资源简介

第八单元　海水中的化学
第一节　海洋化学资源
设计说明 本节内容从海水中溶有的物质开始，深入到海底蕴藏的矿物资源，体现了认识事物的全面性和完整性，并以大量的图片资料生动地再现了人们对海洋资源的开发和利用的现状，同时不忘记告诫人们，在开发海洋资源的同时，也要保护好人类共同拥有的海洋资源，以强化学生的环保意识。本节内容的重点是关于海水提镁和海水淡化的基本原理。对于海水提镁，重要的是要引导学生知道富集的方法在化学中的应用。关于海水淡化，一方面让学生了解淡化的主要方法，另一方面要培养学生的实验探究能力，从中渗透节水意识的培养。 教学目标 【知识与技能】 1.知道海洋是人类天然聚宝盆，蕴藏着丰富的资源，能说出海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源和生物资源等。 2.了解海水及海底蕴藏的主要物质，掌握海水提取镁的方法。 3.通过对海水淡化实验的探究，知道蒸馏法是淡化海水最常用的方法。 【过程与方法】 通过自学，学会看图、赏图、理解图。通过活动探究，了解海洋资源的种类及开发利用的方法，培养学生的分析、解决问题的能力。 【情感、态度和价值观】 认识海洋资源的开发对人类社会进步所起的重要作用，认识合理进行海洋开发、保护海洋环境的重要性，培养学生关注社会和人类生存环境的社会责任感。 重点难点 教学重点 海洋中蕴藏着丰富的资源；海水提取镁的基本原理；海水淡化的基本原理。 教学难点 对淡化后海水的鉴别方法。 教学方法 自学、讨论、讲述，实验探究相结合。 教具、学具 多媒体； 实验器材：酒精灯、试管、单孔塞、玻璃导管、铁架台（带铁夹）、胶头滴管、盐水、硝酸银溶液。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 同学们好！问大家一个小问题：你喜欢大海吗？ 大海不仅美丽，还是人类巨大的资源宝库，蕴藏着丰富的资源。那么海洋中有哪些资源呢？人类是如何开发利用海洋资源的？今天，我们来学习第一节海洋化学资源。 讲授新课 1.海水中的物质 活动1　感知海水中的物质 我们都知道海水是又苦又涩的，海水中除了水之外，还含有哪些物质呢？下面请观察这幅图片（播放幻灯片），看能得出什么信息？（学生回答：海水中水占96.5％，溶解的盐占3.5％；海水含有的阳离子主要有钠、镁、钙、钾四种金属离子，其中含量最高的是钠离子，其次是镁离子；海水中含有的阴离子主要有氯离子、硫酸根离子两种，其中含量最高的是氯离子。）这些离子可构成哪几种物质呢？ 海水中溶解了大量的盐，请看课本第30页，阅读第二段。从海水中各离子的含量上来看，海水中含量最多的盐是氯化钠，其次是氯化镁。我们利用海水中含有的各种元素，可以制备对我们有用的物质。 活动2　感知如何从海水中提取金属镁 镁具有“国防元素”之称，而海洋中又含有丰富的镁元素，我们如何从海水提取镁呢？ 大海被称为“蓝色的宝库”，人类能从海水中提取元素来制备多种对我们有用的物质。飞机、舰艇、导弹、飞船，都要求制造的材料既要坚硬，又要轻盈，而且还要耐热。什么材料能达到这种要求呢？镁铝合金和镁锂合金目前是最佳选择。镁的生产与战争密切相关，因而被誉为“国防金属”。此外，镁在冶金、照明、医药上也大有作为。目前世界上镁的产量有60％来自海洋。 观看大屏幕上提取金属镁的工艺流程，试写出在海水中提取金属镁涉及的化学反应，想一想它们各属于哪些基本反应类型。 （1）海水提镁反应原理 MgCl2+Ca（OH）2Mg（OH）2↓+CaCl2（复分解反应） Mg（OH）2+2HClMgCl2+2H2O（复分解反应） MgCl2Mg+Cl2↑（分解反应） 从海水中提取镁盐，通常将石灰乳加入海水或者卤水中，沉淀出氢氧化镁，再与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就可制得金属镁。 【讨论交流】 海水中本来就有氯化镁，为什么还要经过这些反应步骤提取呢？ 海水中氯化镁的含量很低，要设法使之富集。 制取过程中加入石灰乳的目的是什么？ 目的：①将海水或卤水中的氯化镁转化为沉淀，使镁元素富集。②除去氯化钠等杂质。 2.海底矿物 活动3　感知海底矿物 导读思考题，指导学生看书讨论： 海底蕴藏着哪些矿物资源？ 海底蕴藏着数百种矿产资源。例如：石油、天然气、煤矿、可燃冰、砂矿和砂砾、多种金属结核等矿物。 “可燃冰”是什么？为什么“可燃冰”被誉为“21世纪能源”？目前为什么还没有对“可燃冰”进行大规模的开采？ “可燃冰”即天然气水合物，是由天然气和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体，因其极易燃烧，故被称为“可燃冰”。 优点：高效、清洁（即产生能量多，污染小），被誉为“未来能源”“21世纪能源”。 缺点：难以开采和运输，一旦泄漏会增强温室效应。 什么是锰结核？锰结核里主要含有哪些元素？ 多金属结核，也称锰结核，含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素。全球总储量丰富，在30 000亿吨以上。 阅读“海底矿物”，观察“海洋矿产资源”图片，可以看出海底蕴藏着哪些矿物资源？ （1）海洋中的主要资源： 化学资源（海水中含有的各种物质） 矿产资源（海底存在的各种矿藏） 动力资源（如潮汐能） 生物资源（各种海洋生物） （2）海洋污染： 陆源污染（工业废水、废渣的排放；生活污水、垃圾、农药的排放） 海上污染（船舶、油船排放的废水和废物；意外漏油、溢油、井喷等事故造成的污染） （3）防止污染的措施为海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测。 3.海水淡化 活动4　通过海水淡化探究感受海水淡化的方法不同 【过渡】其实我们从海水中获得的不仅仅是一些盐类，海水中含量最高的是什么物质？（学生回答：水占96.5％。）也许有的同学会说我们地球有71％的面积被水所覆盖，还缺水吗？（学生回答：绝大部分是咸水，可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0.3％，况且污染严重，浪费严重……）我们应采取什么方法来解决淡水危机呢？ 海水淡化的方法一——蒸馏法：蒸馏是分离混合物的一种方法，它是靠达到沸点而蒸发出气体，然后通过冷凝变为液体，其过程是物理变化的过程（状态改变）。 如何淡化海水？ （教师演示，媒体出示，学生观察、记录、思考、分析） 实验步骤实验现象实验结论按如图所示组装仪器，并检查装置的气密性 （1）若导管口没有明显现象 （2）若导管口有气泡冒出装置漏气 装置不漏气向大试管中加入5～10 mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热大试管中的水沸腾，小试管内收集到液体往小试管里的冷凝水中滴入几滴硝酸银溶液无沉淀生成（或无明显现象）得到的水中不含氯离子
得出结论：将海水蒸馏可以得到淡水。 若采用冷凝管，为什么自来水（或冷却水）要下端进，上端出？（学生回答：逆流慢，可与水蒸气充分进行热交换，冷凝效果好。） （1）为使水蒸气的冷凝效果更好，你认为应对实验装置做哪些改进？ 从以下方面考虑： ①进一步延长水蒸气在导管中的滞留时间（如适当延长导管） ②可以使用冷凝剂通过管壁进行热交换（如在导管外壁包冷毛巾） ③可将收集水的试管放入盛有冷水的烧杯中 ④可使用冷凝管 （2）怎样检验小试管中得到的冷凝水是否是淡水？（向小试管里的冷凝水中滴加硝酸银溶液和稀硝酸，如果没有产生白色沉淀，说明是淡水。） 海水淡化的方法二——多级闪急蒸馏法（70％的淡化海水是用此法生产的） 指导学生阅读课本第34页膜法和多级闪急蒸馏法淡化海水。 【投影】 多级闪急蒸馏流程 膜法淡化海水装置 【讨论】 （1）淡化膜有什么作用？（只允许水分子通过而不允许盐的离子通过） （2）右侧溶液组成在加压前后发生了哪些变化？（分别从溶质、溶剂、溶液质量和溶质的质量分数方面比较） 当堂达标 1.下列有关海洋资源的说法不正确的是（　　） A.海水中溶有大量的盐 B.人类从海水中提取用途广泛的金属镁 C.海底蕴藏丰富的煤、石油，没有天然气和“可燃冰” D.海底蕴藏着多金属结核，也称锰结核 答案：C 2.下列所示的从海水中提取镁的过程所发生的化学变化，涉及的基本反应类型是（　　） A.化合反应 B.分解反应 C.复分解反应 D.置换反应 答案：BC 3.为了区别海水和淡水，可分别加入下列哪种试剂（　　） A.澄清石灰水 B.硝酸银溶液 C.酚酞试液 D.石蕊试液 答案：B 4.下列操作不能用来淡化海水的是（　　） A.过滤 B.使海水结冰脱盐 C.加热蒸馏 D.多级闪急蒸馏 答案：A 5.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　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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）稀盐酸 （4）MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑ 板书设计 第八单元　海水中的化学 第一节　海洋化学资源 1.海水中的物质： 从海水中提取镁的三个步骤；MgCl2+Ca（OH）2Mg（OH）2↓+CaCl2（复分解反应） Mg（OH）2+2HClMgCl2+2H2O （复分解反应） MgCl2Mg+Cl2↑（分解反应） 2.海底矿物：（1）可燃冰：CH4+2O2CO2+2H2O （2）锰结核 3.海水淡化：（1）膜法 （2）多级闪急蒸馏法 检验海水原理：NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3 教学反思

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