资源简介

7.4 跨学科实践活动：海洋资源的综合利用与制盐
素养目标
化学观念：通过对海洋资源综合利用与制盐的学习，让学生形成资源综合利用的观念，理解海洋资源的多样性以及如何通过化学手段实现对其中部分资源的有效利用，强化化学与资源利用之间的联系。
科学思维：在探究海水制盐原理和方法的过程中，培养学生观察、分析、归纳等科学思维能力，能够根据不同制盐环节的特点总结出一般性的规律和方法。
科学探究与实践：让学生亲身参与简单的海水制盐模拟实验或资料查阅、实地调研等活动，掌握化学实验的基本操作技能（如蒸发、过滤等），提高学生动手操作、收集证据、分析数据、得出结论等科学探究能力。
科学态度与责任：激发学生对化学学习的兴趣和热情，培养学生严谨、认真、负责的科学态度，在实验探究或资料查阅等过程中，严格遵守相关规定，如实记录数据和现象，客观分析结果。
教学重难点
1．教学重点：海水制盐的原理、方法及流程，包括蒸发结晶、过滤等基本操作在制盐过程中的应用。
2．教学难点：理解海水制盐过程中涉及的物理、化学变化及其相互关系，如海水蒸发过程中的物理变化以及后续某些杂质去除过程中的化学变化。引导学生从跨学科角度分析海洋资源综合利用的问题，将化学知识与地理、生物等学科知识有机结合，提出合理的资源利用和保护方案。
教学过程
【情境导入】
我国是一个海洋大国，柯柯和悦悦对海洋展开了讨论。
柯柯：海洋中有哪些资源？
悦悦：如何从海水中获得盐？
柯柯：你能提出一些保护海洋的建议吗？
【项目任务】 利用海水制取精盐。
【项目指南】
认识海洋资源：通过调查与交流了解海洋资源的开发与综合利用。
利用海水资源：设计并实施海水制盐的方案，将获得的粗盐转化成精盐，学习海水淡化常见方法，制作海水淡化器。
展示交流：展示制盐方案和精盐。
合作探究
探究点一 认识海洋资源
提出问题 大家都知道海洋是一个巨大的宝库，里面蕴含着无数的宝藏。那么，你们知道海洋里都有哪些资源可以被我们利用吗？
讨论交流 阅读教材，观看关于海洋资源的视频，讨论归纳。
归纳总结
海洋资源：
1.生物资源——以鱼虾为主
2.化学资源——海水中含有氯化钠、氯化镁、硫酸镁、溴化钠、溴化镁等
3.矿产资源：①海底蕴藏丰富的石油和天然气资源；②沿海的矿砂沉积物中还含有石英砂、金、铂、金刚石、铁砂、锡砂、稀有元素矿砂等
4.能源资源——海洋还能产生潮汐能、波浪能等
探究点二 从海水中获取粗盐
提出问题 如何从海水中获取粗盐？
讨论交流 观看视频，了解什么是结晶，阅读教材，讨论归纳。
归纳总结
1.结晶的概念：饱和溶液析出晶体的过程叫作结晶。
2.溶质从溶液中结晶出来的两种方法：
①冷却结晶法：
在较高温度形成的饱和溶液，因降温使溶质超过其溶解量的限度时，会析出一定形状的固体。（适用于溶解度随温度变化改变明显的溶质）
②蒸发溶剂结晶法：
饱和溶液因蒸发溶剂使溶质超过其溶解量的限度而析出。(适用于溶解度随温度变化改变不明显的溶质）
在实际生产中，利用结晶的方法，可从含杂质的混合物中分离或提纯得到我们需要的物质，如海水晒盐。
3.结晶的应用——海水晒盐
原理：利用风吹日晒使海水中的水分蒸发到一定程度形成饱和溶液，进而析出粗盐，同时得到母液。
流程：海水蒸发池结晶池
实践活动
[活动目的] 从海水中获取盐。
[实验设计]
海水浓缩海水粗盐混合液
【实验7-6】 从海水中获取粗盐
实验内容与步骤 现象
1.获得海水：向1.5L塑料瓶中注入海水。 静置后瓶内海水澄清，底部有少量难溶性固体。
2.浓缩海水：将获得的海水倒入敞口容器，通过日晒浓缩至500mL，获得浓缩海水。 浓缩后的海水有少量白色晶体析出。
3.获得粗盐：将装有浓缩海水的敞口容器放在灶台上加热，记录不同时刻的结晶现象，获得粗盐。 随着加热时间增加，不断有粗盐晶体析出
4.收集粗盐：将粗盐转移至洁净的容器中保存，供“项目活动3”使用。
讨论与交流
利用海水中化学资源的含量和溶解度差异，可以对物质进行分离提纯。
海水中部分化学资源的含量
物质 含量/%
淡水 96.575
氯化钠 2.696
氯化镁 0.328
硫酸镁 0.210
1.海水晒盐时，工人们不会等到盐田中海水全部晒干才收集盐，而是在有盐析出，盐田内还有部分水时就开始收集盐了，为什么？
（海水中氯化钠的含量高，氯化镁和硫酸镁的含量低，当海水蒸发时，氯化钠先达到饱和，继续蒸发水分，氯化钠结晶析出，当还有部分水时，结晶析出的是氯化钠，氯化镁和硫酸镁基本不析出，此时收集，得到相对纯净的氯化钠。）
2.我们应该如何利用溶解度差异设计方案，从海水中获取粗盐，并除去粗盐中的杂质得到氯化钠呢？
（粗盐中的氯化钠能溶于水，其中含有难溶性杂质，可利用溶解、过滤、再蒸发的方法除去粗盐中的难溶性杂质。）
探究点三 粗盐转化成精盐
一、除去制得的粗盐中的难溶性杂质
提出问题 怎样将粗盐中的难溶性杂质去除？
讨论交流 阅读教材，观看实验视频。
进行实验
实验记录
称取粗盐/g 精盐/g
3.0 2.5g
实验示意图 实验内容和步骤 观察与记录
① 粗盐溶解：称取3.0g粗盐，加入烧杯中，倒入10mL水，用玻璃棒搅拌使其溶解 所得混合物浑浊，其成分有泥沙、氯化钠溶液
②过滤：准备好放有滤纸的漏斗，在铁架台上安装好过滤装置，进行粗盐溶液的过滤 该操作可除去难溶性杂质，滤纸上有泥沙等杂质,滤液澄清
③蒸发：滤液倒入蒸发皿中，加热，加热过程中不断搅拌至出现较多晶体时，停止加热 蒸发过程中观察到有白色固体析出，所得的物质仍然是混合物
④称量、计算产率：用玻璃棒将固体转移到洁净的纸片上称量，计算产率 所得固体与原固体相比除去了难溶性杂质，此实验的产率约为83%
注：产率=×100%=×100%=83%
分析与讨论
1.实验过程中进行过滤和蒸发应掌握什么要领？
（1）过滤时应掌握的操作要领：
“一贴”：滤纸紧贴在漏斗内壁上。
“二低”：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘；
“三靠”：盛液烧杯口紧靠在倾斜的玻璃棒中部；玻璃棒斜靠在三层滤纸一边；漏斗下端紧靠接液烧杯内壁。
（2）蒸发时应掌握的操作要领：
①所装液体量不超过蒸发皿容积的2/3；
②蒸发皿可以直接加热，加热过程中需要用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅；
③有较多晶体析出时停止加热，用余热将剩余水分蒸干；
④实验结束后用坩埚钳将蒸发皿移到陶土网上冷却。
玻璃棒在本实验各步骤中分别起什么作用？
玻璃棒在本实验各步骤中的作用：
①溶解时搅拌，加速溶解；
②过滤时引流，防止液体溅出；
③蒸发时搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅；
④称量、计算产率时转移固体。
3.粗盐提纯后的产物是纯净物还是混合物？产物中还含有哪些物质？
粗盐提纯后的产物是混合物，产物中还含有氯化镁、硫酸镁等可溶性杂质。
反思与评价
“溶解——过滤——蒸发”的方法适合分离什么特点的混合物？
一种成分是可溶于水（或其他溶剂）的固体，另一种成分是不溶于该溶剂的固体。例如：食盐中混有泥沙等不溶物。
除去制得的粗盐中的可溶性杂质
提出问题 怎样将粗盐中的可溶性杂质去除？
讨论交流 阅读教材，讨论。
数据处理
以粗盐中的硫酸镁为例，进行数据分析。
某粗盐的部分配方及70℃时氯化钠和硫酸镁的溶解度
物质 质量/g 溶解度/g
氯化钠 2.7 37.5
硫酸镁 0.3 58.5
注：可通过加入一定量的70℃的水，溶解硫酸镁来除杂。为尽可能使硫酸镁完全溶解，计算可加入的水的最小质量。
进行实验
1.称量：称量3g粗盐，或按照上表的配方取2.7g氯化钠和0.3g硫酸镁配成粗盐。
2.溶解并过滤：将粗盐放到滤纸上，加入一定量70 ℃的水(不少于计算所得的最小质量)，并趁热过滤。
3.烘干：将滤纸上的精盐转移到蒸发皿上烘干。
4.计算产率：称量精盐质量，并计算产率。
称取粗盐/g 精盐/g 精盐产率
3.0 2.8g 93%
注：产率=×100%=×100%=93%
思考：为什么和[实验7-7]中的产率不一样呢？
因为本实验中的硫酸镁未全部去除
思路与方法导引
物质分离的一般思路与方法的应用
分析混合物的成分→比较各成分的性质差异→明确分离方法
以粗盐提纯为例：
探究点四 海水淡化
除了上述的海水制盐以外，海水淡化也是海水综合利用的重要方向。海水淡化的方法中，蒸馏法的历史最悠久，技术和工艺也比较成熟，其原理就是通过加热海水使之沸腾汽化，再把水蒸气冷凝成淡水(装置如图)。
知识视窗——常见的海水淡化方法
常见的海水淡化方法 原理
反渗透法（膜法） 使用淡化膜将淡水和海水隔开
向海水一侧施加大于渗透压的压力
水分子通过淡化膜向淡水一侧渗透
海水中体积较大的离子无法通过
低温多效蒸馏法（热法） 采用热源为70℃的水蒸气
通过多次的蒸发和冷凝过程
得到多倍于加热水蒸气量的蒸馏水
家庭小实验——制作海水淡化器
制作海水淡化器的过程涉及大量的水蒸发，可以通过收集蒸发的水来获取淡化水。海水制盐和海水淡化是海水综合利用的两个方面。可以利用实验室或生活中的器材设计并制作一个简单的海水淡化器，在太阳能或热能的作用下同时获得淡水和盐。
【板书设计】
7.4跨学科实践活动：海洋资源的综合利用与制盐
认识海洋资源
生物资源、化学资源、矿产资源、能源资源
从海水中获取粗盐
结晶：饱和溶液析出晶体的过程。
粗盐转化成精盐
除去制得的粗盐中的难溶性杂质
除去制得的粗盐中的可溶性杂质
产率=×100%
海水淡化
反渗透法（膜法）
低温多效蒸馏法（热法）
作业布置 请完成作业。
【教学反思】
成功之处 在本次教学过程中，通过播放海洋视频导入新课，较好地吸引了学生的兴趣，使学生能够快速融入课堂氛围。在知识讲解环节，学生们通过多媒体课件展示和教师讲解，对海洋资源的种类和海水制盐的原理、方法等内容有了较为清晰的了解。
不足之处 从跨学科角度理解海洋资源综合利用的问题这一难点内容，虽然在教学过程中有提及，但学生的理解程度仍有待提高。今后可增加一些动画演示、跨学科案例分析等辅助教学手段，帮助学生更好地理解跨学科知识的融合以及如何将化学知识与其他学科知识有机结合。

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