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《4.3 海洋的探索（2）——海盐的提取和海洋的开发》教学设计
课程名称 4.3 海洋的探索（2）——海盐的提取和海洋的开发 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：理解结晶的概念——固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程，知道晶体与母液；掌握结晶的两种方法——蒸发溶剂法（用于溶解度受温度变化影响不大的固体物质，如氯化钠中混有少量硝酸钾的分离）和冷却热饱和溶液法/降温结晶法（用于溶解度受温度变化影响较大的固体物质，如硝酸钾中混有少量氯化钠的分离）；掌握粗盐提纯的基本方法（溶解、过滤、蒸发结晶、转移）和过滤操作要点（一贴、二低、三靠）。 2.科学思维：根据物质溶解度受温度影响的不同选择结晶方法（“夏天晒盐，冬天捞碱”分别利用蒸发结晶和降温结晶的原理），培养依据性质选择分离方法的推理能力；通过分析玻璃棒在溶解、过滤、蒸发中的不同作用，培养归纳比较能力。 3.探究实践：能完成粗盐提纯实验：称取 10g 粗盐加 30mL 水搅拌溶解→过滤（滤纸折叠、润湿、紧贴漏斗，液面不超滤纸边缘，玻璃棒引流，漏斗下端紧贴烧杯壁）→蒸发结晶（滤液倒入蒸发皿加热并用玻璃棒搅拌，出现大量晶体后熄灭酒精灯用余热蒸干）→转移；能完成观察结晶和制备硫酸铜小晶体、大晶体的探索活动；能说出玻璃棒在实验各步骤中的作用。 4.态度责任：了解我国是世界上最早提取海盐的国家之一（《管子》“北海之民即煮海为盐”、宋应星《天工开物》记载晒盐法），增强文化自信；了解我国海洋探索成就（2002 年海洋一号 A 卫星、2012 年蛟龙号下潜 7062m、2021 年海斗一号深海全覆盖声学巡航探测、截至 2023 年“奋斗者”号 25 次万米深潜跃居世界首位）和可燃冰资源，激发建设海洋强国的志向；知道硫酸铜有毒要防止误食，树立实验安全意识。
教学重难点 （一）教学重点： 1.结晶的两种方法及其适用对象；粗盐提纯的步骤与过滤操作要点。 2.根据溶解度受温度影响的情况选择结晶方法。 （二）教学难点： 理解“蒸发溶剂法”与“冷却热饱和溶液法”各自适用的溶解度特征，并能用于混合物分离方案的选择；过滤“一贴、二低、三靠”的规范落实。
教学过程 【环节一】情景导入 展示情境：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·作咸第五》记载了引海水入池晒盐的方法。提出问题：海水中的食盐是如何提取出来的？由此导入新课。 【环节二】新知探究 一、日晒法生成海盐与结晶 （1）核心知识点： 日晒法：我国的海盐生产一般采用日晒法。利用滨海滩涂，筑坝开辟盐田，通过纳潮扬水，日照蒸发而浓缩。当氯化钠溶液达到饱和时，析出氯化钠晶体，即为原盐。 结晶：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。析出的固体称为晶体，剩下的溶液称为母液。注意：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，必须经过进一步的提纯才能成为可食用的精盐。 （2）学生活动：结合海水晒盐示意图，用溶解度知识解释“日晒浓缩→饱和→析出晶体”的过程。 （3）教师指导：指出日晒法实质是蒸发结晶，为下面学习结晶方法做铺垫。 二、粗盐的提纯 （1）核心知识点： 实验目标：掌握粗盐提纯的基本方法。实验器材：烧杯，天平，玻璃棒，漏斗，滤纸，滴管，蒸发皿，铁架台，酒精灯，粗盐。 过程：1. 溶解——称取 10g 粗盐放入烧杯，加入 30mL 水，用玻璃棒搅拌至充分溶解，形成粗盐悬浊液。2. 过滤——(1) 把滤纸折成圆锥形放入漏斗中，如果滤纸边缘高出漏斗口，要用剪刀剪去部分滤纸，确保滤纸上边比漏斗口稍低；(2) 用滴管滴水润湿滤纸，用玻璃棒把滤纸紧贴在漏斗壁上；(3) 把备好的悬浊液倒入漏斗，倾倒时用玻璃棒引流，注意液面不能超过滤纸边缘，漏斗下端要紧贴烧杯壁。3. 蒸发结晶——把滤液倒入蒸发皿，点燃酒精灯加热，并用玻璃棒搅拌，当出现大量食盐晶体后熄灭酒精灯，利用余热蒸发剩余水分。4. 转移——冷却后用玻璃棒把蒸发皿中的食盐晶体转移到烧杯中。 过滤要点“一贴、二低、三靠”：一贴——滤纸紧贴漏斗内壁（防止产生气泡，防止减慢液体流速）；二低——滤纸低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘（防止液体不经滤纸过滤流出）；三靠——烧杯尖嘴紧靠玻璃棒（防止液体洒出）、玻璃棒紧靠三层滤纸处（防止戳破滤纸）、漏斗下端紧靠烧杯内壁（加速滤液流下，防止滤液溅出）。 问题讨论：①玻璃棒的作用——溶解时搅拌、加速溶解；过滤时引流；蒸发时搅拌、使受热均匀、防止飞溅。②本实验最后得到的食盐不是纯净物，因为粗盐成分中不仅有氯化钠，还有氯化镁、氯化钙、泥沙等杂质。③要得到更纯净的精盐还需进一步化学方法提纯（拓展）。 （2）学生活动：分组完成粗盐提纯实验，对照“一贴、二低、三靠”自查互评操作；打开滤纸观察难溶性杂质的分布位置。 （3）教师指导：示范滤纸折叠与引流手法；针对学生“滤液仍浑浊”的情况分析原因（滤纸破损、液面过高、仪器不干净）。 三、结晶的方法 （1）核心知识点： 蒸发溶剂法：当饱和溶液蒸发溶剂后（设温度保持不变），溶剂的量减少，溶剂中所能溶解的溶质的量也相应减少，便会析出晶体。应用：①用于将溶解度受温度变化影响不大的固体物质从其水溶液中析出；②用于溶解度受温度变化影响较小的固体中混有少量溶解度受温度变化影响很大的固体的混合物的分离（如氯化钠中混有少量硝酸钾的分离）。 冷却热饱和溶液法（降温结晶法）：一般物质随着温度的升高，溶解度增大，所以当把热的饱和溶液降温时，由于溶解度减小，一部分溶质便会结晶析出。应用：①用来得到溶解度受温度变化影响较大的固体物质，如硫酸铜、硝酸钾等；②用于溶解度受温度变化影响很大的固体物质中混有少量溶解度受温度变化影响较小的固体物质的分离（如硝酸钾中混有少量氯化钠的分离）。 探索活动（观察结晶）：①配制一杯 70℃ 左右的硫酸铜饱和溶液，用滴管吸取后滴在有凹穴的玻璃片上；②用放大镜或显微镜观察，玻璃片上的溶液中出现蓝色晶体。原因：硫酸铜的溶解度随温度的降低而减小，温度降低，晶体析出。 探索活动（制备硫酸铜小晶体和大晶体）：①制备小晶体——准备一杯 200mL、温度为 70℃ 左右的硫酸铜饱和溶液，用脱脂棉代替滤纸趁热过滤得到澄清的饱和溶液；在烧杯上盖上一张白纸，用棉花把烧杯围起来（防止饱和溶液冷却析出晶体），静置在安静无风的室内，第二天可观察到烧杯中析出一些硫酸铜小晶体。②制备大晶体——选择几颗几何形状完整的硫酸铜小晶体，用线串起来悬挂在玻璃棒上，玻璃棒搁置在另一杯新制的 200mL、70℃ 左右的澄清硫酸铜饱和溶液上，确保小晶体悬空且浸没在溶液中，重复静置结晶，最后长成硫酸铜大晶体。③修饰大晶体——晾干晶体后去除多余的附着物，用砂纸、刀片对表面不规则部分做适当清理。注意：人体吸收硫酸铜后易造成重金属中毒，要防止误食！ （2）学生活动： 完成两个探索活动，观察记录晶体形成和生长的过程。 讨论选择结晶方法：“夏天晒盐（氯化钠，溶解度受温度影响小，用蒸发结晶），冬天捞碱（碳酸钠，溶解度随温度变化大，用降温结晶）”；60℃ 的氯化钠、碳酸钠饱和溶液降温到 10℃，析出晶体较多的是碳酸钠。 （3）教师指导：用溶解度曲线帮助学生直观选择结晶方法；强调硫酸铜有毒的安全提示。 四、海洋的探索和开发 （1）核心知识点： 海洋是世界上食品、石油、天然气以及矿产资源的重要来源地。我国海洋探索成就：2002 年中国成功发射第一颗海洋一号 A 卫星；2012 年蛟龙号深海载人潜水器下潜达到 7062m 的载人下潜纪录；2021 年海斗一号在国际上首次实现深海全覆盖声学巡航探测；截至 2023 年 1 月，“奋斗者”号深海载人潜水器成功完成 25 次万米深潜，万米作业次数跃居世界首位。 科学阅读（可燃冰）：可燃冰又称为“天然气水合物”或“甲烷水合物”，是水和天然气在高压和低温条件下产生的一种固态物质，外形类似冰或固体酒精，点火即可燃烧，微观上为笼型结构。可燃冰储量丰富、分布广阔，燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染极小，被国际公认为石油和天然气的最佳替代能源，主要分布于深海或陆域冻土中。据探测，海底可燃冰的储量至少够人类使用 1000 年。中国的可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。2020 年，蓝鲸二号海上钻井平台在南海水深 1225 米的神狐海域试采点火成功，攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术，创造了产气总量和日均产气量两项新的可燃冰开采世界纪录。 （2）学生活动：梳理我国海洋探索成就时间线；阅读可燃冰资料，说明为什么可燃冰被称为清洁的替代能源。 （3）教师指导：结合“海洋强国”战略，引导学生认识海洋资源开发的广阔前景与科技支撑。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容： 什么是结晶？结晶有哪两种方法？各适用于什么情况？ 粗盐提原有哪几个步骤？过滤的“一贴、二低、三靠”指什么？玻璃棒有哪些作用？ 我国海洋探索和开发有哪些成就？ 学生梳理知识框架，教师总结强调依据溶解度特征选择结晶方法。 【环节四】作业设计 1.完成课件“小试牛刀”中的习题（“夏天晒盐，冬天捞碱”的原理判断；粗盐提纯操作规范的判断；过滤后滤纸上杂质分布；过滤法净化水的说法正误；硫酸铜晶体生长实验的饱和判断、溶解度变化推断与后续操作）。 2.完成一份粗盐提纯实验报告，画出过滤装置图并标注“一贴、二低、三靠”。
板书设计 4.3 海洋的探索（2）——海盐的提取和海洋的开发 一、日晒法晒盐：纳潮→蒸发浓缩→饱和→析出晶体（原盐=粗盐） 二、结晶：溶质从饱和溶液中以晶体析出 1. 蒸发溶剂法：溶解度受温度影响小的物质（NaCl）；NaCl 中混少量 KNO 2. 降温结晶法：溶解度受温度影响大的物质（KNO 、硫酸铜）；KNO 中混少量 NaCl 三、粗盐提纯：溶解→过滤→蒸发结晶→转移 过滤：一贴（滤纸贴壁）二低（纸低、液低）三靠（杯靠棒、棒靠三层纸、漏斗下端靠杯壁） 玻璃棒：溶解搅拌、过滤引流、蒸发搅拌防飞溅 四、海洋开发：海洋卫星、蛟龙号 7062m、奋斗者号万米深潜、可燃冰试采
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：大部分学生掌握了粗盐提纯的步骤和两种结晶方法的适用对象，能根据溶解度特征选择分离方法；但“氯化钠中混有硝酸钾用蒸发结晶、硝酸钾中混有氯化钠用降温结晶”的区分仍有部分学生出错。 （2）实验操作：过滤操作中多数小组能落实“一贴、二低、三靠”，少数小组出现液面超过滤纸边缘的情况，经观察滤纸上杂质分布（黑色区域位置）后能自我诊断；蒸发结晶时玻璃棒搅拌规范，余热蒸干的做法执行较好。 （3）思维培养：通过“夏天晒盐、冬天捞碱”的情境分析，学生学会了用溶解度知识解释生产方法，体现了学以致用；玻璃棒三种作用的归纳训练了比较思维。 （4）态度责任：我国古代晒盐文献和现代深海探索成就（蛟龙号、奋斗者号、可燃冰试采）使学生的文化自信与科技自豪感显著增强；硫酸铜防误食的安全教育落实到位。 2. 改进方向： （1）过滤操作可增加“错误操作找茬”环节，用实物或图片强化规范。 （2）硫酸铜大晶体的培养周期长，可提前一周启动，课上展示成品。 （3）可补充“粗盐中可溶性杂质的化学去除”作为拓展，回应“如何得到精盐”的问题。 （4）可燃冰内容可结合能源结构转型讨论，渗透可持续发展观。
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