课题2　海水的综合利用第二课时教案

海水资源的开发利用 一、教材分析：

本节内容从海水资源的开发和利用，让学生认识和体会化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，让学生树立资源保护意识及合理开发意识。

二、教学目标

（一）知识与能力

1．了解海水水资源的利用以及海水淡化的方法

2．学会从海带中提取碘元素的基本方法和技能；理解从海带中提取碘元素的基本原理源学科网Z|X|X|K][来 3．掌握从海水中提取溴的基本原理（会写相关化学方程式）

4.掌握从海水中提取Mg的基本原理

（二）过程与方法

1．学生通过学习海水资源开发和利用，加深对理论联系实际的基本学习方法的理解。

2．学生通过学习从海带中提取碘元素的实验探究，学会通过实验获得知识的方法。

3．

学生通过学习从海水中提取溴和镁的基本流程和方法，学会通过合作讨论获得知识的基本方法。

（三）情感态度与价值观

1．学生通过观看我国也是海洋大国视频，激发民族危机感，从而萌发爱国主义热情。

2．学生通过认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用，激发学生探索海洋科学精神。

三、教学重难点

教学重点：海带中提取碘、海水中提取溴。

教学难点：海带中提取碘、海水中提取溴。

四、教学过程

【引课】海洋是生命的摇篮，海水不仅是宝贵的水资源，而且蕴藏着丰富的化学资源。加强对海水（包括苦咸水）资源的开发利用，是解决沿海和西部苦咸水地区淡水危机和资源短缺问题的重要措施，是实现国民经济可持续发展战略的重要保证。

【板书】第二课时

海水资源的开发和利用

一、海水中蕴藏的资源及其开发意义

【讲解】海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。

化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的100多种化学元素，在海水中已找到80多种，其中70多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有1800万亿吨，钾有500万亿吨，溴约有90万亿吨，核燃料约40亿吨－50亿吨。海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被

称为“元素的故乡”。

矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。

生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，我国就有20278种，其中入药的有700种。

能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。

空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300万平方公里。

【板书】

1、海水资源的广泛性：

【讲解】海洋约占地球表面积71%，海洋中的资源

：动物:鱼类、海狮、海马、贝类…植物:海草、海带…矿物:各种盐、NaCl、MgCl2

…. 海底金属结核矿、石油

、水：水资源及各种溶解的盐类

海水中的水1.3X109

亿吨，占地球总水量97%（3%在陆地、淡水），海水中除了水以外，还含有80多种元素，有的含量很大（如NaCl ）有的含量很少（如Au）

【板书】2、海水资源的多样性

【讲解】海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物按含量计：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13种元素的质量占总水量的99%，其余1%为70多种含量微少的元素

【板书】4、海水资源的利用：

【讲解】海水的综合利用，主要有：1.海水中水资源的利用海水的淡化（咸水淡水）

2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）

【讲解】海洋占地球表面的71%，总面积约3.6亿平方千米。海水资源的利用。主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。

【板书】

5、海水的淡化

【板书】（1）海水淡化的途径: 从海水中提取淡水；从海水中分离出盐

（2）海水淡化的方法: 蒸

馏

法（最先使用，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）

【投影】海水蒸馏原理示意图：

【讲解】蒸馏法海水淡化技术研究已有几十年的历史。天津大港电厂引进两台3000立方米/日多级闪蒸海水淡化装置，于1990年运转至今，积累了大量宝贵经验。低温多效蒸馏海水淡化技术经过"九五"科技攻关，作为"十五"国家重大科技攻关项目正在青岛建立3000吨/日的示范工程。

【投影】太阳能蒸发海水示意图：

【讲解】海洋是一个"蓝色的宝库"。据估算，如果把整个地球上的海水加以提炼,可得到550万吨黄金、4亿吨白银、40亿吨铜、137亿吨铁、41亿吨锡、27亿吨钡、70亿吨锌、137亿吨钼和137亿吨铝。可以说，地球陆地上有的，海洋里都有，而且有许多是陆地上蕴藏不多，而又难于提取的稀有元素，如锶、铀、铷、锂、钡等。这些化学元素都是工农业生产和国防上的重要资源。现在已在海底勘探和开发的矿产有：天然气、石油、煤、铜、铁、硫、

砂、锰等数十种。估计海底石油可开采储量达一千多亿吨。在海水所含的各种化学元素及矿物中，数量最大的是食盐，即氯化钠。据计算，1立方千米海水中，含有近3千多万吨氯化钠。现在，全世界每年生产海盐1亿吨。如果按照这个数字消费，海洋里的盐可用5亿年!近年来，从海水里直接提取镁、铀、碘、溴都取得成功。镁是制造飞机、轮船、汽车的重要材料，海水中镁含量可用一千万年以上。溴在陆地上比较少见，绝大部分都储藏在海洋里。

【板书】二、海水中的化学资源

(一)海水中含有的各种元素的特点：

种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。

(二)从海水中提取物质的方法

1、从海水中提取食盐的主要工艺流程：

从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。

【投影讲解】

（1）海水制盐——生产NaCl (2) NaCl的水溶液制NaOH

通电

2NaCl+2H2O 2NaOH + Cl2

↑+H2

↑

(3)制漂白剂：

2NaOH + Cl2

= NaCl + NaClO+H2O

【科学探究】如何证明海带中有碘离子？

【板书】2、从海水中提取碘

［投影实验］海带成分中碘的检验

一、实验仪器

烧杯、试管、坩埚、坩埚钳、铁架台、三角架、泥三角、玻璃棒、酒精灯、量桶、胶头滴管、刷子、漏斗、滤纸、火柴、剪刀

二、实验药品

干海带、过氧化氢溶液（H2O2的质量分数为3%）、稀硫酸溶液（3mol/L）、、酒精、淀粉溶液（质量分数为1%）、CCl4

三、实验步骤

1、取10g食用干海带，用刷子把干海带表面附着物刷净，不要用水洗。将海带剪碎，用酒精润湿放入瓷坩埚中，把坩埚置于泥三角上。

2、用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全烧成炭黑色灰后，停止加热，自然冷却。

3、将坩埚内海带灰放至小烧杯中，再加入15mL蒸馏水，不断搅拌，煮沸4min～5min，使可溶物溶解，10分钟后过滤。

4、将滤液中滴入6滴稀硫酸后，再加入约3mLH2O2溶液，观察现象。滴入1%淀粉液1—2滴，观察现象。

5、向溶液中加入2mLCCl4，振荡萃取，静置2分钟后观察现象。并向滤液中加入1%的淀粉溶液,观察现象

9、将萃取后的CCl4溶液蒸馏得到碘单质

实验讨论：

1、实验前为什么要用刷子而不能用水洗食用干海带？

2、为什么要用新制氯水与滤液反应？加入氯水多了为什么不行？

3、能否用焰色反应鉴定海带中存在的是NaI还是KI？

五、实验最终结论

化学实验的操作和实验现象，证明海带中存在的碘元素主要形式为碘离子，因为查找资料可知卤族单质化学性质活泼，碘单质在自然界里没有游离态形式存在。可知海带中碘主要以NaI形式存在。

科学探究：如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材P83页资料卡片——海水提溴。1、推测海水提溴的步骤和实验装置；【科学探究】3、如何将海水中的溴离子变成溴单质？并设计方案。

2、写出相关的化学方程式。【投影】

浓缩海水氢溴酸通入Cl2①通入Cl2③溴单质单质溴通入空气，SO2吸收②【投影小结】从海水中提取溴的主要工艺流程

①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。

②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：

2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl ③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4

④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：

2HBr+Cl2=2HCl+Br2

⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

【板书】3、从海水中提取溴

2 NaBr + Cl2 =2 NaCl

+ Br2

Br2 +

SO2

+ 2H2O

= 2HBr + H2SO4

2HBr + Cl2 =

2HCl + Br2

实验方案设计：【思考与交流】实验方案设计：从海水中提取镁元素得到单质镁

从海水中提取镁元素得到单质镁【投影小结】

海水富集加碱卤水过滤Ｍg(OH)2蒸发电解干燥盐酸ＭgCl2

工业制镁流程工业制镁的流程：

引入海水过滤网沉降池与水反应锻烧产物锻烧贝壳（CaCO3)过滤槽Mg(OH)2MgCl2溶液蒸干发燥电解MgCl2金属镁盐酸金属Mg氯气【板书】4、从海水中提取镁原理：

MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2

↓+ CaCl2

Mg(OH)2 + 2HCl

= MgCl2 + H2O

通电

MgCl2

Mg + Cl2

↑

【投影】根据图4-5讲解海水综合利用。

【学生阅读】海水的其他应用

【板书】5、海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。

【学生自学】科学视野-自然资源的开源与节流。

【小结]】我国海水综合利用技术日臻成熟，海水制盐是我国从海水中提取化学资源最早的产业，此外，气态膜法提溴、海水提钾、海水镁盐晶提取等都取得了阶段性进展，突破了关键技术，尤其是海水提取磷酸二氢钾、碳酸钾、硝酸钾三元复合肥以及人工合成钾高效吸附

海水综合利用联合工业体系一例剂的研究工作进展顺利，为我国开辟新的优质无氯钾肥来源，打下了坚实的基础。

【自主练习】

1．下列叙述不正确的是(

A

)。

．．．A．地球上99%的溴元素以溴单质的形式存在于海洋中

B．在每升海水中含量低于1 mg的元素称为海水中的微量元素

C．海水是锂元素的一个重要来源

D．世界上生产的镁大部分来自于海水

2．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br＋Cl2===Br2＋2Cl，下列说法正确的是(

D

)。

A．溴离子具有氧化性

B．氯气是还原剂

C．该反应属于复分解反应

D．氯气的氧化性比溴单质强[来源学科网ZXXK]－－

3．下列海水中的元素，对其用途的说法中不正确的是

(

C

)。

．．．A．锂用于制造锂电池

B．碘用于医药制碘酒

C．铀用于制造氢弹

D．镁用于制造飞机、汽车[来源:Zxxk.Com]

4．从海藻灰中提取碘的方法是往海藻灰浸取液中通入Cl2后用升华的方法将置换出的碘提纯。但浸取液中通入Cl2时，会生成少量性质类似于Cl2的ICl和IBr，为了消除这两种杂质，使其中的碘完全游离出来，可加入适量的(

B

)。

A．CaO

B．KI

C．H2O

D．酒精

4．随着世界人口的急剧增长、工业的蓬勃发展，淡水供应危机日益成为世界关注的焦点，海水约占地球现有总水量的97%，海水淡化问题已成为科学家的主要研究方向。若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是(

A

)。

．．．A．加入明矾，使海水盐分沉淀并淡化

B．利用太阳能，将海水蒸馏淡化

C．将海水通过离子交换树脂，以除去所含的盐分

D．利用半透膜，采用反渗透法使海水淡化五、教学反思

本节课设计的指导思想为“学为主体，教为主导”。通过任务牵引，问题驱动，活动支持，[来源:Z*xx*k.Com]

知识落实，多条线索并进，开展自主学习，合作学习，实践体验和学以致用。设计中突出“结构决定性质，性质决定用途”的核心科学思想，暗藏“由生产生活到实验室，再从实验室回到社会生活”的情景线索，渗透“认识物质，改造物质，应用物质”的化学学科价值理念。

学生在自主学习和合作学习的轻松切换中，成为自我引导的学习者、思考者，信息的使用者和生产者，学习的合作者和问题的解决者，而老师则是学生学习坚定的支持者、合作者和评价者。