内容正文:
第二课时海洋矿产资源与海洋中的生物资源教案
一、教学基本信息
项目
内容
课程名称
化学
教材版本
北京版九年级下册
课题
海洋矿产资源与生物资源
课时
1课时
授课对象
九年级学生
对应课标
义务教育化学课程标准(2022年版):
1.认识常见的含碳化合物,了解碳酸盐的检验方法;
2.了解海洋中蕴含的资源,认识合理开发海洋资源的重要性;
3.能依据实验目的设计简单的化学实验方案,完成基础的化学实验操作。
二、教学目标
化学观念:
了解海洋油气、可燃冰、多金属结核等海洋矿产资源,知道可燃冰的组成与性质;
认识海洋生物资源中的化学物质,掌握碳酸盐的检验原理与方法。
科学思维:
通过分析可燃冰的结构与性质、海水酸化对珊瑚的影响,建立“物质组成-结构-性质-用途”的关联;
能基于碳酸盐的化学性质,设计并完善检验贝壳中碳酸盐的实验方案。
科学探究与实践:
能依据实验目的,设计检验贝壳中碳酸盐的实验方案,明确实验步骤、现象与结论;
初步形成科学探究的基本思路,提升实验设计与分析能力。
科学态度与责任:
了解我国海洋资源开发的科技成就(如“蓝鲸”系列钻井平台),增强民族自豪感;
认识海洋资源开发与生态保护的关系,树立合理开发海洋资源、促进海洋经济可持续发展的意识。
三、教学重难点
教学重点:可燃冰的组成与性质;碳酸盐的检验方法。
教学难点:海水酸化影响珊瑚生长的化学原理;碳酸盐检验实验方案的设计与完善。
四、教学准备
多媒体课件:包含海上石油钻井平台、可燃冰结构示意图、海带养殖场、贝壳与珊瑚等图片;
实验器材与药品:贝壳碎片、稀盐酸、澄清石灰水、试管、烧杯、胶头滴管、导管等。
五、教学过程
(一)导入新课(3分钟)
展示渤海湾海上石油钻井平台图片,提问:“海洋中除了油气资源,还有哪些重要的矿产与生物资源?这些资源的开发利用与化学知识有怎样的联系?”
引出本节课课题—海洋矿产资源与生物资源。
(二)海洋矿产资源(12分钟)
1.海洋油气与深海矿产
介绍全球已开发的海洋矿产资源主要包括海洋油气和海滨砂矿,说明在不影响海洋生态平衡的前提下,海洋油气勘探开发力度逐步加大。讲解海底蕴含的金刚石、石英等稀有矿物,以及多金属结核(锰结核)、天然气水合物(可燃冰)等深海矿产资源,补充多金属结核的分布(大洋底部水深3500~6000m海底表层)与组成(含锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素)。
2.可燃冰的组成与性质
展示可燃冰的结构示意图,讲解可燃冰的形成:由水和天然气在高压低温条件下形成的类似冰状的笼状晶体,化学式为CH₄·nH₂O,属于有机化合物。
回答“交流・分享”问题:可燃冰是“可燃烧的冰”的原因—晶体表面看似冰,其主要成分是甲烷的水合物,甲烷具有可燃性,点火后甲烷燃烧,因此可燃冰可以燃烧。
3.我国海洋资源开发科技成就
介绍“蓝鲸1号”:全球最先进的双井架半潜式钻井平台,是我国研制的世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台,可适用于全球任何深海作业;2017年5月,我国首次海域可燃冰试采成功,“蓝鲸1号”发挥关键作用,打破了我国在能源勘探开发领域长期跟跑的局面,对保障能源安全、优化能源结构具有里程碑意义。
补充“蓝鲸2号”:2020年3月开展第二轮可燃冰试采任务,可抵御15级以上飓风,可在全球95%的海域作业。
(三)海洋中的生物资源(15分钟)
1.海洋生物资源概述
说明海洋生物资源又称海洋水产资源,主要包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物。
以海带为例,介绍藻类植物中含丰富的碘元素,海带中碘以碘化物形式存在,海带灰是提取碘单质的原料,展示山东省威海市的海带养殖场图片。
2.贝壳与珊瑚的组成
讲解贝壳的主要无机成分为碳酸钙,其次为氧化钠、二氧化硅、氧化镁及氧化铝等,还含有10多种微量元素和痕量元素。
介绍珊瑚(珊瑚礁)的形成:由珊瑚虫的骨骼形成,珊瑚虫吸收海水中的钙元素和二氧化碳,在体内形成碳酸钙,分泌出的碳酸钙外壳即为珊瑚。
思考问题探究
问题1:海水酸化为什么会影响珊瑚生长?
讲解:珊瑚的外壳主要成分为碳酸钙,海水酸化后,酸性物质会与碳酸钙发生反应(CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O),导致珊瑚的碳酸钙外壳被溶解,同时珊瑚虫难以合成碳酸钙外壳,从而影响珊瑚的生长与存活。
问题2:设计实验方案,检验贝壳中含有碳酸盐。
引导学生基于碳酸盐的化学性质(与酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊),设计并完善实验方案,形成完整的实验表格:
实验步骤
实验现象
实验结论
1.取少量贝壳碎片于试管中,加入适量稀盐酸
有气泡产生
贝壳中含有能与酸反应产生气体的物质
2.将产生的气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
反应生成的气体为二氧化碳,证明贝壳中含有碳酸盐(主要成分为碳酸钙)
(四)课堂小结与拓展(7分钟)
课堂小结:梳理本节课的核心内容,包括海洋矿产资源(油气、可燃冰、多金属结核)、海洋生物资源(海带、贝壳、珊瑚),以及碳酸盐的检验方法。
拓展提升:强调我国海洋资源开发潜力巨大,在利用海洋资源的过程中,只有科学合理地开发,才能促进海洋经济的可持续发展,加快海洋强国建设的步伐,引导学生树立海洋资源保护与合理开发的意识。
(五)课堂练习(3分钟)
可燃冰的化学式为CH₄·nH₂O,它属于(填“有机化合物”或“无机化合物”)。
检验贝壳中含有碳酸盐的原理是:碳酸盐与酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为:CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑、CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O。
六、板书设计
一、海洋矿产资源
1.主要类型:海洋油气、海滨砂矿、多金属结核、可燃冰
2.可燃冰:
组成:CH₄·nH₂O(有机化合物)
性质:高压低温下形成的笼状晶体,可燃
科技成就:“蓝鲸1号”“蓝鲸2号”——可燃冰试采
二、海洋中的生物资源
1.海带:含碘元素,可提取碘单质
2.贝壳与珊瑚:主要成分CaCO₃
3.碳酸盐检验:
原理:CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O
方案:加稀盐酸→产生气体→通入澄清石灰水变浑浊
海水酸化影响珊瑚:CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O
三、海洋资源的合理开发
科学开发,促进海洋经济可持续发展,建设海洋强国
七、教学反思
结合教材图片内容,聚焦海洋资源中的化学知识,突出了化学与资源、环境的联系。通过实验方案设计,落实了科学探究与实践的核心素养;通过介绍我国海洋科技成就,增强了学生的民族自豪感与科学态度。教学中需关注学生对碳酸盐检验原理的理解,确保学生能规范书写化学方程式,同时强化海洋资源保护的意识渗透,实现知识与素养的双重提升。
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