资源简介

专题3从海水中获得的化学物质
第三单元　海洋化学资源的综合利用
第2节　从海水中提取镁
从海带中提取碘
本节课学习内容是苏教版高中化学必修1专题3第三单元海洋化学资源的综合利用。镁都是典型的金属元素，而且它们的单质和化合物在生产生活中都具有重要作用，通过对其性质的学习，可以为将来有关其他金属的学习起到很好的铺垫作用。探究碘的性质及从海水中提取碘的原理和方法，从而得到卤素性质相似性及其变化规律的感性认知。?引导学生形成物质的结构决定物质的性质的认识，?为以后学习和研究其它同族元素性质变化规律以及物质结构和元素周期律的理论知识打下坚实的基础。?
?
1．通过实验探究镁的化学性质，初步形成基于物质类别、元素价态和原子结构对物质性质进行预测和检验的认识模型。
2．通过制取镁的生产流程，进一步学习从经济角度、绿色化学角度考虑问题的方法；
3．通过海水中化学资源的进一步开发和镁的用途介绍，将化学理论学习和工业生产、生活相结合，提高开发海洋资源的兴趣和探索精神，在进一步感悟到人类在享受大自然赋予的财富的同时，应该树立环保责任意识，感悟人与自然和谐相处的重要性。
4．进一步认识氧化还原反应的重要意义。
5．学会从海水中提取碘的反应原理。结合反应原理分析提取碘的过程，体会实验设计的方法，提高思维的发散性。
镁的化学性质；从海水中提取镁的步骤和原理
提取碘的反应原理及工业生产流程
1．教学幻灯片
2．镁的化学性质实验、碘的提取反应原理实验
教师活动
学生活动
【引入】日常生活中加碘盐的使用，为什么要加碘，其有什么作用？
【引入】碘还有哪些用途呢？
【投影】碘的用途
【过渡】以上生产和生活中用到的碘的化合物主要是由碘的单质制备而来的。下面先学习碘单质的性质。
【展示】碘单质
【讲述】大家在日常生活中肯定见过碘酒，碘酒用于消毒。
【讲述】下面我们就通过一组实验来验证。
注意观察实验产生的现象，并且记录实验现象；注意观察溴单质的颜色、状态，并且自己归纳总结
【讲述】在上一节，我们学习了溴的性质，其氧化性比氯气要弱，但溴的氧化性强于碘，请同学写出KI与Br2反应的化学方程式。
【讲述】在上一节课，我们学习了溴的提取，总结一下，海水中物质提取的思路。
【讲述】大家总结的很好，碘在海洋中的含量也是非常的丰富，是碘元素在海水中都是以－1价离子的形式存在，将碘离子转变为碘单质需加氧化剂。
结合演示实验，通过阅读教材中有关从海带中提取碘单质的文字，运用反应原理解释生产流程图中提供的各种信息，并能分析每一步操作的方法、解释其中的原因。
【讲述】加碘盐中的碘如何检验的呢？
实验探究：碘在加碘盐中碘元素的检验
碘在加碘盐中以IO3-的形式存在。已知在酸性条件下，IO3-会和I-发生如下反应
:IO3-+5I-+6H+＝3I2+3H2O，根据该反应，我们可以用试纸和生活中常见的物质检验加碘盐中碘的存在。
实验可选物质有：自来水，碘化钾淀粉试纸，白糖，白醋，白酒
请设计实验方案，检验加碘盐中碘的存在
【过渡】镁在我们生活中应用非常广泛，大家可以看看这些图片。同学们知道生活中的哪些接触到镁的例子？
【提问】那我们前面学习过哪些金属的提取？其在自然界以什么形式存在？是如何提取的？
【讲述】镁就采用电解熔融的氯化镁制取。
我们已经知道如何从海水中提取氯、溴、碘的单质，这些物质的制备都依赖于从海水中提取的氯化钠，我们来回顾一下海水中含有的主要四种盐类，浓度仅次于氯化钠的是氯化镁，从海水中提取氯化钠后所得的母液中，海水在镁离子的浓度约为1.28
g/L，而母液中镁离子的浓度高达80g/L。
【设问】得到母液后，我们如何把Mg2+从母液中分离出来？
【讲述】不错，使氯化镁转化为氢氧化镁沉淀，这样，就将Mg2+从母液中分离出来
【提问】我们该加入哪一种碱呢？可否用氢氧化钠？
【讲述】已知海边有大量贝壳，而贝壳的主要成分就是碳酸钙。
【设问】如何由贝壳制得氢氧化钙？
【讲述】我们将氢氧化镁沉淀过滤，洗涤后加盐酸反应，再浓缩得MgCl2?6H2O晶体，然后再将MgCl2?6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2
。这一过程可以表现为：
【多媒体展示】海水提取镁的工艺流程图
【师】由此，我们得到了工业上从海水中提取镁的整个流程。
【总结】该流程可以简单概括为：贝壳（CaCO3)，经煅烧生成CaO，再制得石灰乳，然后与海水混合，生成的沉淀Mg(OH)2
，加盐酸反应，再蒸发结晶得MgCl2?6H2O晶体，然后再将MgCl2?6H2O晶体在HCl气体氛围下加热脱水得无水MgCl2，电解熔融的氯化镁即可得到镁，请大家总结上述的方程式。
【讲述】Cl2是一种有毒气体，那么电解产生的Cl2工业上将其制成HCl，再投入生产过程中。这样循环利用既可以节约资源又可以减轻Cl2任意排放对环境造成的污染。
【过渡】镁是我们熟悉的金属，在高科技领域以及工业生产中有重要的作用，那
么镁具有哪些性质呢？
【展示】观察触摸一根擦亮的镁条并结合生活实际，总结镁的物理性质。
请同学们书写Mg的原子结构，并和钠比较，预测Mg的化学性质。
【过渡】下面我们通过几个实验来探究一下镁的化学性质。
【实验1】用坩埚钳夹持镁带（已打磨），在酒精灯上点燃，桌面上垫上石棉网，防止燃烧后生成物溅落下来烫坏桌面。
【实验2】取一小片镁条，将其放在试管中，向试管中加入适量的稀硫酸，观察现象。
【过渡】初中的时候大家学过二氧化碳不支持燃烧，可以用来灭火，这是绝对的吗？如果把点燃的镁条伸入二氧化碳气体中，火会熄灭吗？
【实验3】用坩埚钳夹持镁带（已打磨），在酒精灯上点燃，立刻伸入二氧化碳集气瓶中，观察实验现象。
【提问】产物是什么呢？
【分析】镁由0价变为+2价，化合价升高，有元素化合价升高，必然有元素化合价降低，我们来看看哪些元素化合价可能降低，氧为-2价，是氧元素的最低价态，不可能再降低了，碳为+4价，所以只能是它的化合价降低，再结合刚才反应产物是黑色的固体，我们能推测这种产物应该是什么？
【讲述】镁不仅可与氧气反应，也可以与氯气、氮气反应。
【过渡】镁作为一种金属，在生产生活和科研中有哪些用处呢？
【多媒体展示】
①镁合金（约含镁80%）被大量用于火箭、导弹和飞机等制造业，美名为“国防金属”。
②镁元素能维护心肌纤维正常舒缩功能和冠状动脉弹性，有“心脏保护神”的美称,镁还可以用来制药。
③镁可以用来制造导弹和焰火。
④制耐高温材料（MgO）熔点高。
防止甲状腺肿大，
总结物理性质
碘单质是紫黑色固体，易升华，在水中溶解度较小，但易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂。
实验探究1：在一支试管中加入2～3mLKI溶液，滴加少量新制氯水，再滴加少量CCl4，振荡，静置。
现象：溶液有无色变为紫红色?
Cl2+2KI=2KCl+I2
从实验现象知道得到了碘单质。
Cl2、I2的氧化性顺序：?
Cl2>I2
Br2+2KI=2KBr+I2
氯气
设计实验方案
镁合金、镁门
钠、化合物，
电解熔融氯化钠。
加碱，镁离子转化为氢氧化镁
不行，从经济效应看氢氧化钠比较贵
氢氧化钙便宜，易得
贝壳(CaCO3)→CaO→Ca(OH)2
(1)MgCl2
+
Ca(OH)2
==
Mg(OH)2
↓+
CaCl2
(2)Mg(OH)2
+
2HCl
==
MgCl2
+
2H20
Δ
(3)MgCl2
·
6H2O
==
MgCl2
+
6H2O
电解
(4)MgCl2
===
Mg
+
Cl2↑
镁是银白色固体、密度较小
、质地柔软
，是电和热的良导体
，镁合金的硬度和强度较大
。
Mg原子的最外层只有两个电子，很容易失去，表现还原性，是一种活泼的金属。
镁与氧气反应
镁可以与酸反应
镁在二氧化碳中燃烧，发出耀眼的白光，瓶底有白色物质，瓶壁有黑色固体
碳
与N2反应：3Mg
+
N2Mg3N2
板书设计
从海水中提取镁
从海带中提取碘
一、从海带中提取碘
1．碘的性质
（1）碘的物理性质
碘单质是紫黑色固体，易升华，在水中溶解度较小，但易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂。
（2）碘的化学性质
Cl2+2KI=2KCl+I2
Br2+2KI=2KBr+I2
Cl2、Br2、I2的氧化性顺序：Cl2>Br2>I2
2．从海带中提取碘流程
二、从海水中提取镁
1．从海水中提取镁流程图
(1)MgCl2
+
Ca(OH)2
==
Mg(OH)2
↓+
CaCl2
(2)Mg(OH)2
+
2HCl
==
MgCl2
+
2H20
Δ
(3)MgCl2
·
6H2O
==
MgCl2
+
6H2O
电解
(4)MgCl2
===
Mg
+
Cl2↑
2．镁的性质
（1）镁的物理性质
镁是银白色固体、密度较小
、质地柔软
，是电和热的良导体
（2）化学性质
①与非金属单质反应
2Mg+O22MgO
3Mg+2N2Mg3N4
②与酸反应
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
③与二氧化碳反应
2Mg+CO22MgO+C
3．镁的用途
本节课从加碘盐、碘及其化合物的用途入手。通过图片展示增强学生的感性认识，让学生从价值上认识其镁学习的重要性。再通过氧化还原反应知识的分析及验证性实验来强化学生对原理的分析。提高学生们对已学知识的灵活运用能力。引导学生运用已学知识对本课的主要内容进行突破。培养了学生的思维能力和问题的分析能力。从海水中提取镁，从钠的制取入手，分析镁的制取原理是电解熔融的氯化镁，再通过实验探究镁的化学性质，通过实验，既能训练学生动手操作的基本能力，还能进一步激发学生对化学这门学科的兴趣。从海水中提取镁
从海带中提取碘
本节教材分两部分，一部分是以海水中镁的提取为线索，让学生了解氢氧化镁是难溶于水的氢氧化物，电解熔融的氯化镁可得到镁和氯气，并简单介绍了镁的化学性质和应用。另一部分介绍了从海带中提取碘的流程，碘的实际应用和重要性。本节教材引导学生运用学过的知识进行具体的实验提取流程设计，培养知识的综合运用能力。
1、宏观辨识与微观探析：初步了解海洋化学资源的分布；
2、变化观念与平衡思想：具有绿色化学的意识；
3、证据推理与模型认知：了解实验探究的过程的一般方法，形成化学实验操作的基本技能
4、科学探究与创新意识：能依据物质性质和实验方法设计资源综合用的方案；
5、科学精神与社会责任:认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、保护环境和促进科技发展等方面发挥和作用。
1、工业提取镁的流程和原理、镁的化学性质
2、海带中提取碘的流程，碘的性质和应用。
课件、相关图片和视频
复习引入：
1、工业冶炼金属钠的原理（用化学方程式表示）
2、侯氏制碱法的原理（用化学方程式表示）
3、金属钠的化学性质有哪些？
过渡：前面我们学习了金属钠的性质与提取，下面我们来学习另一种金属——镁的提取及其应用。
板书：一、从海水中提取镁
1.
镁的存在
自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。海水中镁的总储量约为
1.8×1015
t。
PPT展示：镁的图片-----学生观察
物理性质：银白色金属光泽，密度较小，有良好的延展性，导电性。
镁的提取：
学生阅读教材第80-81页内容。
提问：简述海水中提取镁的过程。
板书：
利用贝壳制备石灰乳：CaCO3
CaO
+
CO2↑
CaO
+
H2O
==
Ca(OH)2
沉淀Mg2＋得到Mg(OH)2：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
提取无水氯化镁：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
MgCl2·6H2O===MgCl2＋6H2O
电解无水氯化镁制取镁：MgCl2
Mg
+
Cl2↑
PPT展示：流程图
问题思考：
怎样从氯化镁溶液部制取六水合氯化镁晶体？
怎样用六水合氯化镁晶体制取无水氯化镁？
金属镁有哪些化学性质？
板书：4、镁的化学性质
讲解：镁原子最外层有2个电子，在化学反应中容易失去，形成镁离子。因此，镁是活波金属，可以与某些非金属单质、酸等物质发生反应。
板书：
（1）与氮气反应：
3Mg
+
N2
Mg3N2
（2）与氧气反应：2Mg
+
O2
2MgO
（3）与盐酸反应：Mg
+
2HCl
==
MgCl2
+
H2↑
学生练习：写出镁与盐酸反应的离子方程式。
（4）镁在二氧化碳中燃烧：2Mg
+
CO2
2MgO
+
C
思考：如果金属镁着火，能用泡沫灭火器来灭火吗？为什么？
过度：碘是一种重要的工业原料，也是人体的必需的微量元素，主要存在于海水和海洋植物中，由于碘在海水中含量太低，目前还不能直接从海水中提取碘。海洋植物，如海带、马尾藻等能把海水中的碘富集到是海水中的10万倍以上。所以我们所应用的碘通常来自于海带等海洋植物，那么如何从海带中提碘呢？
板书：二、从海带中提取碘
学生活动：阅读教材第81-83内容
PPT展示图片：海带、碘伏、碘单质、碘水、碘蒸气等
思考：
1、海带中的碘元素浸泡时以什么形式存在？
2、怎样提高碘的含量？
3、碘是人体必需的微量元素，我们国家采取加碘盐的形式补充碘元素，添加了什么物质，怎样检验加碘盐中的碘元素？
PPT展示：《海水提碘》视频
板书：1、提取过程
PPT展示：
板书：2、原理：Cl2
+
2I-
==
I2
+
2Cl-
问题1：步骤③中进行了什么操作？用到什么仪器？
问题2：如何从含碘的有机溶液中得到晶体碘？
学生活动：设计实验，检验加碘盐的碘元素。
课堂小结：
本节课重点学习了从海水提取镁和从海带中提取碘的过程与方法，培养了学生运用所学知识设计实验的能力。同时，教材给出了我国丰富资源的介绍，既提高了学生的学习兴趣，又增强了学生爱国主义情怀。

展开更多......

收起↑