资源简介

化学鲁教版五四学制 2024 九年级全一册
第一节 海洋化学资源（教学设计）
一、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：从宏观层面观察海水淡化实验现象（如冷凝水生成）、可燃冰燃烧反应，从微观角度理解蒸馏法（粒子运动随温度变化）与膜法（粒子直径差异分离）的淡化原理，建立 “宏观现象 - 微观本质” 的认知关联。
科学探究与创新意识：参与蒸馏法淡化海水实验操作，尝试改进冷凝装置以提升淡化效率，培养实验操作规范性与创新思维；通过分析可燃冰储量数据，提升数据解读与结论推导能力。
科学态度与社会责任：了解我国海域可燃冰试采成功的科技成就，感受我国在海洋资源开发领域的实力，增强民族自豪感；认识海洋污染的危害，树立 “开发与保护并重” 的可持续发展观念，培养环保责任意识。
二、教学重难点
（一）教学重点
海水中主要盐类物质（NaCl、MgCl 等）的识别及海水淡化的常用方法（蒸馏法、膜法）。
海底重要矿物（可燃冰、锰结核）的组成与用途，可燃冰燃烧的化学方程式。
海洋资源的四大分类及保护海洋环境的具体措施。
（二）教学难点
多级闪急蒸馏法的原理（海水在不同压力下快速蒸发冷凝）与膜法（反渗透法）的粒子分离逻辑。
结合实验现象与数据，推导蒸馏法淡化海水的有效性（如冷凝水不含 NaCl 的检验）。
三、教材分析
本节内容选自鲁教版初中化学第三单元第一节《海洋化学资源》，是 “身边的化学物质” 主题下的重要拓展，在初中化学知识体系中起到 “连接生活与工业” 的桥梁作用 —— 既基于学生对 “溶液、盐类” 的已有认知，又延伸至海洋资源的开发利用，为后续 “酸、碱、盐的应用” 学习奠定实践基础。
教材采用 “资源认知→开发技术→保护意识” 的递进式编排逻辑：首先以 “海洋覆盖地球 71% 表面积” 的事实切入，通过图表展示海水中的盐类物质，让学生直观感受海洋作为 “化学资源库” 的丰富性；接着聚焦海水淡化技术，通过实验探究与原理讲解，帮助学生理解蒸馏法与膜法的差异；随后介绍海底矿产资源（可燃冰、锰结核），结合储量数据与用途说明，凸显海洋资源的经济价值；最后通过 “海洋污染案例” 与 “保护措施” 讨论，引导学生树立环保意识。这种编排符合九年级学生 “从具体到抽象、从现象到价值” 的认知规律，注重知识的实用性与育人价值的结合。
四、学情分析
教学对象为九年级学生，具备以下学习基础与认知特点：
知识基础：已掌握 “溶液的组成”“盐的定义” 等基础概念，能识别常见盐类（如 NaCl、MgCl2）；了解物理变化与化学变化的区别，能书写简单化学反应方程式（如甲烷燃烧），但对 “海水淡化的技术原理”“海洋资源分类” 缺乏系统认知。
思维特点：处于形象思维向抽象思维过渡阶段，对直观的实验现象（如蒸馏冷凝水生成）、图片资料（如可燃冰外观）兴趣浓厚，但对 “多级闪急蒸馏”“反渗透” 等抽象技术原理理解难度较大，需借助具象案例辅助。
学习难点：
概念辨析层面：易混淆 “蒸馏法” 与 “膜法” 的淡化原理，难以区分 “热法淡化”（多级闪急蒸馏、低温多效蒸馏）与 “膜法淡化” 的分类。
实验操作层面：进行蒸馏法淡化海水实验时，可能出现 “冷凝效果差”“导管连接不紧密” 等问题，影响实验现象观察。
应用层面：难以将海洋资源分类与实际案例对应（如误将潮汐能归为矿产资源），对 “开发与保护并重” 的理解停留在表面。
基于此，教学中需以 “实验探究 + 案例分析” 为核心，通过生活化实例降低抽象原理的理解难度，注重知识的形成过程与实际应用的结合。
五、教学过程
教学环节一 新课导入
【视频展示】同学们，首先我们来看一段视频：画面中既有蔚蓝的海面、跳跃的海豚等自然景象，也有海上钻井平台、海水淡化工厂等工业场景，还有沙滩上堆积的塑料垃圾、海水中漂浮的油污等污染画面。（播放完毕后提问）大家从视频中看到了海洋的哪些 “面孔”？
【数据引入】海洋覆盖了地球表面约 71% 的面积，总水量占全球总水量的 97%，而可供人类直接使用的淡水仅占 0.3%。我国拥有 3.2 万千米的海岸线，主张管辖的海域面积约 300 万平方千米，这片广阔的海域中藏着无数 “宝藏”—— 小到我们每天吃的食盐，大到能替代化石能源的 “未来能源”，都来自海洋。
【科技热点】2017 年，我国在南海成功试采海域可燃冰，成为全球首个实现这一突破的国家。这种冰状的物质，1 立方米能释放 164 立方米的甲烷，燃烧后几乎不产生残渣，储量更是达到全球煤、石油、天然气总储量的 2 倍。那么，海洋中还有哪些重要的化学资源？我们该如何合理开发利用这些资源呢？今天我们就一起探索 “海洋化学资源” 的奥秘。
设计意图
多维刺激：通过视频展示海洋的 “自然、工业、污染” 三重面孔，既激发学习兴趣，又为后续 “海洋保护” 环节铺垫。
数据支撑：用具体数据凸显海洋资源的重要性与淡水的稀缺性，让学生理解开发海洋化学资源的必要性。
情感共鸣：借助我国可燃冰试采成就，增强民族自豪感，引导学生带着探索欲进入新课学习。
教学环节二 认识海水中的化学资源与海水淡化方法
活动一：识别海水中的主要物质
【引入】我们常说 “海水是咸的”，这是因为海水中溶解了大量盐类物质。大家猜猜，海水中含量最多的盐是什么？除了这种盐，还有哪些常见盐类？
【师生互动】
教师展示 “海水中主要盐类的质量分数” 图表（包含 NaCl 2.72%、MgCl20.38%、CaCl 0.11% 等数据），引导学生观察并讨论：
问题 1：海水中含量最高的盐是什么？（学生回答：NaCl）
问题 2：海水中含量最多的元素是什么？最多的金属元素是什么？（学生结合图表分析：O 元素最多，Na 元素是最多的金属元素）
教师补充：“全球海洋中溶解的盐类总质量约 5 亿亿吨，如果将这些盐平铺在地球表面，能形成 150 米厚的盐层。我们日常生活中的食盐，80% 以上来自海水晒盐。”
设计意图
通过图表直观呈现海水中的盐类组成，结合数据增强说服力，帮助学生建立 “海洋是巨大化学资源库” 的认知，为后续海水淡化学习奠定基础。
【对应训练 1】海水中含量最多的盐是（ ）
A. 氯化钠 B. 氯化镁 C. 氯化钙 D. 硫酸钾
【答案】A
【解析】根据海水中主要盐类的质量分数数据，氯化钠（NaCl）含量最高，约占 2.72%，其他盐类含量均低于此，故选 A。
【对应训练 2】海水中含量最多的金属元素是（ ）
A. 钠 B. 镁 C. 钙 D. 钾
【答案】A
【解析】海水中含量最多的盐是氯化钠（NaCl），其中钠元素为金属元素，且其他含金属元素的盐类（如 MgCl 、CaCl ）含量较低，因此钠是海水中最多的金属元素，故选 A。
活动二：实验探究 —— 蒸馏法淡化海水
【情境提问】海水中虽然含有大量盐类，但不能直接饮用或用于农业灌溉。如何除去海水中的盐，得到淡水呢？实验室中常用蒸馏法实现这一目的，我们通过实验来探究。
【实验操作】
实验用品：大试管（带单孔塞）、小试管、玻璃导管、橡胶管、酒精灯、铁架台、烧杯、食盐水、硝酸银溶液。
操作步骤：
① 按 “大试管（装食盐水）→橡胶管→玻璃导管→小试管（收集冷凝水）” 的顺序组装装置，将小试管放入盛有冷水的烧杯中（增强冷凝效果），检查装置气密性。
② 向大试管中加入 5-10mL 食盐水，塞紧单孔塞，点燃酒精灯加热，观察大试管内食盐水的变化与小试管中液体的生成。
③ 待小试管中收集到少量冷凝水后，停止加热，向冷凝水中滴加 2-3 滴硝酸银溶液，观察现象。
【现象与分析】
加热后，大试管内食盐水沸腾，产生的水蒸气经导管进入小试管，冷凝后形成无色液体（冷凝水）。
向冷凝水中滴加硝酸银溶液，无白色沉淀生成（已知 NaCl 与 AgNO 反应生成 AgCl 白色沉淀），说明冷凝水中不含 NaCl，蒸馏法可有效淡化海水。
【问题讨论】
为什么要将小试管放入盛有冷水的烧杯中？（学生回答：降低小试管温度，使水蒸气更快冷凝成液态水）
若想进一步提升冷凝效果，还可对装置做哪些改进？（学生分组讨论后提出：延长玻璃导管长度、在导管外包裹湿冷毛巾、使用冷凝管并采用 “下进上出” 的通水方式）
设计意图
通过实验让学生直观感受蒸馏法淡化海水的过程，培养实验操作能力与观察分析能力；通过装置改进讨论，激发创新思维，深化对 “冷凝原理” 的理解。
【对应训练 3】在蒸馏法淡化海水的实验中，向冷凝水中滴加硝酸银溶液无明显现象，说明（ ）
A. 冷凝水中含有氯化钠 B. 冷凝水中不含氯化钠
C. 蒸馏法不能除去海水中的盐 D. 实验失败
【答案】B
【解析】硝酸银溶液与氯化钠溶液反应会生成白色沉淀，滴加后无明显现象，说明冷凝水中不含氯化钠，即蒸馏法成功除去了海水中的盐，故选 B。
【对应训练 4】下列关于蒸馏法淡化海水的说法错误的是（ ）
A. 蒸馏法是利用各成分沸点不同进行分离
B. 蒸馏时需要加热使海水沸腾产生水蒸气
C. 蒸馏后得到的淡水属于相对纯净的水
D. 蒸馏法得到的淡水绝对不含任何杂质
【答案】D
【解析】蒸馏法依据海水（混合物）中盐与水的沸点差异实现分离，加热使水沸腾为水蒸气，冷凝后得到的淡水虽去除了主要盐类，但可能含有极少量可溶性杂质（如挥发性物质），并非绝对纯净，故选 D。
活动三：了解其他海水淡化方法
【引入】蒸馏法需要消耗较多能源，适合实验室或小规模淡化。在工业生产中，还有哪些更高效的海水淡化方法呢？
【师生互动】
教师讲解：
① 膜法（反渗透法）：用压力将海水压过半透膜，水分子（直径小）可通过膜，而盐离子（直径大）无法通过，从而实现淡水与盐的分离，这种方法能耗低、效率高，是目前工业淡化的主流方法之一。
② 热法：包括多级闪急蒸馏法（海水在不同压力的闪蒸室中快速蒸发、冷凝，提升淡化效率）和低温多效蒸馏法（利用低温蒸汽加热海水，减少能源消耗），适合沿海能源丰富地区。
学生任务：“根据淡化原理，将下列方法分类：①多级闪急蒸馏法 ②反渗透法 ③低温多效蒸馏法（学生回答：热法①③，膜法②）。”
设计意图
拓展学生对海水淡化技术的认知，通过分类任务帮助学生区分不同方法的原理差异，理解技术选择与实际需求（如能耗、规模）的关系。
【对应训练 5】下列属于热法淡化海水的方法是（ ）
A. 反渗透法 B. 多级闪急蒸馏法 C. 离子交换法 D. 电渗析法
【答案】B
【解析】热法淡化海水利用 “加热使水蒸发” 的原理，多级闪急蒸馏法属于热法；反渗透法为膜法，离子交换法、电渗析法为其他淡化技术，故选 B。
教学环节三 认识海底矿物与海洋资源保护
活动一：探索海底的 “能源宝藏”—— 可燃冰
【引入】除了海水中的盐类，海底还埋藏着重要的能源矿物，其中最受关注的就是被称为 “未来能源” 的可燃冰。
【师生互动】
教师展示可燃冰实物图片（冰状固体，点燃后产生蓝色火焰），讲解：“可燃冰又称天然气水合物，是天然气（主要成分为甲烷 CH ）与水在低温（0-10℃）、高压（100 个大气压以上）条件下形成的冰状结晶物质，广泛分布在深海沉积物或永久冻土层中。”
数据呈现：“全球可燃冰储量约 1.87×1017立方米，是当前煤、石油、天然气总储量的 2倍；1 立方米可燃冰完全燃烧可释放 164 立方米甲烷，产生的热量是同质量煤的 10 倍，且燃烧后仅生成 CO2和 H2O，几乎无污染物排放。”
化学方程式书写：教师引导学生写出可燃冰中甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2点燃CO2+2H2O，强调反应条件与气体符号的正确使用。
设计意图
通过图片、数据与化学方程式结合，让学生全面了解可燃冰的组成、储量与环保优势，感受其作为 “未来能源” 的价值，同时巩固化学方程式书写技能。
【对应训练 6】可燃冰的主要成分是（ ）
A. 甲烷水合物 B. 一氧化碳 C. 氢气 D. 乙醇
【答案】A
【解析】可燃冰是天然气（主要成分为甲烷）与水在特定条件下形成的结晶物质，核心成分为甲烷水合物，故选 A。
活动二：认识海底的 “金属宝库”—— 锰结核
【引入】海底除了能源矿物，还有一种富含多种金属的矿物 —— 锰结核，它被誉为 “深海中的金属银行”。
【师生互动】
教师展示锰结核图片（褐色、土豆状，切片呈层状），讲解：“锰结核是由锰、铁、镍、铜、钴、钛等 20 多种金属元素组成的深海矿物，通常以贝壳、鱼骨等为核心，经过千万年逐渐聚集形成，生长速度极慢（约 1000 年生长 1 毫米）。”
资源分布：“太平洋是锰结核最富集的海域，分布面积约 1800 万平方千米，全球锰结核总储量达 30000 亿吨，若能合理开采，可满足人类未来数百年对多种金属的需求。”
设计意图
拓宽学生对海底矿产资源的认知，通过 “生长速度慢”“储量丰富” 的对比，让学生理解合理开发的重要性，为后续海洋保护环节铺垫。
活动三：梳理海洋资源的分类
【引入】海洋资源种类繁多，除了我们学习的化学资源（盐类）、矿产资源（可燃冰、锰结核），还有哪些类型呢？
【师生互动】
学生阅读教材，分组讨论：“根据资源的用途与特性，海洋资源可分为哪几类？请各举一个例子。”
小组汇报后，教师总结：
① 化学资源：海水中的 NaCl、MgCl 等盐类，可用于制盐、提取金属镁；
② 矿产资源：海底的可燃冰、锰结核、石油、天然气等；
③ 动力资源：海水运动产生的能量，如潮汐能（海水周期性涨落）、波浪能（海面波浪动能）、海洋热能（海水温差）；
④ 生物资源：海洋中的鱼类、藻类、贝类等，可提供食物与药物原料。
教师补充：“我国潮汐能储量约 1.1 亿千瓦，居世界首位，目前已在浙江、福建等地建成潮汐发电站。”
设计意图
通过自主阅读与讨论，培养学生归纳总结能力；结合我国动力资源成就，增强学生对海洋资源多样性的认知，感受我国海洋资源的优势。
【对应训练 7】下列不属于海洋动力资源的是（ ）
A. 潮汐能 B. 波浪能 C. 海洋热能 D. 可燃冰
【答案】D
【解析】海洋动力资源是海水运动产生的能量，包括潮汐能、波浪能、海洋热能等；可燃冰属于海底矿产资源，并非动力资源，故选 D。
【对应训练 8】海洋资源中，海水里的盐类属于（ ）
A. 化学资源 B. 矿产资源 C. 动力资源 D. 生物资源
【答案】A
【解析】海水中的盐类可通过化学方法提取利用（如制盐、化工生产），属于化学资源，故选 A。
活动四：探讨海洋资源的保护措施
【情境警示】随着海洋资源开发力度的加大，海洋环境面临严峻挑战：石油泄漏污染海洋生态、塑料垃圾威胁海洋生物、过度捕捞导致渔业资源枯竭…… 这些问题不仅破坏海洋环境，还会影响人类的生存与发展。
【师生互动】
分组讨论：“结合生活实际与教材内容，我们可以采取哪些措施保护海洋资源？”（学生讨论后提出：制定海洋环保法律、建立海洋自然保护区、减少塑料使用、推广清洁养殖技术、加强海洋污染监测等）
教师强调：“保护海洋不是某个人或某个国家的事，需要全球共同努力。作为中学生，我们可以从身边小事做起，如减少使用一次性塑料制品、不向海洋丢弃垃圾，用实际行动守护蓝色家园。”
设计意图
通过污染案例引发学生对海洋保护的重视，通过讨论提出具体措施，培养学生的环保意识与社会责任感，实现 “知识学习→价值内化” 的转化。
【对应训练 9】下列措施中，不利于保护海洋资源的是（ ）
A. 海洋环境立法 B. 过度捕捞海洋生物 C. 建立海洋自然保护区 D. 加强海洋环境监测
【答案】B
【解析】过度捕捞会导致海洋生物多样性减少、渔业资源枯竭，破坏海洋生态平衡，不利于海洋资源保护；A、C、D 选项均为保护海洋资源的有效措施，故选 B。
【对应训练 10】为了保护海洋环境，我们应该（ ）
A. 随意向海洋排放污水 B. 减少使用塑料制品，防止其进入海洋
C. 大量开采海底矿产资源 D. 不关心海洋环境问题
【答案】B
【解析】A 选项随意排放污水会污染海水，破坏海洋生态；B 选项减少塑料制品使用可避免塑料垃圾进入海洋，保护海洋生物；C 选项大量开采海底矿产可能引发海底地质灾害，破坏海洋环境；D 选项缺乏环保意识不利于海洋保护，故选 B。
六、课堂小结
七、教学反思
本次教学围绕 “海洋化学资源” 展开，通过视频导入、实验探究、数据分析等环节，大部分学生能够掌握海水中的盐类、海水淡化方法、海底矿物及海洋保护措施，达成教学目标，具体优点如下：
情境贴近实际：以我国可燃冰试采成就、海洋污染案例为切入点，既激发学习兴趣，又渗透家国情怀与环保意识，实现知识与价值观的同步传递。
实验注重体验：通过蒸馏法淡化海水实验，让学生亲自动手操作并观察现象，深化对淡化原理的理解，培养实验操作能力。
知识逻辑清晰：从 “海水中的资源→海底资源→资源分类→保护措施” 层层递进，符合学生认知规律，帮助学生构建完整知识体系。
但教学中仍存在不足：
难点突破不足：对 “多级闪急蒸馏法” 的原理讲解过于抽象，仅通过文字描述难以让学生理解 “不同压力下快速蒸发冷凝” 的过程，可增加动画演示辅助。
互动深度不够：海洋资源分类讨论环节，部分学生仅停留在 “列举例子” 层面，未能深入分析各类资源的开发前景与挑战，需设计更具探究性的问题引导。
时间分配不均：实验操作环节耗时较长，导致海洋保护措施的讨论时间紧张，部分学生未能充分表达观点。
后续改进方向：
强化可视化教学：利用动画演示多级闪急蒸馏、膜法反渗透的过程，将抽象原理具象化，帮助学生理解难点；
优化互动设计：设计 “海洋资源开发方案” 小组任务，让学生结合资源特点与环保要求制定方案，提升思维深度；
精准时间管控：提前规划各环节时长，简化实验操作步骤（如使用预制装置），确保每个教学环节都有充足时间展开，提升教学效果。

展开更多......

收起↑