第二节　资源综合利用　环境保护教案1

海水资源的开发利用（第一课时）

授课名称

教学对象

海水资源的开发利用

所在章节

高一学生

授课人

第四章第一节

孙佳丽

一、教材分析

本节教学的主要目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用。当今社会对于能源和环境的两大举措是“节能、减排”，这是因为自然界中不可再生资源急剧减少，人们对能源的不合理利用给环境带来极大的压力。因此要求学生要通过本节学习初步揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。学生在前面的学习中已经了解较多的金属和非金属及其重要化合物的主要性质，并且对金属冶炼和海水资源也有一定的了解，因此本节教材安排了金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用，让学生明白这些宝贵的资源同人类的生活有着日益紧密的联系。

本课时的内容是“海水资源的开发利用”，教材先通过海水资源的概况介绍使学生了解海水资源的利用广阔前景和重大的利用价值，然后具体从两个方面来感受海水资源的开发：一是海水资源中水的利用，二是海水资源中其他成分的开发利用，最后通过科学探究和实验来具体研究如何从海水中提取有用物质，初步了解一些开发的方法和开发过程中需要克服的科学难题，培养学生实事求是、细致入微的科学研究精神。

二、教学设计思路

根据学生的认知规律和学习心理特征，结合新课标对本课时知识的三维目标要求，我在教学设计上本着“先概括、后具体”的演绎教学思路，具体分三部分逐层递进：首先通过录像、图片和教师的讲述介绍，使学生从感性方面了解前景广阔的海水资源，初步认识海水资源的多样性、分散性、海水资源加工开发的技术性；接下来通过幻灯片展示海水综合利用联合工业体系的具体实例，拓展学生的学习思维和知识视野，进一步让学生明白海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，感慨学好化学这门学科对人类贡献的重要性。

三、教学目标（知识、技能、过程、方法、情感态度、价值观）

1. 知识与技能

了解海水水资源的开发利用；从海水中提取溴的实验方法。

2. 过程与方法

通过课前调查、讨论、交流海水资源的广阔前景；通过实验操作了解化学方法在海水资源开发中的作用。

3. 情感态度与价值观

通过实验操作体验学好化学知识对于人类贡献的重要性；揭示化学与可持续发展的重要关系。

四、教学重难点

重点：了解海水水资源开发及海水提溴的作用

难点：海水提溴的过程

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五、教学过程

【教师】这节课，我们来学习海水资源的开发利用，提到海水，大家能想到哪些资源？下面，我们就将这些资源分分类。

【学生】鱼、虾、食盐……

【教师】首先是海水中巨大的水资源，占地球表面的97%。其次，刚才有同学提到了鱼、海带，这也就是海水中的生物资源，海洋生物也是陆地动物质量的3.3万倍。海水运动中也蕴藏着巨大的能量。此外，在大陆架浅海海底，埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。不仅如此，海水中还含80多种元素，被称为“元素的故乡”，包括我们同学所说的食盐，都是海水的化学资源。而海水中的铀元素也是十分重要的化学资源。

【ppt展示】因此，我们可以说海水中有丰富的水资源、生物资源、能源、矿产资源、化学资源。当然，还有其他的资源，我们这节课就来学习一下海水中的水资源以及化学资源。

【教师】我们面对着茫茫大海；却又面临缺水的现状，如何解决这一问题？我们不能望洋兴叹，要向海洋要淡水。

【学生】海水中的是海水，我们所能利用的是淡水。

【教师】因此，我们要想利用海水，就需要将海水变为淡水，也就是海水的淡化。海水淡化的途径有从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去这两种。淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中历史最悠久、技术最成熟的莫过于蒸馏法。

【展示】蒸馏海水的装置。

【引导回忆】请同学们根据这个蒸馏装置思考蒸馏实验操作中有哪些注意事项并试着描述蒸馏原理。

【学生活动】倾听、交流。

【教师】我们从上到下，从左到右来依次分析，首先烧瓶中盛装液体的体积不能超过三分之一，也不能将液体蒸干。烧瓶中一定要加沸石或者碎瓷片，作用是？烧瓶不能直接加热，所以要用到石棉网。

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往右看，我们知道冷凝水的方向是下进上出，一定不能颠倒。通过这个装置，我们就可以收集到淡水，原理是怎样的呢？

【学生】由于水和盐的沸点不同，加热时水先汽化转变成为水蒸气，经冷凝管冷凝后在锥形瓶中得到淡水。

【教师】过渡：蒸馏法是海水淡化的最成熟的方法，其原理简单，操作方便，但这种方法需要加热、能耗较大。蒸馏需要用到能源，可以是热能，也可以是电能。同学们想一下：如何利用自然界现有的最经济的能源开发海水水资源？

【学生】利用太阳能

【老师展示】太阳能蒸发海水示意图。

【讲解】第二次世界大战中，美国国防部制造了许多军用海水淡化急救装置，供飞行员和船员落水后取水用，这种装置实际上是一种简易的太阳能蒸馏容器。随着时代的进步，世界上又进行了许多太阳能蒸馏试验。世界上最大太阳能蒸馏器在希腊的帕特莫斯。

【ppt展示】太阳能蒸馏器结构简单，主要由装满海水的水盘和覆盖在它上面的玻璃或透明塑胶盖板构成。水盘表面涂黑，装满待蒸馏的水，盘下绝热，水盘上覆盖的玻璃或透明塑胶盖板下缘装有集水沟，并与外部集水槽相通。太阳辐射透过透明盖板，水盘中的水吸热蒸发为水蒸气，与蒸馏室内空气一起对流。由于盖板本身吸热少，温度低于池中温水，水蒸气上升并与盖板接触后凝结成水滴，沿着倾斜盖板借助重力流到集水沟里，而后再流到集水器中。池式太阳能蒸馏器中海水的补充可以是连续的，也可以是断续的。虽然它有很多不同的结构形式，但基本原理是一样的。这类蒸馏器是一种理想的利用太阳能进行海水淡化的装置。

【资料卡片】除此之外，还有其他的淡化海水的方法，比如说反渗透法、电渗析法、离子交换法等等。

【展示】这是沙特的海水淡化站，大家可以看到，它的规模是非常庞大的，已经占世界的30%。

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【教师】海水水资源的利用，除了可以淡化海水得到淡水以外呢，还可以直接利用海水进行循环冷却。据统计，工业用水中作冷却水约60%用的是海水。

【过渡】海水资源的另一个应用是用海水作为工业冷却水。据统计，工业用水中约60%是用作冷却用水。同学们想一下，海水淡化能得到淡水，还能得到哪些物质？

【学生】食盐

【教师】食盐属于海水中的化学资源，我们接着来学习化学资源的开发利用。海水中含有丰富的化学资源，如果将这些资源提取出来，那将带来巨大的效益。比如你是盐场的技术人员，你如何提取海水中的NaCl？

【学生】海水晒盐

【教师】好，让我们来看一下海水晒盐的流程图。海水晒盐能得到纯净的食盐吗？粗盐中含有哪些杂质离子？如何对粗盐进一步提纯？

【教师】下面我们就来回顾一下氯化钠的提纯。大家先来想一下粗盐中含有哪些杂质？里面含有泥沙，

CaCl2，MgCl2，Na2SO4等。那么要出去这些杂质，需要用到哪些试剂呢？这些试剂加入的顺序有什么要求？所以我们进行粗盐的提纯的基本要求就是加入碳酸钠要在加入氯化钡之后，大家课下思考清楚为什么。最后还要加入适量的盐酸来除去碳酸根和氢氧根。

【ppt展示】因此，我们说粗盐提纯的基本步骤就是先将海水浓缩，之后依次加入氢氧化钠、氯化钡以及碳酸钠，过滤沉淀之后，再加入适量的盐酸除去氢氧根以及碳酸根，最后蒸发结晶就可以了。

【总结】我们来总结一下物质提纯的方案设计的一般思路：首先要分析混合物的组成，根据杂质的特点选择合适的除杂试剂和分离方法，还要考虑到所加试剂的顺序、用量以及过量后如何处理。

【教师】提纯得到的食盐又有哪些用途呢？如何利用食盐来提高经济效益呢？我们来看这张图，得到的氯化钠可以用来制取单质钠，发展纯碱工业，氯碱工业。大家自己写出由氯化钠制取钠和氯气的反

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应方程式，氯气和氢氧化钠反应的方程式。而由饱和氯化钠制取氢气、氯气和氢氧化钠的反应条件则是电解。

【过渡】海水晒盐后除了得到粗盐，剩下的母液叫做苦卤，苦卤中含有大量的溴元素，地球上99%以上的溴蕴藏在大海中, 以Br-形式存在，因此溴又被称为“海洋元素”。海水中溴的提取是将Br-转变为Br2，这也是海水提溴中关键的化学反应。

【自学】如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材P91页资料卡片——海水提溴。自学海水提溴的化工流程，画出流程简图。

【学生】首先是将海水进行浓缩，酸化，浓缩后的海水中就会含有大量的溴离子，然后再通入氯气，使溴离子被氧化为溴单质，氯气被还原为氯离子，继而通入空气和水蒸气，吹入吸收塔中，使得溴单质与二氧化硫发生作用转换成为溴化氢，目的是富集溴，最后再次用氯气氧化溴化氢得到产品溴。

六、板书设计

海水资源的开发利用

一、分类

二、水资源

1、海水淡化

蒸馏

2、循环冷却

三、化学资源

1、粗盐的提纯

2、海水提溴

2NaBr ＋ Cl2

＝ Br2

＋2NaCl Br2

＋ SO2

＋ 2H2O ＝ 2HBr ＋ H2SO4

2HBr ＋ Cl2

＝ Br2

＋ 2HCl

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