课题2　海水的综合利用教案和学案内容

4-1-2开发利用金属矿物和海水资源

王海梅

教学目标

知识与技能：

1、帮助学生认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用

2、提示化学与可持续发展的重要关系 3、树立资源保护意识及合理开发意识

过程与方法：

1、自主学习、培养学生自学能力

2、活动探究，通过了解海洋资源的类型，海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能力，比较能力化。

情感态度与价值观：

1、帮助学生树立节约资源，爱护环境，变废为宝等意识

2、通过金属矿物及海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学

教学重点：海水资源的合理开发及综合应用

教学难点：海水资源的合理开发及综合应用

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

[复习]（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）

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。 （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

本节课继续学习海水中溴和镁的提取

【科学探究】1、如何将海水中的溴离子变成溴单质？并设计方案。

PPT展示

海水资源的开发利用（3）海水提溴：主要方法是空气吹出法主要流程浓缩海水酸化反应后浓缩海水Br-通入氯气HBr、通入Cl2Cl-分离溴单质2－富集溴SO4Br2化学方程式：2NaBr ＋Cl2 === Br2＋2NaClBr2＋SO2＋2H2O === 2HBr ＋H2SO42HBr ＋Cl2=== Br2＋2HCl2018/5/316海水Cl-Br2通入空气水蒸气(吹入)吸收塔SO2

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

海水资源的开发利用海水提溴的实验室模拟装置2NaBr + Cl2== Br2+2NaCl2H2O + Br2+SO2== H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl2018/5/318

【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 海水资源的开发利用（4）从海水中制金属镁海水蒸发粗盐水、重结晶精盐盐酸、浓缩母液Mg(OH)2石灰乳水MgCl2•H2O脱水MgCl2电解MgCaO煅烧贝壳MgCl2+ Ca(OH)2= Mg(OH)2↓ + CaCl2②Mg(OH)2+ 2HCl = MgCl2 + H2OMgCl22018/5/31通电Mg + Cl210

【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

↑

【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。

海水综合利用联合工业体系一例

板书设计：

第二课时

海水资源的开发和利用

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

3、从海水中提取溴

2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2

4、从海水中提取镁

原理：MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2

↓+ CaCl2

通电

Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O MgCl2

Mg + Cl2

↑

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。

课堂检测

1.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是(

) A.②④⑤③①

C.③④②⑤① B.③②④①⑤

D.②④③⑤①

2.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(

) A.氯、溴、碘 C.烧碱、氢气 B.钠、镁、铝

D.食盐、淡水

3.在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是(

) A.两种吸收过程中，Br2只作氧化剂

B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应

C.用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂

D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应

4.海水是巨大的资源宝库,可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：

(1)请写出一种海水淡化的方法：______________。

(2)步骤Ⅰ获得Br2的离子方程式为________________________________________________________________________________________________。

(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，在该反应中，氧化剂是________(填化学式)。其反应中生成2 mol HBr，则消耗________ mol SO2。

(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________________。

教后反思：本节课设计的指导思想为开展自主学习，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.