资源简介

八年级上册第四章第三节《海洋的探索》第一课时教案
一、核心概念与跨学科概念
1.核心概念
地球与宇宙：海洋是巨大资源库，海水淡化与盐提取是综合利用典型技术。
技术与工程：反渗透法利用半透膜选择性透过水分子，体现材料科学-工程-环境协同。
2.跨学科概念
系统与模型（把“海水→淡水+盐”视为分离系统）
稳定与变化（膜污染、浓度极化→性能下降）
二、教学目标
维度 目标内容
科学观念 说出海水淡化三种主流方法；解释反渗透原理；知道海盐含可溶/不溶杂质及过滤要点。
科学思维 能用TDS数据计算去除率；能用“一贴二低三靠”模型分析过滤失效原因。
探究实践 完成“TDS测反渗透”和“晒盐→过滤”实验
态度责任 认识淡化浓盐水排放生态风险；愿意在社区科普“节水+盐回收”绿色理念。
教学重难点
重点：反渗透原理；过滤操作“一贴二低三靠”。
难点：过滤后仍含可溶性杂质（需结晶或重结晶）的微观理解。
教学准备
教师：
反渗透微型演示器（家用RO膜壳）、TDS笔、量筒、烧杯、晒盐样品（含泥沙）、滤纸、漏斗、铁架台、玻璃棒、浓盐水（模拟海水）、反渗透净水器。
学生：任务单、计算器、红蓝笔
五、教学过程
1、情境导入 播放“全球淡水短缺”→提问：“海洋那么多水，为什么不能直接喝？
学生答“有盐” 真实冲突
2、淡化技术史 时间轴：①15世纪，人类开始探索海水淡化方法→②探险家在船上加热海水产生水蒸气，冷却凝结得到纯水，这是海水淡化技术的开始。③20世纪50年代后，蒸馏法、电渗析、反渗透法都达到了工业规模化生产的水平。④20世纪60年代初，多级闪蒸海水淡化技术应运而生，现代海水淡化产业也由此步入了快速发展的时代。⑤1970年，我国研制成功微孔滤膜，之后建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。⑥1982年，美国的全复合膜及其卷式元件新技术问世。⑦20世纪90年代末，中国打破国外垄断，实现了反渗透膜的国产化。⑧2022年3月，由中国企业总承包的沙特拉比格三期海水淡化项目收到吉尼斯世界纪录证书，正式成为世界上最大的单体反渗透海水淡化项目，日产淡水高达60万吨。→膜材料演进 设计意图：技术史脉络
3、反渗透原理 动画：高压→水分子透过半透膜→浓水排出；解释浓度极化 设计意图：微观可视化
4、TDS实测 任务：①测配制的0.5%食盐水TDS②测RO出水③了解去除率=(TDS进-TDS出)/TDS进 记录数据→≥90%合格 设计意图：数据实证
纯净物:仅由一种物质组成的物质。把水加热到沸腾，产生的水蒸气经冷却形成液态水的方法称为蒸馏法，用这种方法收集到的水就是蒸馏水。蒸馏水中杂质非常少，可以将其看成是单一由水组成的。 蒸馏水可看成纯净物。
5、海盐提取 播放海水晒盐的过程视频，展示晒盐样品→放大镜观察泥沙→提问：“海水晒出的是纯净的食盐吗？” | 学生答“不是，有泥沙。”除了不溶性杂质，还有可溶性杂质氯化镁、氯化钙等 如何第一步先去除泥沙？ 设计意图：过渡过滤
6、过滤操作 操作要点讲解和示范“一贴二低三靠”→学生实操
原理：根据物质的溶解性不同。
一贴：滤纸要紧贴漏斗内壁 （防止滤纸和漏斗内壁间产生气泡影响过滤速度）
二低：①滤纸边缘低于漏斗边缘（防止滤液从漏斗边缘溢出）
②液面必须低于滤纸边缘（防止滤液从漏斗和滤纸间隙流下）
三靠：①倒液烧杯紧靠玻璃棒；②玻璃棒轻轻靠在三层滤纸一边；③漏斗下端紧靠接收的容器内壁 （防止滤液溅出）
思考：过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因有那些？
滤纸破损(2)滤液边缘高于滤纸边缘(3)仪器不干净等
巩固练习：找操作错误。
设计意图：技能固化
六、板书设计
4.3.1海洋的探索——淡化与制盐
1. 淡化方法 蒸馏→电渗析→反渗透（高压+半透膜）
2. 反渗透原理 高压→水过膜→浓水排出
3. 海盐杂质 不溶：泥沙 可溶：Ca 、Mg 、SO
4. 过滤操作
一贴：滤纸贴漏斗
二低：边缘低于漏斗、液面低于边缘
三靠：烧杯靠玻棒、玻棒靠三层、漏斗下端靠壁
5. 绿色理念
浓盐水→盐回收→零排放
七、作业设计
A 基础巩固
1.作业本对应练习。
2. 家庭实验：用TDS笔测净水器出水并计算去除率。
B 拓展提升
3.设计“家用浓盐水制盐”小装置图。
八、教学反思（课后即时填写）
- 学生RO去除率平均92%，但3组未冲洗膜——下次增加“预冲洗”提醒。
- 过滤操作正确率85%，2组“三靠”未靠壁——下次加“三靠检查”卡片。(共19张PPT)
4.3 海洋的探索
【第四单元 水与人类】
八年级上册
中国拥有长达3.26万千米的海岸线，如何“发展海洋经济，保护海洋生态，加快建设海洋强国”已成为一个重大的战略问题。海水如何淡化？海盐如何提取？如何让海洋成为新的牧场？
一、海水淡化
世界上大部分人口居住在离海洋120km以内的区域，尽管海洋中有丰富的水，却不能直接饮用，所以海水淡化是人类追求了几百年的梦想。
海水淡化是指从海水中脱盐取得淡水的过程。截至2021年，全球海水淡化工程规模超过1亿吨/日，惠及100多个国家。在一些中东国家，海水淡化水是国民饮用水的主要来源。海水淡化作为淡水资源的替代与增量技术，愈来愈受到重视。
海水淡化技术史
海水淡化
处理方式
冷冻法
反渗透法
蒸馏法
其他几十种
水合物法、电容去离子、风能RO、嵌镶离子交换膜压渗析、正向渗透
反渗透膜是模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透膜能截留水中的各种无机离子和大分子溶质，而水则能从半透膜渗出，从而取得比较纯净的水。
反渗透法具有净化水水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点，在海水淡化工程上得到了广泛应用。
1.如图4.3-11所示，对淡化膜右侧的海水加压.水分子可以透过淡化膜进人左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。加压后，右侧海水的溶质质量、溶剂质量、溶液质量、溶质的质量分数是否发生变化？如何变化？
练习与应用
1.配制3.5%的食盐水100mL（模拟海水），倒入A水槽。
2.用TDS笔测量A水槽中食盐水的固体溶解物含量，并记录读数。
3.连接反渗透滤芯（内含反渗透膜）、微型增压水泵和水管，组装成如图4.3-1所示的海水淡化装置。
4.启动水泵抽取A水槽中的模拟海水，把经过滤芯后的净水导入B水槽，废水导入C水槽（废水开关打开较小角度）。
5.几分钟后，再用清洗过的TDS笔测量B水槽中净水的固体溶解物含量，并记录读数？
把水加热到沸腾，产生的水蒸气经冷却形成液态水的方法称为蒸馏法，用这种方法收集到的水就是蒸馏水。蒸馏水中杂质非常少，可以将其看成是单一由水组成的。
海水淡化的原理并不复杂，但如果要大规模地实现海水淡化，就要综合考虑成本、能耗、效率、环保等诸多问题。
纯净物：仅由一种物质组成的物质。
纯净物
二、海盐提取
我们日常一日三餐所吃的食盐，很多来自海盐。中国是世界上最早提取海盐的国家之一。据《管子》记载，暮春之初，北海之民即煮海为盐。明代学者宋应星撰著的《天工开物》记载：“其海丰、深州引海水入池晒成者，凝结之时扫食不加人力，与解盐问。”
我国的海盐生产，一般采用日晒法。人们利用滨海滩涂，筑坝开辟盐田（如图4.3-2），通过纳潮扬水，日照蒸发而浓缩。当氯化钠溶液达到饱和后，析出氯化钠晶体，即为原盐。像这种固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程称为结晶。
日晒法得到的原盐属于粗盐，粗盐成分中不仅有氯化钠，还有氯化镁、氯化钙、泥沙等杂质，所以必须经过进一步的提纯才能成为可食用的精盐。
可溶性杂质
不可溶性杂质
过滤法
分离不溶性固体与液体的方法。
滤纸
玻璃棒
漏斗
铁架台
烧杯
过滤法
分离不溶性固体与液体的方法。
原理：根据物质的溶解性不同。
粗盐提纯
如图4.3-3所示，先把滤纸折成圆锥形，再把多余的滤纸剪去，然后把折好的滤纸放在漏斗中，最后把泥浆水沿玻璃棒倒进过滤漏斗中。
用胶头滴管滴水湿润，使它紧贴漏斗的内壁上湿润时，滤纸和漏斗之间不要留有气泡。
1、3开
过滤法要求
“一贴、二低、三靠”
一贴
滤纸要紧贴漏斗内壁
二低
①滤纸边缘低于漏斗边缘
②液面必须低于滤纸边缘。
防止滤纸和漏斗内壁间产生气泡影响过滤速度
防止滤液从漏斗边缘溢出
防止滤液从漏斗和滤纸间隙流下
三靠
①倒液烧杯紧靠玻璃棒
②玻璃棒轻轻靠在三层滤纸一边
③漏斗下端紧靠接收的容器内壁
防止液体溅出
动画
滤渣
滤液
过滤法要求
“一贴、二低、三靠”
想一想：
1、过滤后，滤液仍然浑浊可能的原因有那些？
应该再过滤一次，直到澄清为止。
(1)滤纸破损
(2)滤液边缘高于滤纸边缘
(3)仪器不干净等
指出图所示装置中的错误，并加以改正

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