
物质转化
分离提纯
矿石富集
金属冶炼
建立金属矿石开发的方法模型。
第二课时 海水资源的开发利用
环节一
从化学视角认识海水资 源以及溴的存在
环节二 从海水中获得溴
如何实现Br-到Br2的转化？试剂选择
物质转化、分离提纯方法模型
Br-
氧化
Br2（aq） 蒸馏
Br2
2Br- + Cl2 = Br2 + 2Cl-
利用Br-转化的产物Br2和杂质离子性质差异实现分离提纯。
试剂选择： 氧化性强弱：Cl2 ＞ Br2
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
环节二
从海水中提取溴方案设 计
环节三
研究工业海水提溴--“ 吹出法”技术工艺流程
学生阅读资料，提取信 息和分析数据，从化学 视角认识海水资源，诊 断并发展学生认识物质 的水平
学生开展讨论与交流， 从Br-转化为Br2并提取 的方案设计，引导学生 关注物质转化的价值， 诊断和发展学生对物质 及其转化思路的认识角 度和水平
含有溴0.0672g/L 溴与海水分离 溴与空气分离
低浓度Br -
富集溴元素
高浓度Br -
4 吸收
液Br2
蒸馏 Br2
溴与吸收液分离
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
环节三
工业海水提溴—“吹出法”
教材101页
2 4
阅读文字、提取信息
1
3
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
2.提升综合运用知识解决 复杂的实际问题的能力； 构建思维模型；
3.发展化学学科价值、社 会价值的认识，提升责任 感。
教学安排
第一课时 金属矿物的开发利用 第二课时 海水资源的开发利用 第三课时 化石燃料的综合利用
第一课时 金属矿物的开发利用
环节一
化学与人类金属发展历 史
了解金属发展历史，感 受化学在推动人类冶炼 金属的重要作用。
加热 2Ag2O =====
4Ag＋O2 ↑
补充
活泼金属置换
实验 视频
不活泼金属
高温 Fe2O3＋3CO ===== 2Fe＋3CO2
高温
2CuO + C
====== 高温
2Cu +CO2↑
2CuO + H2 ====== 2Cu +H2O
Fe2O3＋2Al
高温 =====
2Fe＋ Al2O3
热分解法
环节三
工业海水提溴—“吹出法”
工业生产流程图
酸和Cl2
1
海水 Br-
氧化室
吹出塔
2
SO2和H2O
3
吸收塔
为什么Br-已经 被氧化，还需要 SO2还原从而进行
二次氧化？
4
蒸馏塔
空气
Cl2
工业生产流程和设计方案对比，更加复杂。
Br2
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
混合体系
含量低
环节二 从海水中获得溴
如何将海水中的Br-与其他杂质分离？设计方案
海水Br-
（Na+、Mg2+、Cl…….）
转化
Br2（aq）
（Na+、Mg2+、Cl…….）
提纯 （蒸馏60 ℃ ）
Br2
Br2气 资料：
Br2具有挥发性的红棕色液 体，沸点58.76 ℃ ，熔点 液Br2 为-7.2 ℃ ，。可溶于水， 易溶于乙醇、苯等有机溶 剂。Br2具有强的氧化性。
序号 步骤
① ② ③ ④
离子方程式
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
环节三
工业海水提溴—“吹出法”
工艺流程示意图
教材101页
1
酸和氯气
氧化
SO2和水
3 吸收
溴的蒸汽
吹
出
海水
电解
MgCl2（熔融）=== Mg + Cl2↑
环节一 从化学视角认识海水
观看视频，了解水资源 开发和传统食盐工业。
环节一 从化学视角认识海水
观看视频，认识 海洋元素----溴
溴及其化合物在医药、农药、染料 和阻燃剂等生产中广泛应用。
环节一 从化学视角认识海水
海洋元素---溴
地球上99%以上的溴元素存在于海洋中。 海水Br-
整合
资源综合利用
学情分析
1.零散的相关知识：CO、H2和C 加热还原金属氧化物冶炼铁、 Cu；海水晒盐原理；化石燃料 是重要能源等；
2.氧化还原反应、离子反应、 典型元素化合物知识；
3.物质除杂、分离和提纯的基 本实验方法的简单应用；
1.学习应用于从资源获得 有用产品的化学原理和方 法，使知识系统化、结构 化；
其他途径： 耗能为前者的3%-5%
铝制饮料罐
铝
多角度认识金属矿物资源利用与环境 的关系，为可持续发展提出建议。
提高金属矿物的利用率、开发环保 高效的冶炼方法、防止金属腐蚀、 回收再利用、使用替代材料等
补充资料：金属矿石开发的环境代价； 我国矿产资源现状
环节三：我为发展来献计—工业金属冶炼
进一步扩展：
蒸馏：适用于“液+液”
的混合物 或“固（可溶性 ）＋液且固体的熔沸点较高 的混合物。 通过加热，沸点低的物质先 气化被蒸出，进而冷凝收集 即可获得产品。
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
塔
2
吹出 空气
吸 收 塔
氢溴酸 溶液
蒸 馏 塔
4 氯气和水蒸气
液溴
氧化、蒸馏
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
环节三 工业海水提溴—“吹出法”
分析含核心元素Br 的物质存在体系
难实以现？
海水 1 海水 2 空气 3 吸收 4
Br- 氧化 Br2 吹出 Br2 吸收 液Br- 氧化
建立工业从资源获得产 品的一般思路方法，关 注成本、环保、保护海 洋等问题，诊断和发展 学生解决真实问题的能 力水平及其对化学价值 的认识水平
环节一 从化学视角认识海水
资源整体认识角度---成分和含量
引入：回顾冶炼金属钠、镁的原理是什么？
原料从何而来？
电解
2NaCl（熔融）=== 2Na + Cl2↑
Br2
条件控制、生产效益、环境保护
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
中加入冰晶石，可以将氧化铝熔化 的温度从2050°C降到950°C。这一
去高温还原获得金属铜。方程式为
； 创新是人类可以大规模的生产铝。
（2）两千多年前，我国古代劳动人民掌握了炼铁 写出方程式
，并
技术，用CO在高温下还原铁矿石中的铁，写出方 指出创新的价值是什么？
程式
思考。讨论：选择角度对常见金属冶炼的反应进行分类。
Cu Pb Sn Fe Zn Al Mg Na Ca K
物理法提取 热分解法
热还原法
电解法
金属冶炼方法与其金属活动性有关。
环节二：金属冶炼的原理与方法
完成金属冶炼规律的结构化认识
问题1.上述化学方法获取金属单质的方法本质是什么？ 问题2.为什么金属活动性越强，越晚被冶炼和使用？ 问题3.金属活动性和冶炼方法有何内在关系呢？
观看视频 青铜器时代
铁器时代
铝的使用
资料2.中国是世界最早对金属资源进行利用的国 资料3.近代1886年，美国大学生霍
家。 根据资料完成化学方程式。
尔和法国大学生艾鲁独立研究电解
（1）火法炼铜，将孔雀石和焦炭混合加热炼铜。 制铝。在实验中霍尔发现向氧化铝
先将孔雀石【Cu2(OH)2CO3】加热分解成黑色固体 焦炭、水和二氧化碳三种氧化物，然后利用焦炭
热还原法
电解
2Al2O3
(熔融)
===== 4Al 冰晶石
＋
3O2
↑
MgCl2 (熔融)电==解== Mg ＋ Cl2 ↑
电解 2NaCl (熔融) ==== 2Na＋Cl2 ↑
电解法
找规律，金属不同的冶炼方法与其金属活动性有何关系？
环节二：金属冶炼的原理与方法
极不活泼
不活泼
一般金属
非常活泼
Au Pt Ag Hg
环节三 工业海水提溴—“吹出法” 工业海水提溴工艺还需
要考虑哪些实际问题？
进一步扩展： 对比评价利弊
海水 酸和Cl2 海水
Br-
Br -
热空气 空气 Br 2
SO2和H2O 溶液
Br -
Cl2 溶液 Br2
Br2
海水 酸和Cl2 海水
Br-
Br -
热空气 空气 Br 2
Na2CO3 溶液 Br -
H2SO4 溶液 Br2
环节二
金属冶炼的原理和方法
提供情境素材，选择角 度对常见金属反应进行 分类、找规律，完善金 属不同冶炼方法与金属 活动性的关系的结构化 认识。
环节三
我为发展来献策---工业 金属冶炼
对实际矿石开发的思考 讨论，对金属矿石资源 的开发提出合理化建议 。
环节一：化学与金属发展历史
了解金属发展历史，感受化学的作用，为原理学习做铺垫。
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
（山东渤海某企业海水提溴工业流程图）
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
资料1:古代炼丹术家葛洪，曾经在他的著作《抱朴子》中 记载有“丹砂烧之成水银”，涉及了金属冶炼的方法是什么？
环节二：金属冶炼的原理与方法
Au Pt
（古代） Au Ag Hg Cu Fe
Ag Hg
Cu Pb Sn
（近代） Mg Na K
金属活动性渐强
Fe Zn Al Mg Na Ca K
加热 2HgO====== 2Hg ＋ O2 ↑
CO、C、H2、Al
微观 得电子的手段
宏观 物质的性质还原剂外接电源 强有力的氧化还原手段
+n 得电子
0
M 被还原 M
什么是金属冶炼 金属冶炼的实质
氧化性
金属越活泼，阳离子氧化性越弱，得电 子能力弱，越难被还原；反之越容易。
环节三：我为发展来献计—工业金属冶炼
思考与讨论： 工业制铝：生产1mol铝至少耗电1.8*106J
第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用
教学内容分析
以金属矿石、海水资源、化石燃料开发利用为载体，运用化学获 取人类需要的产品，形成从资源获得产品的方法，揭示化学学科应用 价值和社会价值；
开发自然资源是实际问题解决，化学提供保护环境、保护资源、可 持续发展的保障，突出了化学的社会应用价值。
环节三
工业海水提溴—“吹出法”
含有溴0.0672g/L
海水 1 海水 2 空气 3 吸收 4
Br- 氧化 Br2 吹出 Br2 吸收 液Br- 氧化
低浓度Br -
富集溴元素
高浓度Br -
资源获取物质的一般思路方法
寻找自然资源
富集元素
转化物质 分离提纯
4 吸收
液Br2
蒸馏 Br2
化工产品
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
人教版化学（2019）必修二 第八章 化学与可持续发展 第1节自然资源的开发利用 教学辅导 课件（共33张PPT）ppt课件部编版 课件统 编版课 件优秀 课件
环节三
工业海水提溴—“吹出法”
工业海水提溴工艺还需 要考虑哪些实际问题？
富集
富集
含溴0.0672g/L
含溴30g/L
分离
转化
条件控制、生产效益、环境保护