第一节海洋化学资源.docx

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第一节海洋化学资源

第八单元海水中的化学

课题1海洋化学资源

一、知识与技能

1.知道海洋蕴藏着丰富的资源，包括化学资源、矿产资源、生物资源、动力资源等；

2.了解海水中提取镁的过程；

3.通过对海水淡化的实验方案探究，知道蒸馏法是海水淡化最常用的方法；

4.通过对海水制镁和海水淡化的探究，让学生进一步学会分离混合物的物理方法和化学方法；

5.了解海水及海底所蕴含的主要物质。

二、过程与方法

1.通过海水淡化的实验方案的探究，学生来体验科学探究的过程，学会用蒸馏法分离物质；

2.通过观察图表，提高学生获取信息的能力，让学生学会从量的方面认识事物；

3.通过学习海水制镁的过程，形成科学的思想和方法，如学会权衡利弊选择原料，学会化学上少量物质的富集方法并会利用。

1.海洋资源的两个开发：

镁的开发和淡水开发；

2.帮助学生树立海洋资源合理开发和海洋资源保护的意识。

1.对海水提取镁的过程的探究；

2.对海水淡化的方法的探究。

教师：

展示引入：

课前播放海洋图片。

这些海洋图片你熟悉吗？

对海洋的关注不应仅限于美景，更要关注它蕴藏的资源。

学生：

察熟悉的

海洋，再从资源的角度观察海洋。

活动设计意图：

对海洋，不仅要关注美景，更要关注海洋资源。

教师：

问题引导：

你知道海洋中的资源大致上有哪几类吗？

你想关注更多的海洋化学资源知识吗？

展示海洋化学资源图片提问：

你从图片中获取了哪些信息？

学生：

思考、交流、回答观察图表，交流，发现问题并自行解决问题

活动设计意图：

引导学生从海洋是个资源大宝库的视角去再认识海洋。

学生通过识图获取信息和知识。

过渡：

海水中含有镁离子，含有氯化镁这种物质，可以从海水中提取镁。

展示金属镁的应用图片

学生：

思考，提出问题

活动设计意图：

通过了解提供的信息，激发学生的探究欲望

过渡：

如何从海水中提取镁？

提示海水制镁的关键步骤，提问如何从海水中富集镁？

学生：

积极思考，交流讨论，利用已学的分离混合物的方法过滤、蒸发等。

活动设计意图：

根据学生已有的知识经验，创设问题情景，使学生产生认知冲突。

教师：

提示海水制镁的流程，提问海水制镁的方法和原理？

提供相关信息，探究海水制镁的过程。

学生：

利用提供的信息和已有的化学经验进行比较权衡和回忆思考，探究得出结论，并动手书写方程式。

活动设计意图：

这是酸碱知识的又一重要应用，学生既体会到探究过程，又根据已有知识进行分析和比较，从而解决问题。

教师：

展示图片：

了解海洋化学资源的其它开发和利用。

学生：

观察

活动设计意图：

强化资源意识

过渡：

观看新闻资料，引入另一种重要化学物质——水的开发，即海水淡化。

学生：

观看新闻资料，知道化学就在我们身边。

活动设计意图：

从青岛干旱这一真实情境中探究海水淡化。

教师:

设问：

在实验室中你打算选择哪些仪器，采用什么方法海水淡化？

如何验证你得到的冷凝水是淡水？

学生：

激发兴趣并讨论、交流，回想蒸馏这一分离混合物的方法，思考实验室淡化海水的实验方案并进行交流。

活动设计意图：

从青岛干旱情境到实验室海水淡化的方案设计，体会学习化学与解决实际问题的关系，使学生体会到化学就在身边。

教师：

根据现有仪器和提示进行实验，并进行指导。

学生：

小组讨论交流，组装仪器，动手操作，合作完成实验。

活动设计意图：

培养学生的合作能力和动手操作能力。

教师：

实验汇报：

得到淡水了吗？

得到了多少水？

实验反思：

帮助分析异常实验情况，如何改进仪器来提高冷凝效果？

学生：

思考，找出验证淡水的方法，即对氯离子进行检验，交流回忆检验的物理方法——蒸发。

得到淡水的多少引发学生对蒸馏效果的思考，通过交流讨论，总结改进方法。

活动设计意图：

进行探究的最后一个环节——交流反思，体会反思的重要性。

过渡：

实际生产不同于做实验，展示真实的海水淡化车间。

学生：

观察，体会实际生产的大资金投入，既因黄岛电厂的淡化工程产生家乡自豪感又体会到海水淡化的高成本。

设计意图：

培养学生

热爱家乡的情感，进一步树立节约用水的意识。

教师：

讲解：

淡化海水的三种方法。

学生：

观察思考淡化原理。

活动设计意图：

联系生活经验进行思考。

知道海水淡化有很好的发展前景，方法的多样性体现了人们对海水淡化的重视。

过渡：

通过“蛟龙号”新闻资料，“潜入”海底，了解海底矿产资源。

学生：

观察新闻资料，知道海底还蕴藏着大量的矿产资源。

活动设计意图:

有

趣过渡，继续激发学生的学习兴趣。

教师：

展示图片简介：

常规矿物、可燃冰、锰结核

学生：

观察，直观了解海底资源的信息。

活动设计意图：

知道海底矿物的丰富，体会海洋的确是一个资源大宝库，但也要知道人们对海洋资源的开发力度还不够，体会学好化学的重要性。

过渡：

海洋资源丰富，开发前景广，但海洋环境也受到了污染

提问：

造成海洋污染的原因有哪些？

学生：

联系生活经验，总结海洋污染原因。

活动是设计意图：

通过了解、总结海洋污染原因，树立环保意识，体会解决污染的迫切性。

教师：

请你决策：

我们应该怎样保护海洋环境？

学生：

思考，讨论交流，总结

活动设计意图：

发扬主人翁精神，把解决环境问题当成自己的问题对待，充分发挥了学生的主观能动性

结束语：

保护海洋就是保护我们的家。

学生：

完成作业。

【提问】本课知识中，海水提镁和海洋资源开发、利用及保护知识你掌握了吗？

【小结】学习本课知识时要注意以下两点：

1．①以海水为原料制备Mg的有关化学方程式的书写，电解的是熔融MgCl2，而不是溶液；②“可燃冰”的形成及优点，不可把可燃冰当成甲烷或冰，也不要认为冰可以燃烧。

2．天然气水合物是不是最理想的燃料呢？

虽然它燃烧产生的热量高、燃烧后无残渣留下，相对“煤”等燃料，优点很大，被誉为“未来能源”，但其燃烧后生成CO2，易造成温室效应，因此最理想的燃料是H2。

第一节海洋化学资源

一、海水中的物质

镁的制取：

MgCl2+Ca（OH）2=Mg（OH）2↓+CaCl2

Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O

MgCl2通电Mg+Cl2↑

二、海底矿物

石油、天然气、煤

天然气水合物

多金属结核

其他

三、海水淡化

学生已经知道的：

从海水中可以获取海洋生物，可以得到食盐等，但他们一般不会从开发和利用海洋资源的角度去思考海洋问题，更不会想到海水淡化和海水提镁是用化学方法解决生活问题。

学生还想知道海水和海底所蕴含的主要物质,海水淡化的方法。

学生还存在的思维障碍：

海水中本来就含有氯化镁，为何还要经过一系列化学反应制取氯化镁？

因此，教学中要充分利用信息技术与学科教学有效整合，通过海洋资源震撼的视频资料，使学生对本节课的内容产生浓厚的兴趣，进而深刻体会化学在资源开发和利用中的重要价值。

其次，要使学生认识到由于海水中氯化镁的含量很低，人们要想得到它，就要设法使镁元素富集。

图片是一种重要的信息传递方式和途径。

教学中注重对学生“识图”能力的培养，提高学生从插图中获取信息的能力。

一海洋中的物质

二海底矿物

三海水淡化

镁是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取，主要提取步骤如图所示：

（1）为了使MgCl2转化为Mg（OH）2，试剂①可以选用，要使MgCl2完全转化为沉淀，加入试剂①的量应，验证MgCl2已完全转化为Mg（OH）2沉淀的方法是。

（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）2沉淀的方法是。

（3）试剂②可以选用。

（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为。

【解析】此题是利用酸、碱、盐发生复分解反应的规律，解决工农业生产中遇到的问题。

根据盐与碱反应生成碱这一规律可以得出加入的试剂①是可溶性或微溶性碱，因此试剂①一般选用Ca（OH）2；而且必须过量，以确保镁离子全部转化为沉淀。

过滤后向滤液中加入氢氧化钙溶液，如果没有沉淀生成，则证明MgCl2已完全转化为Mg（OH）2沉淀。

由于Mg（OH）2属于碱，可以加入盐酸，反应生成MgCl2；将溶液与不溶性的Mg（OH）2分离的操作方法是过滤。

【答案】

（1）Ca（OH）2过量取滤液，加入少量Ca（OH）2溶液若没有白色沉淀生成，则证明MgCl2已完全转化为Mg（OH）2

（2）过滤

（3）盐酸

（4）MgCl2通电Mg+Cl2↑

（熔融）

一、当堂反馈

1．海水中含量最多的盐是（　A　）

A．NaClB．CaCl2C．MgCl2D．MgSO4

2．关于多金属结核的叙述正确的是（　B　）

A．多金属结核是锰的合金

B．多金属结核也称锰结核

C．锰结核中只有一种金属

D．全世界多金属结核含量微乎其微

3．任何物质都是由元素组成的，海水中含量最多的元素是（　A　）

A．OB．NaC．ClD．H

4．2017年5月18日，我国首次在南海神狐海域试采“可燃冰”（天然气水合物）成功，下列关于“可燃冰”说法正确的是（　B　）

A．“可燃冰”外形像冰，是天然气冷却后得到的固体

B．“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”

C．通常状况下，天然气和水就能结合成“可燃冰”

D．“可燃冰”储量巨大，属于可再生能源

5．2017年5月18日，我国南海神狐海域可燃冰试采实现连续187个小时的稳定产气，这是我国首次成功试采可燃冰。

这项由“中国理论”“中国技术”“中国装备”凝结而成的突出成就，必将对能源生产和消费革命产生深远影响。

据资料记载：

可燃冰学名为“天然气水合物”，是以甲烷为主的有机分子被水分子包裹而成。

既含水又呈固体，看起来像冰，很容易被点燃。

可燃冰形成要满足以下条件：

温度不能太高，太高容易分解熔化；要有较高压力，压力越大，可燃冰越稳定；要有甲烷气源，古生物遗骸的沉积物通过细菌分解后可以产生甲烷。

请回答下列问题：

（1）写出甲烷燃烧的化学方程式：

　　。

（2）根据可燃冰形成条件，可采用　　、　　等方案开采可燃冰。

（3）研究表明甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍，因此可燃冰开采应注意　　。

答案：

（1）CH4+2O2

CO2+2H2O；

（2）升温分解；减压释放；（3）控制好对CH4的收集，防止CH4逸入空气。

二、课后练习

6．浩瀚无际的海洋为人类提供了丰富的资源．由海水制备金属镁，主要有以下步骤：

①电解熔融的氯化镁；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶．其先后顺序正确的是（D　　）

A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①

7．下列方法可用来淡化海水的是（　　D）

①加热蒸发　②过滤　③多级闪急蒸馏　④使海水结冰脱盐　⑤膜分离法淡化海水　⑥加入明矾净化。

A．①②③④⑤B．①③④⑤⑥C．③④⑤D．①③④⑤

8．海水中含有丰富的镁，目前世界上生成的镁60%来自于海水。

分离出食盐的海水称作苦卤水，其中含有丰富的MgCl2．工业上以苦卤水为原料制取金属镁的流程如图：

（1）写出沉淀槽中发生反应的化学方程式　　，　　。

（2）Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液，从而实现了Y的循环利用，则Z的化学式为　　，X溶液的名称是　　。

（3）烘干后得到的MgCl2中可能含有的杂质是　　。

答案：

（1）CaO+H2O═Ca（OH）2；MgCl2+Ca（OH）2═CaCl2+Mg（OH）2↓；

（2）H2；盐酸；

（3）氯化钙。

9．海洋是巨大的资源宝库。

请你运用所学过的知识回答下列问题：

（1）人类所需要的下列物质，可以从海洋中获取的是　　

①石油　②无机盐　③可燃冰　④海洋生物⑤淡水

A．①③④⑤B．①④⑤

C．②③④D．全部

（2）在粗盐提纯过程中，需得到纯净的氯化钠，需要调节溶液的酸碱性。

为了测定溶液的酸碱度，最简单的方法是使用　　；现测得溶液的pH为10，为了将pH调节到7，应向溶液中加入适量的　　（填物质名称）。

（3）淡化海水可采用膜分离技术（如图所示）。

水分子可以透过淡化膜（海水中其他离子不能透过）进入左侧的池子，从而得到淡水。

以下分析中正确的是　　

A．右侧池中海水的密度不变

B．右侧池中溶质的质量分数变大

C．淡化膜可用滤纸代替

D．用膜分离技术得到的淡水为硬水。

故答案为：

（1）D；

（2）pH试纸，稀盐酸；

（3）B。

10．海洋是人类千万年来赖以生存的重要资源宝库，图1是海水中化学资源的图示，请结合图示回答相关问题。

（1）向海水中滴加AgNO3溶液的现象是　　。

（2）下列有关海水及其开发的说法正确的是　　。

a．图2中海水所含化学资源都是化合物

b．蒸馏法淡化海水是化学变化

c．海水资源的开发不需要考虑环境保护问题

d．海水中含有NaCl和MgCl2

（3）海水中含有10个电子的微粒有H2O、Mg2+和　　。

故答案为：

（1）有白色沉淀产生；

（2）ad；

（3）Na+。

11．我国的领海主权不容侵犯。

南海是我国的固有海域，蕴藏着丰富的海洋资源。

请回答下列问题：

（1）南海某岛采用风力发电提供的能源对海水进行如图所示的综合利用。

①反渗析法淡化海水是利用海水中各成分的　　不同分离出淡水。

②将高盐度浓缩海水进行　　可以分离得到粗盐。

（2）用苦卤制取金属镁的流程图如下：

苦卤

氢氧化镁

氯化镁

镁

上述转化过程中，所发生的反应属于复分解反应类型的步骤是　　（填序号）。

步骤Ⅱ的化学方程式为　　。

利用苦卤制取氢氧化镁比“直接向海水中加入石灰乳制取氢氧化镁”的优势是　　。

故答案为：

（1）①颗粒大小；

②蒸发结晶；

（2）Ⅰ、Ⅱ，Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O，苦卤中镁离子的浓度高（或镁离子得以富集）。