《海水资源的开发利用》教案设计.docx

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《海水资源的开发利用》教案设计

《海水资源的开发利用》教案设计

一、教材分析

1、地位和作用

《海水资源的开发利用》是高中化学人教版必修2第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时内容。

本节内容包括对已有知识的整合梳理，比如蒸馏、物质的检验和除杂、离子反应、氧化还原反应、元素化合物性质等，它承担着对必修内容进行总结、收尾的任务。

但本节课的重点不仅仅是对已有知识进行复习，不是讲解化学实验，也不是让学生记忆和掌握几个化学方程式这么简单，而要使学生在一个宏观的层面上了解海水资源的合理开发和综合利用，它的意义在于通过必修模块的学习，让学生能主动地、自发地欣赏和赞扬化学对生产和生活的贡献与作用，体会实际工业生产的复杂性和艰巨性，让学生能有所思、有所想、有所悟，激发起对后续选修模块进一步学习的热情，本节课中情感、态度和价值观的收获应比双基知识的收获更显重要。

2、内容特点

通过介绍海水资源的开发利用的情况，将蒸馏、蒸发、过滤、萃取等实验方法应用于海水资源的开发中，在做中学，增强感性认识，感受实验方法的实际用途。

在学习从海水中获取资源的同时，重温了粗盐提纯、离子反应、氧化还原反应、卤素的性质等知识点，有利于学生学以致用，对所学知识再加工。

本节教学信息量需求很大，并且海水资源利用设计工业领域，学生对此内容很少有感性认识，因此信息呈现方式宜采用多样化，需要从网络获取信息及多媒体资源。

二、课标解读

【教学目标】

1、知识与技能：

（1）知道从海水资源的特点，了解海水资源开发和利用的前景。

（2）了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。

（3）掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐、海带提碘、海水提溴提镁。

（4）了解海水资源综合利用的重要方向。

2、过程与方法：

（1）通过数据列表、图片、视频等多种形式的内容展现过程，认识海水资源的特点以及水资源和化学资源的获取方法及化学原理，从感性认识上升到理性认识。

（2）通过课前预习、课堂交流的过程，学会自主学习，合作学习。

3、情感态度与价值观：

（1）感受化学知识在海水资源开发利用中的重要性，激发学生学习化学的热情，热爱化学与可持续发展的重要关系。

（2）提升爱护自然资源意识和合理开发意识。

【教学重点】了解化学方法在海水资源开发中的作用。

【教学难点】从海水中提取溴和检验海带中的碘元素的实验原理和方案设计的理解。

【教学准备】学生预习阅读课本P90-92内容，完成导学案的有关内容。

三、教学方法与设计思路

1、设置问题，自主学习。

课前学生根据《导学案》自主学习，完成《导学案》。

2、汇报交流，合作学习。

课堂组织学生汇报学习的成果，共同学习海水中淡水资源和化学资源的获取方法。

3、跟踪点拨，深化学习。

教师以问题引导法，及时点拨、总结各种海水资源开发中涉及的化学原理和实验方法，突出学科主题。

4、归纳反思，拓展学习。

由点及面认识海水综合利用联合工业体系后，反思资源开发的合理性和可持续发展性问题，将科学教育与人文教育融为一体。

四、教学过程

教学环节

学生活动

教师活动

设计意图

新

课

引

入

认识地球海水资源的广泛性。

1、展示地球表面海水和陆地面积比例的饼形图。

介绍海洋资源的分类、特点，激发学生的学习热情。

过渡

1、学生观看视频

2、归纳海水资源的综合利用的四个方面。

提问：

海水资源的综合利用有哪些方面？

展示：

海水资源的开发利用的视频

利用多媒体介绍海水资源的特点，进一步激发学生探索如何获取海水资源的学习热情。

海

水

的

淡

化

1、学生阅读教材P20[海水水资源的利用]，了解海水淡化的方法。

2、掌握海水蒸馏的原理

提问：

为什么采用蒸馏法可将海水中的淡水提取出来？

在组合蒸馏实验装置时，特别需要注意的问题？

感受蒸馏法在实际化学工业上的应用，复习蒸馏的原理和实验装置的仪器组成

海

水

制

盐

1、复习巩固粗盐提纯方法

2、了解食盐的用途，熟练掌握有关反应方程式。

展示：

盐田图片

归纳：

海水制盐过程中的实验方法。

提问：

如何对粗盐提纯？

梳理复习粗盐提纯的方法，感受化学反应和实验在海水资源开发中的价值。

海

水

提

镁

1、了解海水提镁的工业流程

2、熟练掌握海水过程中有关反应方程式。

展示：

海水提镁的工艺流程

提问：

从海水中提取镁为什么一般用晒盐后剩下的苦卤水？

通过对海水提镁工艺流程的了解，让学生体会实际工业生产的复杂性，让学生有所思、有所悟。

海

带

取

碘

1、分组实验：

【实验4-2】

海带中碘元素的检验

理解实验设计原理

2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

观察实验现象

2、了解海带提碘的工艺流程，掌握有关反应方程式、混合物分离提纯的方法。

提问：

1、该实验过程中涉及的实验方法有哪些？

2、另外设计一种方案，检验试验步骤③所得的溶液中是否含单质碘。

展示：

海带提碘的工艺流程

提问：

使碘离子转化为单质碘，可选的氧化剂有：

Cl2、Br2、H2O2等，从环保角度分析，以上三种氧化剂哪种最好，为什么？

通过分组实验，理解实验设计原理，突破教学难点，培养学生实验操作能力。

通过对海带提碘工艺流程的了解，让学生体会实际工业生产的复杂性、艰巨性，让学生有所思、有所悟。

海

水

提

溴

1、根据课本P91“资料卡片”内容，归纳海水提溴方法，画出海水提取溴的工艺流程示意图。

2、理解海水提溴的原理

①2Brˉ+Cl2=2Clˉ（氧化）

Br2+SO2+2H2O=2HBr

+H2SO4+Br2（富集）

2HBr+Cl2=Br2+2HCl（提取）

展示：

海水提溴的工艺流程

提问：

1、海水提取溴时，利用什么原理用空气和水蒸气把溴吹出来？

2、海水提取溴时，为什么不直接用海水与氯气反应后的溴水化合物进行蒸馏得到液态溴？

在分析筛选信息的过程中理解海水提溴的原理，突破难点。

复习卤素间物质的转化、SO2性质。

过渡

除上述一些实例外，从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。

海水资源开发与可持续发展

观察、阅读P92图4-5海水综合利用联合工业体系

思考，海洋资源的开发不能以牺牲环境为代价，应合理开发，坚持可持续发展原则。

循循诱导，提出海水资源开发给人类带来物质便利与资源消耗破坏环境和生态平衡的矛盾。

进行人文教育，形成正确的态度和价值观

作业

课本P93第4、5题。

板书设计]

二、海水资源的开发利用

1、海水资源的综合利用包括哪些方面

2、海水资源中水资源的利用：

海水的淡化（方法：

蒸馏法、电渗析法、离子交换法）

直接利用海水进行循环冷却

3、海水资源的综合利用

（1）海水制盐

（2）海水提镁

（3）海带提取碘（检验海带中含有碘元素）

2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O

（4）从海水中提取溴

2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2

Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4

2HBr+Cl2=2HCl+Br2

六、教学反思

本课时内容信息容量大，教学设计为课前学生自主学习，课堂合作学习的模式可以解决内容多、时间短的矛盾。

海水中各种资源的开发利用涉及的化学工业生产问题学生都不熟悉，未曾见过，因此教学中可用实验室实验模拟的方法来模拟工业生产原理，理解工业生产原理，然后再通过观看图片或视频来增加感性认识从掌握知识。

学生讲本组负责的小课题汇报后，我始终围绕“化学方法在海水资源开发利用中的重要作用”这一教学重点来展开,通过设置各种问题来梳理、归纳各个海水资源开发过程中涉及的化学反应和实验方法，这样既让学生感受到了海水资源的丰富巨大,有充分开发利用的必要性和重要价值,又将知识的落脚点回到学生非常熟悉的化学基础知识（氧化还原反应、非金属单质的置换、蒸馏实验、物质的检验实验等），突出化学和资源开发两条主线。

《海水资源的开发利用》导学案

课标解读

重点难点

1、知道海水淡化的几种方法；掌握海水蒸馏的原理。

2、知道海水中提取溴、碘、镁的原理，熟练掌握有关反应方程式。

3、了解海水综合利用的重要方向。

1、了解化学方法在海水资源开发中的作用。

（重点）

2、从海水中提取溴和检验海带中的碘元素的实验原理和方案设计的理解。

（难点）

课前自主导学

知识点1：

海水水资源的利用

1、海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占地球总水量的。

2、海水中水资源的利用主要包括和直接利用海水进行循环冷却等。

通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。

海水淡化的主要方法有、、等。

3、海水的蒸馏

（1）装置：

（填出装置图中仪器或用品的名称）

（2）原理：

将海水加热，海水中的水分受热变成气态（其余成分因沸点较高，不易汽化，留在烧瓶中），经过冷凝管后又冷凝成液态水。

经过蒸馏冷凝得到的液态水即为淡水。

【思考与交流】

1、海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别？

为什么？

2、为什么实验时在烧瓶中要加入碎瓷片？

3、冷凝水的流向为，为什么？

知识点2：

海水化学资源的开发利用

1、海水中的元素

常量元素（超过总量的99%）

H、O、等13种

微量元素

除常量元素以外的其他元素，总计含有多种元素

课堂互动探究

【探究1】海水制盐

1、方法：

把海水引到盐滩上利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。

2、原理：

蒸发海水，使食盐浓缩结晶。

3、食盐的用途：

食盐的用途很广，写出下列用途中有关反应方程式。

【提示】2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

（1）氯碱工业：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

（2）制钠和氯气：

（3）制盐酸：

（4）制漂白剂：

（5）制纯碱：

、

【思考与交流】

1、海水制盐属于物理变化还是化学变化？

2、海水晒盐得到的是粗盐，含较多的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，需精制后得到饱和NaCl溶液才能电解，你知道如何精制吗？

【训练】1、中国食盐产量居世界首位。

下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是（）

A蒸馏B蒸发C过滤D搅拌

2、NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种重要的化工原料。

下列以NaCl为原料的产品是（）①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸

A①②③④⑤B②③④⑤C①②③⑤D①③④⑤

【探究2】海水提取溴、碘、镁

一、海水提取镁

1、主要反应原理：

（根据下列工艺流程示意图，写出有关反应方程式）

2、工艺流程：

【思考与交流】3、从海水中提取镁为什么一般用晒盐后剩下的苦卤水？

【训练】3、海水是镁的主要来源之一。

从海水中提取镁可按如下步骤进行：

①把贝壳制成石灰乳；②向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；④电解得到产物。

（1）以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是。

A分解反应B化合反应C置换反应D复分解反应

（2）下列有关提取镁的说法中，不正确的是。

A此法的优点之一是原料来自大海B进行①②③步骤的目的是富集MgCl2

C可用电解熔融MgO的方法制取镁D电解冶炼镁要消耗大量电能

二、海带中提取碘

1、海带中含有碘元素的检验

（1）关键反应的反应原理：

（2）实验步骤及证明方法：

（分组实验）

实验步骤

实验现象

结论或解释

①取3g左右的干海带，用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放入坩埚中。

点燃酒精灯，灼烧海带至完全变成灰烬，停止加热，冷却

②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10mL蒸馏水，搅拌、煮沸2~3min，过滤

③向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1mLH2O2溶液，观察现象

溶液由色变为色

④向上述溶液中加入几滴淀粉溶液，观察现象

溶液变为色

【思考与交流】4、另外设计一种方案，检验试验步骤③所得的溶液中是否含单质碘。

2、海带中提取碘

（1）主要的化学反应原理：

（2）工业流程：

（操作①为、操作③为）

【思考与交流】5、使碘离子转化为单质碘，可选的氧化剂有：

Cl2、Br2、H2O2等，从环保角度分析，以上三种氧化剂哪种最好，为什么？

【训练】4、某同学为了验证海带中含有碘，设计如下试验，请完成有关问题。

（1）第一步：

灼烧。

将足量海带灼烧成灰。

该过程中使用到的硅酸盐质试验仪器有

（填代号，限填3项）。

A试管、B瓷坩埚、C坩埚钳、D铁三脚架、E泥三角、F酒精灯、G烧杯、H量筒。

（2）第二步：

含I-溶液的获取。

操作是

。

（3）第三步：

氧化。

操作是依次加入合适的试剂。

下列氧化剂最好选用

A浓硫酸B新制氯水C酸性KMnO4溶液DH2O2

（4）第四步：

碘单质的检验。

取少量第三步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含有碘。

三、海水提取溴

1、空气吹出法的工艺流程：

（根据P91资料画出海水提取溴的工艺流程示意图）

2、主要反应：

【思考与交流】6、海水提取溴时，利用什么原理用空气和水蒸气把溴吹出来？

7、海水提取溴时，为什么不直接用海水与氯气反应后的溴水化合物进行蒸馏得到液态溴？

【训练】5、全球海水中溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg/L。

其工业提取方法有：

（1）空气吹出纯碱吸收法。

方法是：

将氯气通入富含溴离子的海水中，将溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴。

该方法涉及的反应有：

①（写离子方程式）；②3Br2+3CO32-==BrO3-+5Br-+3CO2↑；③BrO3-+5Br-+6H+==3Br2+3H2O。

反应②中氧化剂是，还原剂是。

（2）空气吹出SO2吸收法。

该方法基本同

（1），只是将溴吹出后用SO2吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氢溴酸即得单质溴。

写出溴与SO2的水溶液反应的化学方程式。

（3）溶剂萃取法。

该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理进行的。

实验室中进行萃取操作的实验仪器的名称是。

下列可以用于萃取溴的试剂是。

①乙醇②四氯化碳③硝酸