课题2　海水的综合利用教学设计及课堂实录

选修二2.2《海水的综合利用》第一课时教学设计

辽宁省瓦房店市高级中学

姜丽杰

【教材分析】：

1.

地位和作用：

课题1是介绍如何去除水中的杂质以获取洁净的水，课题2与之相反，主要介绍如何从水中获取有用物质的方法。这两个课题既有区别又相互关联，重点在于了解作用于同一资源对象，化学与技术的应用可以实现不同的目的，满足人们不同的需求，也可以使学生更进一步认识化学上所指杂质的含义。

学习本节内容一方面从学科角度，有利于学生以了解认识海水资源开发利用为载体，将之前所学知识复习、梳理、归纳和拓展延伸；另一方面从科学、技术和社会相互作用的背景角度，有利于学生加深体会应用化学知识可开发海水资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础，同时学会辩证地看待人类和自然协调发展中可能会遇到的问题，走可持续发展道路，树立资源保护意识及合理开发意识。

2.

内容和特点：

本课题主要介绍了从海水中提取化合物、单质和同位素等物质的方法。因为海水中含有大量的氯化钠，生产和生活中大多数食盐也是从海水中获取的，故第一课时以氯化钠为例介绍从海水中提取化合物的内容，主要包括海水晒盐和食盐的进一步利用（氯碱工业），氯碱工业也是基本化学工业之一。第二课时从海水中获取单质，教科书中介绍了一种金属（镁），一种非金属（溴），其中的化学原理并不复杂，结合工业实际生产，以图示的方式，简单介绍了生产流程，帮助学生将化学原理的应用与实际生产过程结合起来，认识化学与技术的关系。关于同位素的获取，在这里只简单介绍了重水的提取，可不作为重点内容。

本节教学信息量需求很大，并且海水资源利用设计工业领域，学生对此内容很少有感性认识，因此信息呈现方式宜采用多样化，需要从网络获取信息及多媒体资源。

3、学情分析

知识方面：学生具备、必修模块所涉及的元素化合物知识、离子反应、氧化还原反应及元素周期律知识，知道物质分离的实验方法。

能力方面：学生有一定的网络搜索能力，获取信息的能力。

【教学目标】

1、

知识与技能：

（1）知道海水资源的特点，了解海水资源开发和利用的前景；

（2）了解海水资源开发中的化学反应原理及实验方法，掌握简单的海水资源开发利用的方法；

（3）初步培养解决问题的能力、自主查阅资料的能力和收集信息素能力。

2、过程与方法：

（1）通过数据列表、图片、视频等多种形式的内容展现过程，认识海水资源的特点以及水资源和化学资源的获取方法及化学原理，从感性认识上升到理性认识；

（2）通过课前搜索、筛选信息资源，课堂交流共享资源的过程，学会自主、合作学习。

3、情感态度与价值观：

（1）感受化学知识在海水资源开发利用中的重要性，激发学生学习化学的热情；

（2）提升爱护自然资源意识和合理开发自然资源意识。

【教学重点】了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。

【教学难点】离子交换膜法制烧碱

【教学过程】：

引入：1、播放有海鸥海浪声音的背景音乐，学生描绘感受到的画面

2、展示地球表面海水和陆地面积比例的饼形图。

3、列出表格和数据展示海水中的化学元素（常量、微量、痕量）及含量

4、漫画展示海水中丰富的资源

【思考】海水资源虽多且广，但富集程度低，无法直接使用，需要开发才能利用。哪些海水资源可开发？使用什么方法开发？ 海水成份及应用前景：

海水是一个大的混合物体系（广意）：

若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米

海水中平均含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。海洋中还有大量的生物，是人类食物的来源之一

海水资源包括：能量、生物、化学、矿物、及空间资源。利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用

，海洋生物为人类提供食物和保健用品；海水还是人类未来重要的淡水来源、新的能源和人类的空间资源。

我们以海水资源为例，一起来探究一下海水水资源的利用和海水化学资源的利用前景。

【阅读资料并思考】

1、海水中水资源的利用包括哪几部分？

a.海水直接利用

b.海水的淡化。

2、海水淡化有哪些方法？

海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

蒸馏法:历史最久，技术成熟但成本高

电渗析法：成本低但未能大量生产

离子交换法：目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂

展示蒸馏原理及利用太阳能蒸发海水示意图

图片展示海水中丰富的化学资源及海洋中的矿产资源，富集程度很低，从而说明海水资源的广阔性、海水资源的多样性、海水资源的分散性

一、海水中盐的开发和利用

1.海水制盐

图片展示海水晒盐过程及我国的几大盐场，视频播放盐场海水晒盐过程

【小组谈论并结合教材总结】

（1）海水制盐以蒸发法（盐田法）为主，主要原理是太阳照射后，水分蒸发，达到饱和浓度时，依次以固体形式析出。

（2）盐田必须符合的条件有三个

①有平坦空旷的海滩，潮汐落差大；②气候干燥、多风、少雨；③远离江河入海口。

（3）盐田一般分为贮水池、蒸发池、结晶池三部分。

（4）海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓缩，达到饱和后会析出

食盐晶体，分离后所得的母液叫苦卤，可综合利用制得副产品氯化钾、氯化镁等。

（卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾）

（5）海水制盐还可用电渗析法和冷冻法，这样不但可制得盐，还可得到淡水。

2、食盐资源的利用

（1）化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制取NaOH、Cl2、H2，再进一步生产其他化工产品。

【视频展示】电解饱和食盐水的实验，学生观察实验

（2）电解食盐水实验装置及反应原理

【复习巩固】：用惰性电极电解时，各阳离子的放电顺序：

Ag+﹥Cu2+﹥H+﹥Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+(和金属活动顺序刚好相反)；

阴离子的放电顺序：S2-﹥I-﹥Br-﹥Cl-﹥OH-﹥含氧酸根离子。

＋——＋——【讲述】原理：氯化钠溶液中存在着Na、Cl、OH

、H四种离子，通直流电后，Cl、OH向阳极移动且Cl——＋＋＋＋比OH优先失电子放电，Na、H向阴极移动且Na比H优先得电子放电。

——＋—阳极反应式：2 Cl—2e= Cl2

；阴极反应式：2 H

＋2e= H2

↑

电解饱和食盐水的反应式是2NaCl＋2H2O 电解2NaOH＋H2↑＋

Cl2↑（学生板书）

【讨论】：

1.上述电解食盐水的产物间能否发生化学反应？你能写出有关的化学方程式吗？

2.如果要利用电解食盐水的反应制取NaOH，你认为在装置上应该采取什么措施？如果不采取措施，可能会发生什么危险？

【总结】上述装置的缺点：

1.H2和Cl2

混合不安全

2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯

【Flash动画演示】立式隔膜电解槽电解饱和食盐水，总结优缺点

【Flash动画演示】阳离子交换膜法制烧碱，及图片展示生产车间

【讨论并总结】：

1．离子交换膜电解槽的简单构造如何? 2．离子交换膜的作用是什么? 3．工业制碱的简单生产流程怎样? ①生产设备名称：离子交换膜电解槽

阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)

阴极：碳钢网(有镍涂层)

阳离子交换膜：只允许

阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。

②添加原料

阳极室：精制的饱和食盐水

阴极室：添加纯水（加一定量的NaOH溶液）

③离子交换膜的作用：

a.防止Cl2和H2混合而引起爆炸

b.避免Cl2与NaOH反应生成NaClO，影响NaOH的产量

（3）生产流程

(4).电解产品及其他化工产品

电解食盐水后产物NaOH、Cl2、H2

可用来制其他化工产品。

2NaOH + CO2 ==Na2CO3 + H2O

H2

＋

Cl2点燃2HCl 2NaOH + Cl2=NaClO＋NaCl+ H2O 【课堂小结】

除上述海水中食盐的利用之外，海水资源还有更多的应用。 海水资源开发与可持续发展，以及海水提溴、提镁提钾、提铀及提取重水等。开发海洋药物，利用潮汐能，波浪能的等。

我国海水利用技术日臻成熟，海水晒盐是我国最早的从海水中提取化学资源的产业，海水提溴、提镁、提钾已经取得阶段性的进展，突破了关键技术，为我国开辟新的资源打下了坚实的基础。同时海洋资源的开发不能以牺牲环境为代价，应合理开发，坚持可持续发展原则。

【课堂练习】

【布置作业】课本P35-37 学与问

及实践活动

【板书设计】

2.2《海水的综合利用》第一课时

一、海水中盐的开发和利用

1.海水制盐:盐田法

2.食盐资源的利用

(1) 氯碱工业

(2)原理

(3)生产流程

2.2《海水的综合利用》同步练习

1.金属元素广泛存在于各种矿石和海水中，不同金属的冶炼方法各不相同。下列金属中能用直接加热分解的方法从其化合物中还原出来的是（

）

A．

钠

B、铜

C、铝

D、汞

2.下列方法中，不能实现海水淡化的是（

）

A、蒸馏法

B、电渗析法

C、过滤法

D、离子交换法

3.下列海洋资源中，属于可再生资源的是（

）

A.海洋潮汐能

B、海底多金属结核矿

C、海滨砂矿

D、海水化学资源

4.下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是（

）

A、氯、溴、碘

B、钠、镁、铝

C、烧碱、氢气

D、食盐、淡水

5.NaCL是从海水中提取出来的一种重要物质，除了作调味品以外，它还是一种重要的化工原料。下列产品或物质能以NaCL为主要原料制取的是（

）

①金属钠；

②氯气；

③烧碱；

④盐酸；

⑤纯碱

A、只有①②

B、只有①②③

C、只有①②③④

D、全部

6.生命起源于海洋。科学家认为，由于海洋中Al3+的浓度极低，所以Al元素未成为人体内的必需元素，相反它对人体有害。下列有关铝的说法中不正确的是（

）

A.家庭吵宜用铝锅长期盛放菜、汤等食品

B.明矾[KAl（SO4）2·12H2O]含结晶水，是混合物

C.Al既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应

D.铝热反应是放热反应

7.下列冶炼金属的对应关系中错误的是（

）

金属冶炼

冶炼方法

A B C D 火烧孔雀石

湿法炼铜

铝热法炼铬

光卤石炼镁

焦炭法

水煤气法

活泼金属置换法

电解法

8.从海水中提取的溴占世界产溴量的1/3。已知溴水量橙色，将SO2气体通入溴水时，可以观察到溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是（

）

A、SO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性

B、SO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性

C、从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取

D、SO2是形成酸雨的唯一原因

9.赤铜矿的主要成分是Cu2O，辉铜矿的主要成分是Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿按一定比例混合加热可制得铜：

2CU2O+CU2S====6Cu+SO2↑。对于该反应，下列说法中正确的是（

）

A、该反应中的氧化剂只有Cu2O

B、氧化产物和还原产物的物质的量之比为6：1 C、Cu既是氧化产物又是还原产物

D、Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂

10.从海水中可提取多种化工原料，下面是某化工厂对海水的几项综合利用流程图：

试回答下列问题：

（1）粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，精制时常用的试剂有：①稀盐酸；②氯化钡；③氢氧化钠溶液；④碳酸钠溶液。下列加入试剂的顺序中正确的是

（填字母）。

A、①②③④

B、②③④①

C、②④③①

D、③④②①

（2）为了降低生产成本，可用海滩上含CaCO3的贝壳制备Ca（OH）2，有关反应的化学方程式为

。

（3）写出电解饱和NaCL溶液的化学方程式：

。

（4）以上海水综合利用的流程中，没有涉及的化学反应类型有

（填字母）。

11.（1）我国晋代炼丹家葛洪所著《抱朴子》中记载有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”[即：曾青（CuSO4）与铁反应生成铜]。试写出该反应的离子方程式：

。

（2）铜器表面有时会生成铜绿[CU2（OH）2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：

。

（3）工业上常用铝热反应产生的“铁水”来焊接铁轨，请写出铝热反应的化学方程式：

。

12.为了对某工厂排出的废水水质进行监测，某化学实验室取500 mL水样进行检测。当向其中加入KSCN溶液时，水样变红，再向水样中加入铁粉1.12g时，红色恰好褪去。则：

（1）水样中一定存在的金属离子是

。

（2）加入铁粉后发生反应的离子方程式为

。

（3）加入铁粉前水样中该金属离子的物质的量浓度为

。

13.海带中含有丰富的碘元素，某化学研究性学习小组用如下流程从海水中提取碘：

若操作①为通入适量的Cl2，则发生反应的离子方程式为

。

操作②的名称是

，所用的玻璃仪器有

，

可以选用的有机溶剂是

（填一种）。

【教学反思】

本节课容量大，教学设计为课前学生自主学习，课堂合作学习的模式。

海水中各种资源的开发利用涉及的化学工业生产问题学生都不熟悉，教学中可用实验室模拟工业生产原理，理解工业生产原理，再通过观看图片或视频来增加感性认识从掌握知识。

学生讲本组负责的小课题汇报后，我始终围绕“化学方法在海水资源开发利用中的重要作用”这一教学重点来

展开。通过设置各种问题来梳理、归纳各个海水资源开发过程中涉及的化学反应和实验方法，既让学生感受到了海水资源的丰富巨大,有充分开发利用的必要性和重要价值,又将知识的落脚点回到学生非常熟悉的化学基础知识，突出化学和资源开发两条主线。

本节课师生互动、生生互动做的比较好。每个学习课前就一个题目学习，积极准备，分工合作。汇报课成了学

生们的交流平台，学生的积极性很高，因为学生会将自己的汇报与其他小组的对比学习。

需要改进的问题：新课引入的时间有些长，需要再精炼，可以让学生自学归纳然后进入正题。其次，由于要结

合资源开发的方法梳理其中的化学知识，以致教学时间有些紧张，而学生意犹未尽想了解更多海水资源开发利用的

情况，因此考虑可以提供更多学习资源让学生课后自学。