课题2　海水的综合利用名师教学实录

选修2 第二单元

化学与资源开发利用

课题2 海水的综合利用

教学设计

时间：2018 年

7月

3 日

【教学目标】

知识与技能：

1．了解海水的主要组成元素。

2．了解海水化学资源的开发和利用

3．熟知海水晒盐、海水提溴、海水提金属镁的原理。

4．了解海水提取重水的常用方法

过程与方法：

活动动探究，通过了解海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力、比较能力。

情感、态度与价值观：

帮助学生树立节约资源、爱护环境、变废为宝等意识，使学生热爱自然，热爱化学。

【教学重点】：

海水晒盐。海水提镁、海水提溴的原理和简单过程。氯碱工业的基本反应原理。

【教学难点】：从海水中获取有用物质的不同方法和流程

课题：

教学环节

海水的综合利用

第一课时

教学内容

海水中含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”。

课型：

学生活动

新课

教师活动

设计人：解凤琼

设计意图

情景导入多媒体展示海水中蕴含着的丰富看图片、思考

资源的图片

激趣诱思

了解海水的主要组成元素

一、海水中盐的开发和利用

1、海水制盐

（1）盐的种类

（2）海水晒盐的原理

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。

（3）盐田选择的条件

①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。

学导结合看课本、在课本上找出并勾画盐的种类、海水晒盐的原理、盐田选择的条件、晒盐的步骤并填写在预习案上

多媒体展示盐田示意图和盐田照片

巡视、指导

让学生了解晒盐的过程

（4）晒盐的步骤

海水

贮水池

蒸发池

食盐

结晶池

母液

2、食盐资源的利用

（1）氯碱生产的核心技术——电解

氯碱工业就是以食盐为原料制取NaOH、Cl2、H2，再进一步生产其他化工产品。

电解

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解

电解食盐水实验装置

学导结合

看课本、观看演示电解饱和食教师演示实盐水实验、讲解

验，倾听讲解

书写电极反应式

使学生掌握电解饱和食盐水的原理、用途

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↑

(2)

离子交换膜法制烧碱

探究深化1、从海水中提取NaCl方案

粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42- 除杂所用试剂：①Na2CO3

②NaOH ③BaCl2

④盐酸

试剂加入顺序：②③①或③②①或③①②

主要操作：溶解、过滤、蒸发

【学与问1】电解饱和食盐水得到的产物间的反应：

Cl2与溶液能发生反应生成NaClO

Cl2

+ 2 NaOH

== NaCl + NaClO + H2O

 H2 与Cl2能发生反应

H2

+ Cl2

==

2HCl

【学与问2】

应将阴、阳极产物分开；如果不分开，阴极产生的NaOH 会与阳极产生的Cl2反应，使得到的NaOH 不纯，还可能阴极产生的H2与阳极产生的Cl2发生爆炸。因此需要使反应在特殊的电解槽中进行。

一、海水中盐的开发和利用

1、海水制盐

（1）盐的种类

（2）海水晒盐的原理

（3）盐田选择的条件

（4）晒盐的步骤

2、食盐资源的利用

（1）氯碱生产的核心技术——电解

电解

电解饱和食盐水

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电解问题1：由海水“晒思考、讨论、盐”得到的食盐，回答

能直接用来电解

吗？如何除去粗

盐中的杂质？

问题2：电解饱和

食盐水得到的产写反应，思物间是否会发生考、讨论避免反应？会产生什方案

么后果？如何避免？

巩固粗盐提纯的方法

了解离子交换膜法电解饱和食盐水的意义

总结反思学生归纳总结

教师点评总结

加深学生对本节课所学知识的印象

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（2）氯碱生产的基本装置

电解槽、离子交换膜法。

课题：

教学环节

海水的综合利用

第二课时

教学内容

课型：

学生活动

新课

教师活动

上节课我们重点学习了海水中盐的开发和利用，海水中除了有氯化钠，还含有溴、镁等元素，如何从海水中提取溴、镁呢？

设计人：解凤琼

设计意图

情景导入问题导入：（1）上节课我们重点学习了海水中盐的开发和利用，海水中除了有氯化钠，还含有溴、镁等元素，如何从海水中提取溴、镁呢？

思考

（2）溴、镁在海水中以什么形式存在？离子还是单质？

激趣诱思

二、海水提溴

溴是一种重要的化工原料，工业上可用作燃料的防爆剂；胶卷的感光材料；农业上常用作杀虫剂；医药上可用于红药水、镇静剂。

1、原理

从海水中提取的溴约占世界溴年产量的1/3 常用的方法叫空气吹出法，主要反应原理：Cl2＋2Br- ===Br2＋2Cl- 2、提取过程

（1）氯化：

氯气置换溴离子之前，要使海水酸化，使pH=3.5，氯气置换溴离子的反应

Cl2＋2 Br-=2 Cl-＋Br2 (2)吹出：

当Br-

被氧化成Br2后，用空气将其吹出，也可用水蒸气与溴一起蒸出

(3)吸收：

空气吹出的溴和大量的空气混合不易分离，常用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品：

Br2＋SO2

＋H2O=2HBr＋H2SO4

Cl2＋2 Br- =2 Cl-＋Br2

3、生产工艺流程图

学导结合看课本、写提取过程、画流巡视、指导

程、写相关反

应、展示流程

多媒体展示海水提溴流程

介绍溴的用途使学生知道提溴的意义

让学生掌握海水提溴的方法和步骤

三、海水提镁

目前世界上60%的镁是从海水中提取的。

1、海水提镁的主要流程

2.有关反应的化学方程式

CaCO3CaO+CO2↑

MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2

Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O 学导结合MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)MgCl2+6H2O↑

Mg+Cl2↑

四、从海水中提取重水

1、重水可作原子反应堆的中子减速剂和传热介质（重水堆）。

2、热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融合成氦核，同时放出大量能量的过程。

3、重水在海水中的贮量丰富，总计海水中含重水2.0×1014t

。

提取重水的方法有蒸馏法、电解法、化学交换法和吸附法。其中的一种硫化氢—水双温交换法是比较成功的生产方法。

H2O（l）+ HDS（g）（g）

HDO（l）+H2S看课本、画流程、写方程

写出氢的同位素的符号和名称；

看课本、了解重水在海水中的含量，重水的用途

了解提取重水的方法

海水中镁的总储量约为2.1×1015，具有开发利用的价值，如何从海水中提取镁呢？

巡视、引导学生看书

掌握海水提镁的方法

了解重水的用途、提取方法

例题探究1：

海水中溴含量约为65 mg·L－1，从海水中提取溴的工业流程如下

探究深化

（1）以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是___________________________ _____________________________________________。

(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的________。

A．氧化性

B．还原性

C．挥发性

D．腐蚀性

(3)上述流程中吹出的溴蒸气，可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：______________________。

(4)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是__________。

A．乙醇

B．四氯化碳

C．烧碱溶液

D．苯

例题探究2：目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下

思考、讨论、作答

PPT展示例题、引

导学生

深化对知识的掌握

请回答下列问题: (1)从离子反应的角度思考,在海水中加入石灰乳的作用是

,写出在沉淀池中发生反应的离子方程式:

___________________________。

(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源、提高经济效益的角度考虑,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的

。

(3)操作A是

,操作B是

。

探究深化(4)加入的足量试剂a是

(填化学式)。

（5）用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O时，能得到无水MgCl2，其

原因是__________________ (6)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为

__________________________,从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于_______________。

二、海水提溴

1、原理

原理：Cl2＋2Br- ===Br2＋2Cl- 2、提取过程

（1）氯化：(2)吹出：(3)吸收：

3、生产工艺流程图

三、海水提镁

目前世界上60%的镁是从海水中提取的。

1、海水提镁的主要流程

总结反思学生归纳总结

教师点评总结

加深学生对本节课所学知识的印象

2.有关反应的化学方程式

CaCO3CaO+CO2↑

MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2

Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)

MgCl2+6H2O↑

Mg+Cl2↑