1、教 案授课班级课题：第四章 化学与可持续发展第一节 开发利用金属资源和海水资源(一) 课 时知识与技能1、认识和体会化学在自然资源开发和国的和作用。常识性介绍金属回收和资源保护的意义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4、初步培养自主查阅资料的能力5、初步掌握化学实验基本操作、基本技能过程与方法1、自主学习、培养学生自学能力2、活动探究，通过了解金属资源的开发、金属冶炼，人类冶炼和使用金属的历史，金属资源的回收和再利用，海洋资源的类型，海水资源的开发及利用现状，增减学生归纳能力，比较能力教学目的情感态度价值观1、帮助学生树立节约资源、爱护资源、变废为宝等意识2
2、、通过金属矿物以海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学重 点 了解化学方法在金属矿物中开发(主要是金属冶炼)难 点 掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法知识结构与板书设计第四章 化学与可持续发展 第一节 开发利用金属矿物和海水资源一、金属单质在自然界中的存在形式二、金属的冶炼2、金属冶炼的实质：用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。1、金属的冶炼：(1)用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属(2)将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。(一) 热分解法 (Hg Au) (二) 热还原法 (Zn
3、Cu) 铝热反应：(三) 电解法2CuSO4+2H2O 电 解 2Cu+2H2SO4+O2三、金属的回收和资源保护1、回收金属的意义：（1）节约矿物资源； （2）节约能源； （3）减少环境污染2、回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银教学过程教学步骤、内容 教学方法、手段、 师生活动引课现在各种报刊媒体频繁出现“可持续发展”一词，有那位同学解释一下？阅读资料卡片：自然资源与可持续发展。增加资料：我国 21 世纪初可持续发展的总体目标是：可持续发展能力不断增强，经济结构调整取得显著成效，人口总量得到有效控制，生态环境明显改善，资源利用率显著提高，促进
4、人与自然的和谐，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。板书第四章 化学与可持续发展讲广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。讲人们通常将数以万计的化学物质进行分类，在原子、分子、乃至超分子等不同的结构层次上研究物质及其化学变化规律，认识物质在变化过程中表现出来的性质，所
5、有这些都是人类利用自然资源、丰富物质世界的重要依据。下面我们主要以金属矿物和海水资源的综合利用为例，一起认识体会化学在自然资源开发和利用中的意义合作用。 板书第一节 开发利用金属矿物和海水资源一、金属单质在自然界中的存在形式讲少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、铜、银；化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。投影C + 2CuO = CO2 + 2Cu高 温铜 镜 汉 武 帝 时 铜 币 先 秦 刀 币铜 是 人 类 第 一 种 大 量 使 用 的 金 属 ， 结 束 了漫 长 的
6、 “石 器 时 代 ”。在 公 元 前 6000年 到 7000年 左 右 ， 人类 开 始 迈 进 了 象 征 古 代 文 明 开 端 的“铜 器 时 代 ”。资 料 卡 片Cu2(OH)2CO3 2CuO + H2O + CO2孔 雀 石讲青铜：主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。投影讲这是英法联军洗劫焚毁世界建筑史上最杰出的园林圆明园后，被劫掠到国外的珍贵文物铜虎头，2000 年在香港被
7、拍卖。由中国派员出高价将其赎回。投影人 类 最 早 是 在 由 天 而 降 的 陨 石 中 获 得 单 质铁 的 ， 陨 石 中 含 铁 量 高 达 90%以 上 。古 代 阿 拉 伯 人 曾 传 说 “天 上 的 金 雨 落 进 沙 漠 里 变成 了 黑 色 的 铁 ”。济 南 陨 铁新疆陨铁南极洲陨铁讲金属在自然界的分布特点是：1、量大，自然界中的金属元素种类约占全部元素种类的 80%。2、面广，矿物中、动植物体中、水中都含有金属元素。3、形态不一，有游离态，也有化合态，4、数量不均，自然界中以化合态形式存在的金属元素多，以游离态形式存在的金属元素少；有的金属元素含量高，有的金属元素含量低
8、。板书二、金属的冶炼讲除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属都以化合物形式存在于自然界。化学要研究如何合理、高效的利用这些金属矿石，将其中的金属从化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料，这一过程在工业上称为金属的冶炼。板书1、金属的冶炼：(1)用化学的方法把化合态的金属变成游离态金属(2)将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。思考与交流法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽
9、的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？讲简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。由于矿石中的金属元素绝大多数都是以正化合价态存在，所以在金属冶炼的过程中，金属元素要经过一个被还原的过程板书2、金属冶炼的实质：用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。投影回顾 金 属 活 动 性 顺 序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金 属 活 动 性 逐 渐 减 弱金 属 离 子 的 得 电 子 能 力 逐 渐 增 强讲从金属矿石提炼金属，一般要经过三个步骤：1、矿石的富集，减少杂质，提高矿石中有用成分的含量2、冶炼，利用氧化还原反应
10、原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中以化合态存在的金属还原成金属单质3、精炼，采用一定的方法，提炼纯金属不同的金属元素，其金属性不同，由化合态还原为游离态的难易程度不同，因此金属冶炼方法不同。常用的金属冶炼方法有：热分解法、热还原法、电解法等。板书(一) 热分解法(Hg Au)讲有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。板书投影小结 适用于 Hg、Ag 的冶炼板书(二) 热还原法(Zn Cu)讲多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。板书投影小结常见的还原剂有：1、CO
11、：适用于较不活泼的金属，多用于冶炼合金，成本较低2、H 2 适用于高温不和水反应的金属，金属成分纯度高，熔点高，生产成本高3、活泼金属：适用于高熔点、较不活泼的金属，生产成本高，金属纯度高投影实验 4-1铝热反应（演示）：讲操作要点：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上（如上图） ，下面放置盛沙的蒸发皿。把 5 g 炒干的氧化铁粉未和 2 g 铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。实验现象：镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉未
12、和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。我们还可以看到，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，用磁铁吸引，可以发现落下的是铁珠。板书铝热反应：注意铝热反应的特点：高温引燃剧烈放热，体现氧化铝高熔点的性质。 应用：焊接钢轨冶炼高熔点金属投影3MnO2+4Al = 3Mn+ 2Al2O3高 温Cr2O3+2Al = 2Cr + Al2O3高 温3Co3O4+8Al = 9Co + 4Al2O3高 温其 它 铝 热 反 应讲由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至 19 世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货
13、。然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成分是 Al2O3，当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。板书(三) 电解法讲在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。板书讲一些对纯度要求较高的不活泼金属也可以采用电解其盐溶液的方法来进行冶炼，例如：板书2CuSO 4+2H2O 电 解 2Cu+2H2SO4+O2投影小结电解熔融物：适用于活泼金
14、属的冶炼，炼得的金属纯度高，耗电量大，生产成本高，熔融物属于离子化合物电解不活泼金属的盐溶液：适用于高熔点、不活泼金属，金属纯度高。阅读表 4-1；常见金属的冶炼原理。表 4-1 常 见 金 属 的 冶 炼 原 理金 属 冶 炼 原 理Fe Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高 炉 炼 铁 )Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3(铝 热 法 炼 铁 )高 温高 温Cu Cu2S+O2=2Cu+SO2(火 法 炼 铜 )Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(湿 法 炼 铜 )高 温Mg MgO+C=Mg+COMgCl2(熔 融 )=Mg+Cl2高 温Al 2Al2O3(熔 融 )=4Al+3
15、O2电 解冰 晶 石Na 2NaCl(熔 融 )=2Na+Cl24NaOH(熔 融 )=4Na+O2 +2H2O电 解电 解电 解小结不同金属冶炼方法的选择板书讲地球上的金属矿物资源是有限的，我们必须学会合理开发和利用这些矿物资源。板书三、金属的回收和资源保护讲以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约 2500 万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约 5000 万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用
16、废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95以上的能源消耗。据有关资料统计，每生产一吨原铝锭需要消耗能源 2132TJ(电能约占82)，而生产一吨再生铝合金锭所需能源消耗为 55TJ(燃料约占 80)，仅为原铝锭生产能源消耗的 26，优势比较明显。由于铝可以反复循环使用，从再生铝废料中再生产铝，其节能效果更加显著。另外，再生铝生产中二氧化碳的产生量和排放量与原铝生产相比，大为减少。有资料统计，再生铝生产可比用水电生产原铝减少二氧化碳排放量 91%，比用燃油发电减少二氧化碳排放量 97以上，比用煤发电减少的二氧化碳排放量更多，环保效益十分显著。 板书1、回收金属的意义：
17、（1）节约矿物资源；（2）节约能源；（3）减少环境污染讲据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜 20%，还可节约金属资源和 95%的能源。1t 废钢铁回炉冶炼可炼成近 1t 的钢，跟用铁矿石冶炼比，能节约 11t 煤和铁矿石，减少污染空气的悬浮微粒 11kg。目前世界上已有 50%以上的铁和 90%以上的金得到了回收利用。废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染。例如，废旧电池中含有汞等，如果废旧电池随意丢弃，汞等渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染。板书2、回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用
18、于制铁盐；（3）定影液用于回收银自我评价1我国是世界文明发达最早的国家之一，劳动人民掌握冶铁技术的最早年代是A、春秋晚期 B、商代 C、南宋时期 D、清朝2用氢气作还原剂和用金属作还原剂相比，所得金属的纯度的说法正确的是A、用氢气的高 B、用金属的高 C、二者相同 D、无法比较3用铝热反应冶炼出的金属的状态是A、固态 B、气态 C、液态 D、三种状态都有可能4铝能用于冶炼难熔的金属（如铁、钒、锰等） ，这是因为铝具有A、两性 B、导电性好C、熔点低 D、还原性，在冶炼反应中放出大量的热5不能用热分解法制得的金属是A、铁 B、银 C、镁 D、汞6古代的“药金” 外观与金相似，常被人误以为是金子。
19、冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu 2O） 、木炭混合加热至 800，得金光闪闪的药金。试分析以下问题：药金的主要成分是_（用化学式表示） 。冶炼过程中发生的化学方程式为_。参考答案:1、A 2、A3、C4、D5、AC6 （1）Cu-Zn。（2）C+2Cu2O 4Cu+CO2C+2ZnO 2Zn+CO2。教学回顾：教 案授课班级课题：第一节 开发利用金属资源和海水资源(二)课 时知识与技能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4、初步培养自主查阅资料的能力过程与方法1、自主学习、培养学生自学能力2、活动探究，
20、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，比较能力教学目的 情感态度价值观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，热爱化学重 点 了解化学方法在海水资源开发中的作用难 点 海水资源的合理开发及综合应用知识结构与板书设计第二课时 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1、海水资源的广泛性 2、海水资源的多样性3、海水资源的分散性 4、海水资源的利用5、海水的淡化（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
21、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。 2、从海水中提取镁原理：MgCl 2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ CaCl 2Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O MgCl2 通 电 Mg + Cl24、从海水中提取碘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
22、浪能等。教学过程教学步骤、内容 教学方法、手段、 师生活动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海洋水资源：海水中水的储量约为 1.3109 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（
23、即食盐）有亿亿吨，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
24、，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、MgCl 2. 海底金属结核矿、石油 水：水资源及各种溶解的盐类海
25、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 3、海水资源的分散性：讲海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管总量很大但由于太分散 ，含量极微少，如：海水中金元素总含量约为 50000000t（5 千万吨）但一顿海水中只含金元素 0.000004g（10 亿分之
26、四克） （百分之0.000004 克）讲海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。板书 4、海水资源的利用：讲海水的综合利用，主要有：1.海水中水资源的利用海水的淡化（咸水
27、淡水）2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）讲 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、海水的淡化讲海水淡化：是指从海水中获取淡水的技术和过程。海水淡化方法在 20 世纪 30 年代主要是采用多效蒸发法；20 世纪 50 年代至 20 世纪 80 年代中期主要是多级闪蒸法（MSF） ，至今利用该方法淡化水量仍占相当大的比重；20 世纪 50 年代中期的电渗析法（ED） 、20 世纪70 年代的反渗透法（RO）和低温多效蒸发法（LT-MED）逐步发展起来，特别是反渗透法(RO)海水淡化已成为目前发展速度最
28、快的技术。海水循环冷却技术始于 20 世纪 70 年代，在美国等国家已大规模应用，是海水冷却技术的主要发展方向之一。我国经过“八五“九五“科技攻关，完成了百吨级工业化试验，在海水缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂和海水冷却塔等关键技术上取得重大突破。“十五“期间，通过实施国家重大科技攻关项目，正在建立千吨级和万吨级海水循环冷却示范工程。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：讲蒸馏法海水淡化技术研究已
29、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
30、。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
31、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（ 3） 制 金 属 Na（ 4） 制 Na2CO32NaCl + 2H2O 电 解 H2+ Cl2+ 2NaOH2NaCl（ 熔 融 ） 电 解 2Na + Cl22 NaOH+ CO2= Na2CO3+ H2O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 投影小结实 验 方 案 设 计 ：从 海 水 中 提 取 镁
32、元 素 得 到 单 质 镁卤 水 g(OH)2 gCl2金 属 Mg电 解海 水富集 加 碱过 滤 盐 酸蒸 发干 燥工业制镁的流程： 引 入 海 水贝 壳 （ CaCO3)过 滤 网工 业 制 镁 流 程沉 降 池 过 滤 槽Mg(OH)2盐 酸蒸发 干燥锻 烧 产 物 电 解MgCl2金 属 镁MgCl2溶 液锻 烧与 水 反 应 氯 气板书2、从海水中提取镁原理：MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ CaCl 2Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O MgCl2 通 电 Mg + Cl2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。投影科 学 探
33、 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 ；2、 写 出 相 关 的 化 学 方 程 式 。浓 缩 海 水 溴 单 质氢 溴 酸 单 质 溴通 入 Cl2 通 入 空 气 ， SO2吸 收通 入 Cl2海 水 提 溴 的 实 验 室 模 拟 装 置投影小结从海水中提取溴的主要工艺流程用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。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向含溴单质的水溶液中通入空气
34、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：Br 2+SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2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 + Br2Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO42HBr + Cl2 = 2HCl + Br2科学探究如何证明海带中有碘离子？板书4、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
35、、漏斗、滤纸、火柴、剪刀二、实验药品 干海带、过氧化氢溶液（H 2O2 的质量分数为 3%） 、稀硫酸溶液（3mol/L） 、NaOH 溶液、酒精、淀粉溶液（质量分数为1%） 、CCl 4、食用碘盐、硝酸银溶液、稀硝酸三、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 4min5min，使可溶物溶解，10 分钟后过滤。4、将滤液分成四份放入试管中，并标为 1、
36、2、3、4 号。在 1 号试管中滴入 6 滴稀硫酸后，再加入约 3mLH2O2 溶液，观察现象。滴入 1%淀粉液 12 滴，观察现象。5、在 2 号试管中加入 2mL 新制的饱和氯水，振荡溶液，观察现象。2 分钟后把加入氯水的溶液分成两份。其中甲中再滴入 1%淀粉液 12 滴，观察现象。乙溶液中加入 2mLCCl4，振荡萃取，静置 2 分钟后观察现象。6、向加有 CCl4 的溶液的试管中加入 NaOH 溶液 10mL，充分振荡后，将混合溶液倒入指定的容器中。加入氢氧化钠目的是吸收溶解在CCl4 中的碘单质，把剩余溶液倒入指定容器防止污染环境。7、在 3 号试管中加入食用碘盐 3g，振荡使之充分
37、溶解后滴入 6 滴稀硫酸。在滴入 1%淀粉液 12 滴，观察现象。8、在 4 号试管中加入硝酸银溶液，振荡，再加入稀硝酸溶液。观察实验现象。9、取用三种不同产地的海带产品重复上述实验。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、为什么要向 2 号乙中加入 NaOH 溶液？4、号中加入碘盐和稀硫酸的反应原理是什么？5、能否用焰色反应鉴定海带中存在的是 NaI 还是 KI？四、实验现象及分析试管号 加入试剂 实验现象 实验结论1 号稀硫酸、H2O2、淀粉液溶液立刻由褐色变成蓝色通过利用化学反应原理 2I-+2H+H2O2=
38、I2+2H2O 由淀粉溶液变蓝可知有碘单质生成证明海带中有碘元素2 号 甲新制的饱和氯水、1%淀粉液溶液立刻由褐色变成蓝色利用化学反应：2I-+Cl2=I2+2Cl-通过置换反应生成碘单质溶液变蓝证明海带中存在碘离子2 号 乙新制的饱和氯水、CCl 4溶液分成两层上层为接近无色，下层 CCl4呈现紫红色利用化学反应2I-+Cl2=I2+2Cl-通过置换反应利用萃取现象证明生成碘单质海带中存在碘离子3 号 食用碘盐、 溶液立刻由 利用化学反应：稀硫酸、1%淀粉液无色变成蓝色5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O 由碘盐中存在 KIO3和反应原理可知海带中存在碘元素主要以碘离子形式存在4 号硝
39、酸银溶液、硝酸溶液溶液中产生白色沉淀，加入稀硝酸沉淀不消失原想利用反应 Ag+ I- =AgI生成黄色沉淀来检验离子。通过实验发现海带中存在大量氯化钠，Ag +Cl-=AgCl生成白色 AgCl 掩盖黄色 AgI 沉淀。用此方法检验碘元素失败。五、实验最终结论通过四组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，不是碘酸根离子，更不是碘单质。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。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
40、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 例自我评价 1. 水资源非常重要联合国确定 2003 年为国际淡水年，下列关于水的说法中错误的是 cA蒸馏是海水淡化的方法之一B淡水的密度小于海水的密度C融化的雪水中矿物含量比深井水中的少D0以上，温度越高，水的密度越小2海洋占地球表面积的 3/4，它能对地球生态环境起调节作用，同时也蕴藏着丰富的物质资源。（1）据测算，地球上的氧气 90%来自于藻类植物的光合作用，而环境污染的加剧，使海洋表层的浮游植物大量死亡，从而进一步加剧温室效应，这是由于大量浮游植物的死亡会使大气中的 增加所致。（2）我国首创的铝、空气、海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以海水为电解质，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。上述新型电池 为负极。 2、 （1）CO 2 （2）Al教学回顾：
