
第二課時(shí) 海水資源的開(kāi)發(fā)利用
課題: 8.1.2 海水資源的開(kāi)發(fā)利用
課時(shí)
1
授課年級(jí)
高一
課標(biāo)要求
以海水資源的開(kāi)發(fā)利用為例,能從化學(xué)的角度分析從資源到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化途徑,對(duì)海水資源的開(kāi)發(fā)利用方案進(jìn)行評(píng)價(jià),了解從海水中提取化學(xué)物質(zhì)(如海水提溴、海水提鎂)的方法。
教材
分析
本節(jié)是人教版(1019版)必修第二冊(cè)第八章第一節(jié)《自然資源的開(kāi)發(fā)利用》的內(nèi)容,主要包括金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用、海水資源的開(kāi)發(fā)利用及煤、石油和天然氣的綜合利用三部分內(nèi)容。同時(shí),第八章是必修教科書(shū)的最后一章,主要著眼于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任。
化學(xué)研究和應(yīng)用的一個(gè)重要的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)和利用自然界中的物質(zhì)資源和能源資源,為人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展提供必要的物質(zhì)和能源基礎(chǔ),同時(shí),應(yīng)該注意到必須同自然環(huán)境相互協(xié)調(diào),走可持續(xù)發(fā)展的道路,這是貫穿本章始終的重要核心觀(guān)念。本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)在于揭示和說(shuō)明化學(xué)在金屬礦物、海水資源和化石燃料開(kāi)發(fā)利用中的作用,突出了兩個(gè)主題,一是化學(xué)為開(kāi)發(fā)利用自然資源提供了科學(xué)依據(jù):二是保護(hù)資源和保護(hù)環(huán)境對(duì)化學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展提出新的要求。能較深刻地理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系,認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。
教材以金屬礦物、海水和化石燃料等為例,學(xué)習(xí)了解利用化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,以及這些轉(zhuǎn)化過(guò)程和產(chǎn)物在我們?nèi)粘I詈蜕鐣?huì)發(fā)展中的重要作用。從科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)相互作用背景的角度,加深體會(huì)化學(xué)在綜合利用自然資源中的作用,學(xué)會(huì)辯證地看待人類(lèi)和自然協(xié)調(diào)發(fā)展中可能會(huì)遇到的問(wèn)題,并培養(yǎng)做出科學(xué)決策的意識(shí)和能力;從學(xué)科知識(shí)的角度,有利于學(xué)生將前面所學(xué)過(guò)的知識(shí)和技能進(jìn)行必要的梳理、歸納和拓展,主要包括無(wú)機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化(在固態(tài)和溶液狀態(tài)下,金屬及其化合物、非金屬及其化合物的反應(yīng))、有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化(裂解反應(yīng)、聚合反應(yīng))。
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)是金屬冶煉原理;海水提溴的工藝流程、原理和分離提純方法。難點(diǎn)是金屬活動(dòng)性與金屬冶煉方法的關(guān)系;物質(zhì)提取的一般思路和方法。因此本節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)分三個(gè)課時(shí),第一課時(shí)“金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用”第二課時(shí)“海水資源的開(kāi)發(fā)利用”第三課時(shí)“煤、石油和天然氣的綜合利用”。
本課時(shí)為第二課時(shí)“海水資源的開(kāi)發(fā)利用”。海洋約占地球表面積的71%,海洋資源的深度開(kāi)發(fā)是人類(lèi)生存和發(fā)展必須面對(duì)的問(wèn)題。僅以海水為例,將其中溶解的大量有用物質(zhì)提取出來(lái)就是一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的課題。同金屬冶煉、海水曬鹽等古老產(chǎn)業(yè)相比,其他海水資源的綜合利用程度還不高。僅從化學(xué)變化角度來(lái)看,從海水中提取有用元素絕不像試管實(shí)驗(yàn)?zāi)菢雍?jiǎn)便,其中的想象和創(chuàng)造的空間像海洋一樣廣闊而深遠(yuǎn)。教材在介紹海水水資源的利用和其他化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用上,與舊版教材相比,刪除了海帶提碘的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和原理介紹。關(guān)于海水提溴,新版教材比舊版教材有所拓展,新版教材是通過(guò)“思考與討論”欄目,在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生根據(jù)圖示分析海水提溴的工藝流程,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到一些化學(xué)原理并不復(fù)雜的過(guò)程在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)遇到很多復(fù)雜的問(wèn)題,甚至是非常巨大的挑戰(zhàn)。教材最后還提及海水提鈾和重水的戰(zhàn)略意義,以及潮汐能、波浪能等新型能源的開(kāi)發(fā)利用。
教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)閱讀理解、原理分析,了解海水資源的利用方法和從海水中獲得化學(xué)物質(zhì)(如氯化鈉、溴、金屬鎂、氫氧化鈉、氯氣)的方法,初步認(rèn)識(shí)海水資源的廣泛性和多樣性。
2.通過(guò)討論交流,原理分析,認(rèn)識(shí)海水提溴工藝流程圖的設(shè)計(jì)與分析,形成工業(yè)上提取物質(zhì)的一般思路和方法,培養(yǎng)模型認(rèn)知和證據(jù)推理的能力。
3.通過(guò)思考交流,問(wèn)題探究,能從化學(xué)的角度分析從自然資源到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化途徑,認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用和貢獻(xiàn),感受化學(xué)科學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用價(jià)值。
教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn):海水提溴的工藝流程、原理和分離提純方法
難點(diǎn):理解海水提溴的流程與原理
核心素養(yǎng)
宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析:通過(guò)宏觀(guān)上認(rèn)識(shí)自然資源—海水的開(kāi)發(fā)利用,能從化學(xué)微觀(guān)角度分析、探究海水的組成成分及從海水中提取化學(xué)物質(zhì)的工藝流程及方法。
科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):通過(guò)認(rèn)識(shí)海水資源的多樣性和分散性;不斷創(chuàng)新海水資源開(kāi)發(fā)利用的途徑和方法,能運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)分析海水資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展可能帶來(lái)的雙重影響,并對(duì)這些影響從多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任:關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,認(rèn)識(shí)環(huán)境保護(hù)和海水資源合理開(kāi)發(fā)的重要性,樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀(guān)念;深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系,贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)。
學(xué)情分析
學(xué)生在初中初步了解一些水資源的知識(shí),知道海水中含有大量的鹽分,且海水淡化的成本很高,知道水體的污染與凈化的基本方法等。同時(shí)高中學(xué)習(xí)了利用氧化還原反應(yīng)原理,可以實(shí)現(xiàn)某些化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等相關(guān)知識(shí),具備一定的分析、推理能力。但并不清楚海水資源的廣泛性和多樣性,利用所學(xué)知識(shí),結(jié)合化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)從海水中提取化學(xué)物質(zhì)的工藝流程的能力存在不足。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
環(huán)節(jié)一、
情景導(dǎo)入
生活情境
【回顧1】蒸餾實(shí)驗(yàn)的原理及所需主要儀器是什么?
【學(xué)生】蒸餾的原理是 利用液體混合物中各組分揮發(fā)度(沸點(diǎn))的差別,使液體混合物部分成分汽化并隨之使蒸氣部分冷凝,從而實(shí)現(xiàn)其所含組分的分離的方法 ;蒸餾實(shí)驗(yàn)的主要儀器名稱(chēng)為 蒸餾燒瓶、酒精燈、溫度計(jì)、冷凝管(含尾接管)、錐形瓶、鐵架臺(tái)等 。
【回顧2】合理開(kāi)發(fā)和利用金屬資源的主要途徑主要有哪些?
【學(xué)生】 = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①提高金屬礦物的利用率; = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②開(kāi)發(fā)環(huán)保高效的金屬冶煉方法; = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③防止金屬的腐蝕; = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④加強(qiáng)廢舊金屬的回收和再利用; = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤使用其他材料代替金屬材料,減少金屬的使用量。
【教師】評(píng)價(jià)、肯定。
【預(yù)習(xí)1】海水資源的利用主要包括哪些內(nèi)容?
【學(xué)生1】海水的淡化:通過(guò)從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去,都可以達(dá)到淡化海水的目的。
【學(xué)生2】海水制鹽:從海水中制得的氯化鈉,可以食用,同時(shí)也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸的工業(yè)原料。
【學(xué)生3】從海水中可以提取鎂、鉀、溴及其他化工產(chǎn)品。
【學(xué)生4】從海水中獲取能量:從海水中提取鈾和重水,用于核能開(kāi)發(fā);開(kāi)發(fā)潮汐能、波浪能等新型能源等。
【教師】評(píng)價(jià)、肯定。
【預(yù)習(xí)2】海水淡化有哪些主要的方法?
【學(xué)生】海水淡化的方法主要有 蒸餾法、電滲析法、離子交換法 等。其中 蒸餾法 的歷史最久,技術(shù)和工藝也比較成熟,但成本較高。因此,海水淡化與化工生產(chǎn)結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合,成為海水綜合利用的重要方向。
【教師】評(píng)價(jià)、肯定。
【導(dǎo)入】播放視頻“藍(lán)色星球上的寶藏”。地球表面海洋面積占到71%,海洋是人類(lèi)千萬(wàn)年來(lái)取之不盡、用之不竭的巨大資源寶庫(kù)。其中的水資源和其他化學(xué)資源具有十分巨大的開(kāi)發(fā)潛力。(視頻見(jiàn)PPT)
回顧舊知,預(yù)習(xí)新知,利用視頻資源,創(chuàng)設(shè)海洋—藍(lán)色星球上的寶藏真實(shí)情境,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望。
環(huán)節(jié)二、
氧海水水資源的利用
活動(dòng)一、認(rèn)識(shí)海水水資源的利用方法
【過(guò)渡】海洋約占地球表面積的71%,其中的水資源和其他化學(xué)資源具有十分巨大的開(kāi)發(fā)潛力。
【問(wèn)題1】查閱資料,閱讀教材P100頁(yè)第一、二自然段,結(jié)合教材P100頁(yè)圖8-3,思考從海洋資源的性質(zhì)、特點(diǎn)、存在形態(tài)等方面分析,海洋資源有哪些類(lèi)型?
【教師】投影、講解:按照海洋資源的性質(zhì)、特點(diǎn)、存在形態(tài),海洋資源可按下圖進(jìn)行分類(lèi),請(qǐng)歸納其類(lèi)型。
【學(xué)生1】海洋生物資源:包括漁業(yè)資源、藥物資源、珍稀物種資源;
【學(xué)生2】海底礦產(chǎn)資源:包括金屬礦產(chǎn)資源、非金屬礦產(chǎn)資源、石油和天然氣資源;
【學(xué)生3】海洋空間資源:包括土地資源、港口和交通資源、環(huán)境空間資源;
【學(xué)生4】海水資源:包括鹽業(yè)資源、溶存的化學(xué)資源、水資源;
【學(xué)生5】海洋新能源:包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上風(fēng)能資源;
【學(xué)生6】海洋旅游資源:包括海洋自然景觀(guān)旅游資源、娛樂(lè)和運(yùn)動(dòng)旅游資源、人類(lèi)海洋歷史遺跡旅游資源、海洋科學(xué)旅游資源、海洋自然保護(hù)區(qū)旅游資源。
【教師】評(píng)價(jià)、補(bǔ)充:海水中水的儲(chǔ)量約為1.3×1018 t,約占地球上總水量的97%。海水水資源的利用,主要包括海水淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等。
【問(wèn)題2】海水水資源的利用主要包括哪些方面?海水淡化有哪些主要的方法?
【學(xué)生1】海水中水資源的利用,主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。如用作工業(yè)冷卻用水、部分生活用水和耐鹽植物灌溉用水等。
【學(xué)生2】從海水中取得淡水的過(guò)程叫海水的淡化。
【教師】評(píng)價(jià)、講解:現(xiàn)在所用的海水淡化方法有海水凍結(jié)法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法、以及可實(shí)現(xiàn)盈利的碳酸銨離子交換法。目前應(yīng)用反滲透膜的反滲透法以其設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維護(hù)和設(shè)備模塊化的優(yōu)點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng),逐步取代蒸餾法成為應(yīng)用最廣泛的方法。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】關(guān)于海水資源的綜合利用,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.海水中含量最高的鹽是NaCl
B.電解飽和食鹽水可以制得金屬鈉
C.從海水中提取的鎂可用于制造火箭、飛機(jī)
D.食用含碘豐富的海產(chǎn)品可防治甲狀腺腫大
【答案】B
【解析】A項(xiàng),海水中含量最多的金屬元素是Na,其次是Mg,含量最多的非金屬是Cl,所以海水中含量最高的鹽是NaCl,說(shuō)法正確;B項(xiàng),電解飽和食鹽水可以制得NaOH、氫氣和氯氣,不能得到Na,說(shuō)法錯(cuò)誤;C項(xiàng),從海水中提取的鎂,制造的鎂鋁合金具有硬度大,質(zhì)量輕的特點(diǎn),可用于制造火箭、飛機(jī),說(shuō)法正確;D項(xiàng),碘是合成甲狀腺激素的重要物質(zhì),食用含碘豐富的海產(chǎn)品可防治甲狀腺腫大,說(shuō)法正確。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】水資源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的重要自然資源。在世界許多地方,對(duì)水的需求已經(jīng)超過(guò)水資源所能負(fù)荷的程度,同時(shí)有許多地區(qū)也存在水資源利用不平衡。下列關(guān)于水的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.蒸餾法是海水淡化的方法之一
B.淡水的密度小于海水的密度
C.融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井水中的少
D.0℃以上,溫度越高,水的密度越小
【答案】D
【解析】海水中溶有Na+、Mg2+、Cl-和SOeq \\al(2-,4)等,這些離子所組成的物質(zhì)的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)高,可用蒸餾法將其分離,A正確;上述雜質(zhì)的溶入使水溶液的密度增大,B正確;雪和雨水成分相同,是水蒸發(fā)形成的水蒸氣凝結(jié)而成的,含礦物質(zhì)很少,而深井中的水不斷地與硅酸鹽礦物質(zhì)接觸,其中溶有許多礦物質(zhì),C正確;由于水在4℃時(shí)密度最大,故D錯(cuò)誤。
通過(guò)了解海水資源的分類(lèi),認(rèn)識(shí)海水資源的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
認(rèn)識(shí)海水水資源對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活的重要性,了解海水的淡化方法。培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,調(diào)控課堂,提高教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性。
活動(dòng)二、探究海水的蒸餾
【過(guò)渡】海水淡化有多種方法,其中蒸餾法的歷史最久,技術(shù)和工藝也比較成熟,但成本較高。
【問(wèn)題1】結(jié)合蒸餾實(shí)驗(yàn)原理,思考如何進(jìn)行海水的蒸餾?
【教師】投影、講解:實(shí)驗(yàn)原理及裝置:
【教師】設(shè)凝:該實(shí)驗(yàn)的操作步驟有哪些?
【學(xué)生】交流:連接裝置→檢查裝置氣密性→向燒瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷卻水→給燒瓶加熱→收集蒸餾水→停止對(duì)燒瓶加熱→待冷卻至室溫后停止通入冷卻水→整理儀器。
【教師】評(píng)價(jià)、追問(wèn):該實(shí)驗(yàn)有哪些需要注意的問(wèn)題?
【學(xué)生1】燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱;
【學(xué)生2】燒瓶所盛液體不能超過(guò)燒瓶容積的eq \f(2,3),也不能少于eq \f(1,3);
【學(xué)生3】需向燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片,以防液體暴沸;
【學(xué)生4】冷凝器里的冷卻水要從冷凝器的下口進(jìn)、上口出。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào):蒸餾法淡化海水只需獲得淡水一種蒸餾產(chǎn)物。
【問(wèn)題2】探究海水的蒸餾裝置與普通的蒸餾裝置有何區(qū)別?蒸餾法淡化海水有何優(yōu)缺點(diǎn)?海水淡化的前景如何?
【學(xué)生1】因?yàn)楹K麴s得到的是淡水,水的沸點(diǎn)為100 ℃(常壓下)無(wú)需用溫度計(jì),因此可不用蒸餾燒瓶,而換為圓底燒瓶。
【學(xué)生2】蒸餾法的歷史最久,技術(shù)和工藝也比較成熟,但耗能大、成本較高,是目前海水淡化的主要方法。
【教師】評(píng)價(jià)、補(bǔ)充:海水淡化與化工生產(chǎn)結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合,成為海水綜合利用的重要方向。如:將發(fā)電廠(chǎng)等企業(yè)的工業(yè)余熱用于海水淡化是一種經(jīng)濟(jì)合理的途徑。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】下列有關(guān)水的說(shuō)法不正確的是( )
A.靜置沉淀、吸附沉淀、過(guò)濾、蒸餾凈化水的程度由低到高
B.用活性炭可以吸附水中的色素和異味
C.電解水實(shí)驗(yàn)中正極產(chǎn)生的氧氣,負(fù)極產(chǎn)生的氫氣,二者的質(zhì)量比是 1:2
D.水是生命之源,愛(ài)護(hù)水資源包括防止水體污染和節(jié)約用水兩方面
【答案】C。
【解析】A、靜置沉淀、吸附沉淀、過(guò)濾、蒸餾凈化水的程度由低到高,該選項(xiàng)正確。B、用活性炭可以吸附水中的色素和異味,該選項(xiàng)正確。C、電解水實(shí)驗(yàn)中正極產(chǎn)生的氧氣,負(fù)極產(chǎn)生的氫氣,二者的質(zhì)量比是 8:1,該選項(xiàng)不正確。D、水是生命之源,愛(ài)護(hù)水資源包括防止水體污染和節(jié)約用水兩方面,該選項(xiàng)正確。故選:C。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】化學(xué)在人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,下列說(shuō)法不正確的是( )
A.工業(yè)上常用加熱分解的方法冶煉不活潑金屬
B.海水淡化的方法有蒸餾法、滲析法和離子交換法
C.“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物
D.不合理施用化肥會(huì)影響土壤的酸堿性和土壤結(jié)構(gòu)
【答案】B
【解析】A.制取不活潑的金屬,如金屬汞,銀等,工業(yè)上一般加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質(zhì)和氧氣,A項(xiàng)正確;B.海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.綠色化學(xué)中最理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為希望的產(chǎn)物,C項(xiàng)正確;D.化肥需要合理使用,如果不合理施用化肥會(huì)影響土壤的酸堿性和土壤結(jié)構(gòu),D項(xiàng)正確;答案選B。
鞏固舊知,學(xué)習(xí)新知,培養(yǎng)利用所學(xué)知識(shí)解決具體問(wèn)題的能力,初步認(rèn)識(shí)海水淡化的方法—蒸餾法。
通過(guò)對(duì)比分析,進(jìn)一步認(rèn)識(shí)蒸餾法淡化海水的優(yōu)缺點(diǎn),培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和探究意識(shí)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,調(diào)控課堂,提高教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性。
環(huán)節(jié)三、
海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用
活
活活動(dòng)一、認(rèn)識(shí)海水化學(xué)資源的特點(diǎn)
【過(guò)渡】海水資源除了水資源的開(kāi)發(fā)利用外,還有豐富的化學(xué)資源。
【問(wèn)題1】閱讀教材P100頁(yè)第三自然段,結(jié)合“資料卡片”欄目,思考海水化學(xué)資源有何特點(diǎn)?
【學(xué)生1】具有多樣性:海水中溶解和懸浮著大量的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物,包括常量元素H、O 、Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B 、F 等13種(超過(guò)總量的 99%),其中含量最高的是Cl占55.06%,其次Na是占30.62%。其余微量元素元素,總計(jì)含有80多種元素。(各元素含量見(jiàn)PPT)
【學(xué)生2】具有分散性:海水中含有元素的種類(lèi)多、總儲(chǔ)量很大,但許多元素的富集程度很低。這是從海水中提取物質(zhì)需要解決的問(wèn)題。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào):海水中元素種類(lèi)雖很多,總計(jì)含有80多種,但許多元素的富集程度很低。
【問(wèn)題2】結(jié)合教材P100頁(yè)圖8-3,思考如何從海水中提取食鹽?以食鹽為原料可以制備哪些物質(zhì)?
【學(xué)生1】從海水中提取食鹽的方法是鹽田法(又叫灘曬法),其原理是把海水引到鹽灘上,利用日光和風(fēng)力使水分蒸發(fā),就可以得到食鹽。
【教師】評(píng)價(jià)、肯定:鹽田法歷史最悠久,而且也是最簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的方法,現(xiàn)在還在廣泛采用。
【學(xué)生2】食鹽用途廣泛,除了供食用外,還作為化工原料用于生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等。
【教師】評(píng)價(jià)、講解(投影):
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①氯堿工業(yè):2NaCl+2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2NaOH+H2↑+Cl2↑。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②制鈉和氯氣:2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))2Na+Cl2↑。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③制鹽酸:H2+Cl2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2HCl。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
【教師】補(bǔ)充:食鹽除上述用途外,還可以通過(guò)侯氏制堿法得到純堿等化工產(chǎn)品。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】“關(guān)注海洋健康,守護(hù)蔚藍(lán)星球”,我們每個(gè)公民義不容辭。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A.可通過(guò)蒸餾法、電滲析法、離子交換法從海水中獲得淡水
B.地球上99%的溴元素存在于海洋中,故溴稱(chēng)為“海洋元素”
C.從海水中提取的NaCl可進(jìn)一步用于生產(chǎn)NaOH
D.海水只能提供物質(zhì)資源,不能提供能量資源
【答案】D
【解析】A.海水中含有豐富的資源,從海水中得到淡水的方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法,故A正確;B.地球上99%的溴元素存在于海水中,所以人們也把溴稱(chēng)為“海洋元素”,故B正確;C.從海水中能提取氯化鈉,電解飽和氯化鈉溶液可以制得氫氧化鈉,故C正確;D.海洋資源指的是與海水水體及海底、海面本身有著直接關(guān)系的物質(zhì)和能量,海水既能提供物質(zhì)資源,也能提供能量資源,如波浪、潮汐、潮流等會(huì)產(chǎn)生能量,故D錯(cuò)誤;故選D。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】除去粗鹽中的雜質(zhì)MgCl2、CaCl2和Na2SO4,過(guò)程如下:
下列有關(guān)說(shuō)法中,不正確的是( )
A.試劑①②③依次加入過(guò)量的Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液
B.溶解、過(guò)濾都用到玻璃棒,其作用攪拌,加速溶解:引流
C.除去Ca2+的主要反應(yīng):Ca2++COeq \\al(2-,3)=CaCO3↓
D.向?yàn)V液中加入鹽酸是為了除去過(guò)量的氫氧化鈉和碳酸鈉
【答案】A
【解析】由實(shí)驗(yàn)流程可知,粗鹽溶解后,先加NaOH除去MgCl2,再加BaCl2除去Na2SO4,然后加Na2CO3除去CaCl2及過(guò)量的BaCl2,且Na2CO3一定在BaCl2之后,過(guò)濾后,濾液中加濃鹽酸,最后蒸發(fā)結(jié)晶得到NaCl固體,以此來(lái)解答。A.碳酸鈉一定在氯化鋇之后,可除去過(guò)量的鋇離子,則試劑①、②、③分別是NaOH、BaCl2、Na2CO3,或BaCl2、NaOH、Na2CO3,故A錯(cuò)誤;B.溶解、過(guò)濾都用到玻璃棒,其作用是:攪拌,加速溶解;引流,故B正確;C.加Na2CO3除去CaCl2,則除去Ca2+的主要反應(yīng):Ca2++COeq \\al(2-,3)=CaCO3↓,故C正確;D.加入的除雜試劑都是過(guò)量的,向?yàn)V液中加入鹽酸是為了除去過(guò)量的氫氧化鈉和碳酸鈉,故D正確;故選A。
通過(guò)了解海水中的組成元素,認(rèn)識(shí)海水中主要的化學(xué)資源—氯化鈉和氯化鎂。
認(rèn)識(shí)氯化鈉對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活的重要性。建立利用氯化鈉為原理制備有關(guān)化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)知模型。培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,調(diào)控課堂,提高教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性。
活
活
活活動(dòng)二、海水中溴、鎂等其他化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用
【過(guò)渡】目前,從海水中制得的氯化鈉除了供食用,還作為化工原料用于生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等。在傳統(tǒng)海水制鹽工業(yè)的基礎(chǔ)上,還可以從海水中制取鎂、鉀、溴及其他化工產(chǎn)品。
【問(wèn)題1】根據(jù)教材P101頁(yè)“思考與討論”欄目,結(jié)合圖8-4分析、思考如何從海水中提取溴?
【教師】投影,講解:工業(yè)規(guī)模提取溴的常用方法是空氣吹出法,工藝流程為:
【教師】設(shè)凝:根據(jù)該工藝流程圖,請(qǐng)歸納從海水中提取溴的步驟有哪些?
【學(xué)生1】濃縮:海水曬鹽和海水淡化過(guò)程中的副產(chǎn)物Br-得到濃縮。
【學(xué)生2】氧化:向酸化的濃縮海水中通入適量的氯氣,使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì),化學(xué)方程式為2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2。
【學(xué)生3】吹出:向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣,將溴單質(zhì)吹出。
【學(xué)生4】吸收:用盛有二氧化硫的溶液吸收吸收溴單質(zhì)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(富集)。
【學(xué)生5】提取(蒸餾):向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣將氫溴酸氧化為溴單質(zhì)后蒸餾分離),2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào):空氣吹出法進(jìn)行海水提取溴時(shí),常用純堿溶液代替二氧化硫溶液來(lái)吸收單質(zhì)溴:3Br2+3Na2CO3===NaBrO3+5NaBr+3CO2↑;
然后用硫酸酸化,即可得到產(chǎn)品溴:NaBrO3+5NaBr+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O。
【問(wèn)題2】探究海水中的鎂元素主要以可溶性的鎂鹽操作,思考如何從海水中提取鎂?
【教師】投影、講解:工藝流程:
【教師】追問(wèn):結(jié)合該流程圖,思考海水提取鎂的步驟及原理是什么?并寫(xiě)出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。
【學(xué)生1】分解貝殼制取氫氧化鈣:CaCO3eq \(=====,\s\up7(高溫))CaO+CO2↑、CaO+H2O===Ca(OH)2;
【學(xué)生2】沉淀鎂離子:Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2
【學(xué)生3】制備氯化鎂:
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O;
【學(xué)生4】制取金屬鎂:MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))Mg+Cl2↑。
【教師】評(píng)價(jià)、強(qiáng)調(diào):①由MgCl2·6H2O加熱制取無(wú)水MgCl2時(shí),要不斷通入干燥的HCl氣體,防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。
②此外,從海水中獲得其他物質(zhì)和能量也具有廣闊的前景。如從海水中提取鈾和重水,鈾和重水是核能開(kāi)發(fā)的重要原料及潮汐能、波浪能等新型能源開(kāi)發(fā)和利用。
【問(wèn)題3】拓展探究:聯(lián)系實(shí)際,思考海水資源還有哪些其他的利用?
【學(xué)生1】生物資源:海洋生物品種繁多,通過(guò)養(yǎng)殖、增殖等途徑可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。
【學(xué)生2】獲取能量物質(zhì):提取鈾和重水用來(lái)開(kāi)發(fā)核能。
【學(xué)生】開(kāi)發(fā)利用新型能源:潮汐能、波浪能等。
【教師】評(píng)價(jià)、補(bǔ)充:海水資源的其它利用(圖片見(jiàn)PPT)。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】從淡化海水中提取溴的流程如下圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.X為SO2氣體,也可將SO2換成Na2SO3
B.設(shè)備Y為蒸餾塔
C.在提取溴的過(guò)程中一定有Br-被氧化
D.工業(yè)上,每獲得1 ml Br2,需要消耗Cl2體積最多為44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
【答案】C
【解析】 D 因?yàn)殇咫x子要經(jīng)過(guò)二次氧化,因此工業(yè)上每獲得1 mlBr2,需要消耗Cl2的體積最少為44.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下),錯(cuò)誤。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】自然界中的鎂主要以化合態(tài)形式存在于地殼和海水中。如圖是工業(yè)上提取鎂的生產(chǎn)流程。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.煅燒貝殼得到生石灰,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
B.先將海水中的鎂沉淀,再轉(zhuǎn)化為MgCl2,是為了提高溶液中鎂離子的濃度
C.沉淀池中主要發(fā)生的反應(yīng)為Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2
D.工業(yè)上利用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂的原因是氯化鎂的熔點(diǎn)比氧化鎂低得多
【答案】A
【解析】A.煅燒貝殼得到生石灰,化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化,因此該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),故A錯(cuò)誤;B.先將海水中的鎂沉淀變?yōu)镸g(OH)2,再加入鹽酸轉(zhuǎn)化為MgCl2,是為了提高溶液中鎂離子的濃度,故B正確;C.沉淀池主要將鎂離子沉淀,其主要發(fā)生的反應(yīng)為Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2,故C正確;D.工業(yè)上利用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂,而不采用電解熔融氧化鎂的原因是氯化鎂的熔點(diǎn)比氧化鎂低得多,故D正確。綜上所述,答案為A。
認(rèn)識(shí)海水中提取溴的工藝流程及原理,建立海水提溴的認(rèn)知模型。培養(yǎng)宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。
認(rèn)識(shí)海水中提取鎂的工藝流程及原理,建立海水提鎂的認(rèn)知模型。培養(yǎng)微觀(guān)探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知化學(xué)核心素養(yǎng)。
檢測(cè)與評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,調(diào)控課堂,提高教學(xué)的針對(duì)性和實(shí)效性。
環(huán)節(jié)四、課后鞏固
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述不正確的是( )
A.用海水淡化后的濃縮海水作原料提取溴
B.在太陽(yáng)能資源相對(duì)充足的沿海地區(qū)建造海水淡化廠(chǎng)
C.利用“海水→氯化鈉→金屬鈉→氫氧化鈉”的工藝流程生產(chǎn)燒堿
D.利用“海水→氫氧化鎂→氯化鎂→金屬鎂”的工藝流程生產(chǎn)金屬鎂
【答案】C
【解析】A.用海水淡化后的濃縮海水作原料提取溴;B.在太陽(yáng)能資源相對(duì)充足的沿海地區(qū)建造海水淡化廠(chǎng);C.工業(yè)上通過(guò)電解飽和食鹽水來(lái)生產(chǎn)燒堿,C錯(cuò)誤;D.利用“海水→氫氧化鎂→氯化鎂→金屬鎂”的工藝流程生產(chǎn)金屬鎂。
2.海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù),下列有關(guān)海水綜合利用的說(shuō)法正確的是( )
A.海水中含有鉀元素,只需經(jīng)過(guò)物理變化就可以得到鉀單質(zhì)
B.海水蒸發(fā)制海鹽的過(guò)程中只發(fā)生了化學(xué)變化
C.從海水中可以得到NaCl,電解熔融NaCl可制備Cl2
D.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
【答案】C
【解析】海水中的鉀元素以化合態(tài)形式存在,要使化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài),一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),A不正確;海水蒸發(fā)制海鹽,是發(fā)生了物理變化,B不正確;電解熔融NaCl可以制得Na和Cl2,C正確;潮汐發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,因此D也不正確。
3.一種工業(yè)制備無(wú)水氯化鎂的工藝流程如下:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.物質(zhì)X常選用生石灰
B.工業(yè)上常月電解熔融MgCl2制備金屬鎂
C.氯化過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為:MgO+C+Cl2eq \(====,\s\up7(高溫))MgCl2+CO
D.氯化過(guò)程中,生成95 g MgCl2時(shí),理論上消耗22.4 L Cl2
【答案】D
【解析】A項(xiàng),物質(zhì)X的作用是使鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀,工業(yè)上常選用生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣溶液沉鎂,正確;B項(xiàng),金屬鎂為活潑金屬,工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂,正確;C項(xiàng),由流程圖知,氯化過(guò)程中反應(yīng)物為C、MgO、Cl2,生成物為MgCl2、CO,故發(fā)生的反應(yīng)為:MgO+C+Cl2eq \(====,\s\up7(高溫))MgCl2+CO,正確;D項(xiàng),沒(méi)有標(biāo)明是否在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無(wú)法算氯氣的體積,錯(cuò)誤。
4.空氣吹出法是工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法,流程如下:
下列說(shuō)法不正確的是( )
A.獲得工業(yè)Br2的方法是過(guò)濾
B.步驟②③的目的是富集溴元素
C.步驟①發(fā)生的主要反應(yīng)為:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
D.步驟②發(fā)生的主要反應(yīng)為:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+3CO2+NaBrO3
【答案】A
【解析】A項(xiàng),利用溴的揮發(fā)性,空氣吹出法是獲得工業(yè)Br2的方法,錯(cuò)誤;B項(xiàng),步驟②③是使溴元素濃度增大,目的是富集溴元素,正確;C項(xiàng),步驟①是用氯氣把溴離子氧化為溴單質(zhì),發(fā)生的主要反應(yīng)為:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,正確;D項(xiàng),步驟②是溴和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成溴化鈉、硝酸鎳、二氧化碳,發(fā)生的主要反應(yīng)為:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+3CO2+NaBrO3,正確。
5.21世紀(jì)以來(lái),國(guó)與國(guó)之間因?qū)Q髾?quán)益的爭(zhēng)奪引起的摩擦不斷,在捍衛(wèi)主權(quán)的同時(shí),人們看重的是海洋這個(gè)巨大的資源寶藏。下列對(duì)于海水利用的認(rèn)識(shí)不正確的是( )
A.海水中蘊(yùn)藏著豐富的鐵、錳、鈷等金屬元素,這些物質(zhì)可以大量開(kāi)發(fā),以彌補(bǔ)資源的短缺
B.淡化海水的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法
C.曬鹽濃縮后得到的苦鹵中含有濃度較高的溴離子,向苦鹵中通入氯氣,可以得到溴單質(zhì)
D.從海水中可以提取食鹽、溴、鉀鹽、鎂及其化合物、鈾、重水等
【答案】A
【解析】A.海底的資源非常豐富,蘊(yùn)藏著豐富的鐵、錳、鈷等金屬元素,在考慮資源、成本、環(huán)境等因素的條件下,提倡合理開(kāi)發(fā)這些物質(zhì),以彌補(bǔ)資源的短缺,故A錯(cuò)誤;B.海水為鹽和水的混合物,可以利用蒸餾法、電滲析法、離子交換法等方法實(shí)現(xiàn)海水的淡化,故B正確;C.曬鹽濃縮后得到的苦鹵中含有濃度較高的溴離子,向苦鹵中通入氯氣,氯氣可以與苦鹵中的溴離子發(fā)生置換反應(yīng)得到溴單質(zhì),故C正確;D.海水資源的利用主要是指從海水中可以提取食鹽、溴、鉀鹽、鎂及其化合物、鈾、重水、鹵水等,故D正確;故選A。
6.海水綜合利用的工藝流程如圖所示(粗鹽中的可溶性雜質(zhì)有MgCl2、CaCl2、Na2SO4),下列說(shuō)法不正確的是( )
A.過(guò)程①加入的藥品順序?yàn)镹a2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液→過(guò)濾后加鹽酸
B.過(guò)程②中所加的試劑是鹽酸
C.過(guò)程④的離子方程式:SO2+Br2+2H2O=SO+2Br-+4H+
D.在過(guò)程③或⑤反應(yīng)中每氧化0.2mlBr-需消耗標(biāo)況下2.24LCl2
【答案】A
【解析】A.Ca2+用碳酸鈉除去,Mg2+用氫氧化鈉除去,SOeq \\al(2-,4)用氯化鋇除去,最后加入鹽酸酸化。但用于過(guò)量的氯化鋇要用碳酸鈉來(lái)除,所以碳酸鈉必需放在氯化鋇的后面,而氫氧化鈉可以隨意調(diào)整,A錯(cuò)誤;B.氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水,所以過(guò)程②中所加的試劑是鹽酸,B正確;C.過(guò)程④中二氧化硫和溴反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,離子方程式:SO2+Br2+2H2O=SOeq \\al(2-,4)+2Br-+4H+,C正確;D.在過(guò)程③或⑤反應(yīng)中均是溴離子被氧化為溴單質(zhì),根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒每氧化0.2mlBr-需0.1ml氯氣,標(biāo)況下2.24LCl2,D正確; 故選A。
7.海水化學(xué)資源開(kāi)發(fā)利用中的提碘、提溴的部分過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.I中操作①用到的玻璃儀器只有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管
B.I中操作②的苯可用酒精代替
C.Ⅱ中SO2與Br2反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
D.Ⅱ中還原性:
【答案】C
【解析】A.I中操作①為過(guò)濾,缺少玻璃儀器漏斗,A錯(cuò)誤;B. 酒精與水互溶,不能做萃取劑,I中操作②的苯不可用酒精代替,B錯(cuò)誤;C. Ⅱ中,水參與下,SO2與Br2反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,化學(xué)方程式為:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,C正確;D.還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性,Ⅱ中2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,Br-是還原劑、Cl-是還原產(chǎn)物,則還原性:Br->Cl-,又有反應(yīng):Br2+SO2+2H2O=2Br-+4H++SOeq \\al(2-,4),二氧化硫是還原劑、Br-是還原產(chǎn)物,則還原性:SO2>Br-,綜上,還原性:SO2>Br->Cl-,D錯(cuò)誤;答案選C。
8.大海中蘊(yùn)藏著豐富的資源,部分化學(xué)資源獲取途徑如圖:
(1)下列有關(guān)說(shuō)法正確的是_____________________。
A.步驟Ⅰ中除去粗鹽中的雜質(zhì)離子Ca2+、Mg2+、SO,加入試劑的先后順序可以是BaCl2、Na2CO3、NaOH
B.用澄清的石灰水可鑒別NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
C.在第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ步驟中,溴元素均被氧化
(2)步驟Ⅳ蒸餾過(guò)程中不可能用到的儀器有_______________________。
A.溫度計(jì) B.容量瓶 C.直形冷凝管 D.酒精燈
(3)步驟Ⅲ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。
(4)經(jīng)過(guò)步驟Ⅱ已獲得Br2,不直接用含Br2的稀溶液進(jìn)行蒸餾,而要經(jīng)過(guò)“空氣吹出、SO2吸收、通入氯氣”后再蒸餾,其目的是_______________________________。
(5)根據(jù)流程中的反應(yīng)可判斷SO2、Cl2、Br2三種物質(zhì)的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)__________________。
【答案】(1)A (2)B (3)Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
(4)富集Br2(直接蒸餾低濃度溴水成本高,經(jīng)過(guò)吸收、氧化后得到濃度較高的Br2溶液)
(5)Cl2>Br2>SO2
【解析】(1)A.鎂離子用氫氧根離子沉淀,加入過(guò)量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀,硫酸根離子用鋇離子沉淀,加入過(guò)量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀,至于是先除鎂離子,還是先除硫酸根離子都行,鈣離子用碳酸根離子沉淀,除鈣離子加入碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀,但是加入的碳酸鈉要放在加入的氯化鋇之后,這樣碳酸鈉會(huì)除去反應(yīng)剩余的氯化鋇,離子都沉淀了,再進(jìn)行過(guò)濾,最后再加入鹽酸除去反應(yīng)剩余的氫氧根離子和碳酸根離子,所以加入試劑的先后順序可以是BaCl2、Na2CO3、NaOH,A項(xiàng)正確;B.澄清石灰水的主要成分是氫氧化鈣,但氫氧化鈣可以與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,也可以與碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.步驟II中氯氣將母液中的溴離子氧化成溴單質(zhì),步驟III中利用空氣將溶液中的溴單質(zhì)吹出與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成溴離子,這里面的溴元素是被還原的,步驟IV中溶液中的溴離子又被氯氣氧化成溴單質(zhì),C項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選A。
(2)蒸餾時(shí)用到的儀器沒(méi)有容量瓶,容量瓶是在配制一定體積一定濃度溶液時(shí)所使用的計(jì)量?jī)x器,答案選B。
(3)二氧化硫和溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),其中二氧化硫做還原劑,被氧化成硫酸根,溴單質(zhì)做氧化劑,被還原成溴離子,依據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒,兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr。
(4)由于開(kāi)始得到的是溴的稀溶液,直接蒸餾低濃度溴水成本高,產(chǎn)率低,經(jīng)過(guò)吸收、氧化后得到濃度較高的Br2溶液,實(shí)現(xiàn)對(duì)溴的富集。
(5)由題目可知,氯氣可以將溴離子氧化成溴單質(zhì),說(shuō)明氯氣的氧化性比溴單質(zhì)強(qiáng),而溴單質(zhì)又可以把二氧化硫氧化成硫酸根,說(shuō)明溴單質(zhì)的氧化性比二氧化硫強(qiáng),因此三者氧化性強(qiáng)弱的順序?yàn)椋篊l2>Br2>SO2。
及時(shí)鞏固、消化所學(xué),促進(jìn)掌握必備知識(shí),評(píng)價(jià)教學(xué)效果,為后期優(yōu)化教學(xué)方案提供依據(jù),培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題等關(guān)鍵能力。
課堂總結(jié)
板書(shū)
設(shè)計(jì)
自然資源的開(kāi)發(fā)利用
海水資源的開(kāi)發(fā)利用
一、海水水資源的利用
1、認(rèn)識(shí)海水水資源的利用方法
(1)海水資源的分類(lèi)
(2)海水水資源的利用
海水淡化:電滲析法、蒸餾法、反滲透法、離子交換法。
直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。
2、探究海水的蒸餾
二、海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用
1、海水制鹽(鹽田法):氯化鈉供食用外,還作為化工原料用于生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等。
2、海水提溴:濃縮→氧化→吹出→吸收→分離→Br2。
3、海水提鎂:Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg
教學(xué)
反思
本課時(shí)海水資源的開(kāi)發(fā)利用包括海水水資源和海水化學(xué)資源兩部分,重點(diǎn)是海水提取溴,既是是本節(jié)(或課時(shí))內(nèi)容的重點(diǎn),也是本節(jié)(或課時(shí))內(nèi)容的難點(diǎn)。海水水資源的利用比較簡(jiǎn)單,重點(diǎn)是在教師的引導(dǎo)下認(rèn)識(shí)海水淡化的目的意義和常用方法,并復(fù)習(xí)鞏固蒸餾實(shí)驗(yàn)操作。通過(guò)分析利用海水提取不同化學(xué)物質(zhì)的工藝流程,并結(jié)合氧化還原反應(yīng)原理分析含不同價(jià)態(tài)溴元素的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,形成海水提取氯化鈉、溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的分離,提純及物質(zhì)的富集、循環(huán)利用方法的基本思維模型,培養(yǎng)學(xué)生的離子觀(guān)、元素觀(guān)和變化觀(guān),培養(yǎng)節(jié)約、安全、環(huán)保等意識(shí)。有利于學(xué)生形成從自然界提取物質(zhì)的一般思路和方法的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí),逐漸建立起解決較為復(fù)雜的真實(shí)化學(xué)問(wèn)題的思維框架。
這是一份人教版 (2019)必修 第二冊(cè)第一節(jié) 自然資源的開(kāi)發(fā)利用優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì),共18頁(yè)。教案主要包含了課后鞏固等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中化學(xué)第一節(jié) 自然資源的開(kāi)發(fā)利用教案,共8頁(yè)。教案主要包含了核心素養(yǎng),教學(xué)目標(biāo),教學(xué)過(guò)程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (新課標(biāo))必修2第四章 化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用第一節(jié) 開(kāi)發(fā)利用金屬礦物和海水資源第2課時(shí)教案設(shè)計(jì),共5頁(yè)。教案主要包含了海水中蘊(yùn)藏的資源及其開(kāi)發(fā)意義,海水中的化學(xué)資源,實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)最終結(jié)論等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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