課題2 海水的綜合利用1課時教學目標 1.了解氯堿工業(yè)反應原理;正確書寫電極反應方程式和電解的總化學方程式。    2.初步了解電解槽的簡單結構及食鹽水的精制。    3.常識性介紹以氯堿工業(yè)為基礎的化工生產。    4.通過電解食鹽水的實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力、分析歸納能力和利用化學原理解決實際問題的能力。    5.通過閱讀材料,培養(yǎng)學生的自學能力。6.通過對實驗現象的觀察,掌握觀察實驗的方法和步驟,準確記錄實驗現象,正確分析實驗現象,探究實驗規(guī)律的方法。通過討論,激發(fā)學生的求知欲,閃現智慧火花,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。教學重點氯堿工業(yè)反應原理。教學難點氯堿工業(yè)反應原理。教學方法 演示實驗法教學用具1.實驗儀器:鐵架臺、U型管、石墨電極、導線、電流表、直流電源。    2.實驗藥品:飽和氯化鈉溶液。3.幻燈片若干張。課時安排2課時引入新課:本節(jié)課我們學習電解飽和食鹽水制燒堿——又稱氯堿工業(yè)。我們學習的主要目標是掌握工業(yè)上制取氯氣和燒堿的反應原理,初步了解化工生產設備、原料及其精制、生產流程。    【板書】第二節(jié) 氯堿工業(yè)    一、電解飽和食鹽水反應原理    【演示】實驗裝置如右圖:    【投影】實驗步驟:     1.按裝置圖安裝好儀器。    2.向U型管中注人飽和食鹽水,接通電源。    3.向陰陽兩極滴加幾滴酚酞溶液,把濕潤的淀粉碘化鉀試紙分別放在陰陽兩極試管口上方。    【設疑】電解池兩極上各有什么現象產生?    【提問】請描述實驗現象,試判斷出結論。【學生回答】(相互補充)1.兩極均產生氣體。    2.陰極區(qū)附近溶液出現紅色,有堿生成。    3.陽極淀粉碘化鉀試紙變藍,氣體有刺激性氣味,應是Cl2。    【閱讀討論】閱讀教材,看后相互討論,推選代表回答產生這種現象的原因。【小結并板書】師生共同總結:     在陰極由于2H+2e- = H2,H+不斷被消耗,促進H2O H+OH-向右移動,破壞了水的電離平衡,c (OH-)相對的增大了,因此,在陰極附近形成了氫氧化鈉溶液。    【提問】寫出電解的總的化學反應方程式。    【板演】2NaCl2H2O = H2Cl22NaOH    【追問】這樣寫是否正確?    【回答】不正確,反應條件應寫通電或電解。    【過渡】工業(yè)上就是應用電解食鹽水溶液的方法制取燒堿和氯氣的,下面我們研究工業(yè)制堿方法。    【板書】二、離子交換膜法制燒堿    【講述】目前世界上比較先進的電解制堿技術是離子交換膜法。請同學們結合幻燈片上的自學提綱,閱讀教材。    【投影】1.離子交換膜電解槽的簡單構造如何?    2.離子交換膜的作用是什么?    3.工業(yè)制堿的簡單生產流程怎樣?    【自學討論】學生閱讀,同學之間可以相互討論,教師解疑。    【小結】師生共同活動:    【板書】1,生產設備名稱:離子交換膜電解槽    陽極:金屬鈦網(涂鈦釕氧化物)    陰極:碳鋼網(有鎳涂層)    陽離子交換膜:只允許陽離子通過,把電解槽隔成陰極室和陽極室。    2.離子交換膜的作用:    (1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸    (2)避免氯氣與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產量    3.生產流程(詳見教材內容)。    【投影】          【設疑】氯堿工業(yè)的原料是飽和食鹽水,由于粗鹽中含有泥沙、Ca2+、Mg2+Fe3+、SO42-雜質,會在堿性溶液中形成沉淀,損壞離子交換膜,所以必須要對粗鹽水進行凈化。那么,如何凈化鹽水呢?    實際上這是一個物質分離和提純的問題。請同學們思考:    1.用什么方法除去泥沙?    2.用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-?    3.所用試劑只有過量才能除凈這些雜質,你能設計一個合理的順序逐一除雜嗎?    【討論】同學之間相互討論探討。    【歸納總結】師生共同活動。    【板書】4.精制食鹽水    步驟及原理如下:(所加試劑必須過量,過量試劑必須除去,步驟必須最簡單)    過濾以除去泥沙。    加入稍過量的BaCl2溶液以除去SO42-SO42- + Ba2+ = BaSO4。    加入稍過量的Na2CO3溶液以除去Ca2+Ba2+CO32- + Ca2+ = CaCO3;CO32- + Ba2+ = BaCO3    加入稍過量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+Mg2+2OH-Mg(OH)2;Fe3+3OH-Fe(OH)3    過濾以除去上述產生的沉淀。    這樣處理后的鹽水仍含有一些Ca2+Mg2+等金屬離子,必須用離子交換樹脂除去。【小結】由學生總結一下本節(jié)課所講述內容,教師適時給予點撥 【板書設計】 一、電解飽和食鹽水反應原理     二、離子交換膜法制燒堿    1.生產設備名稱:離子交換膜電解槽    陽極:金屬鈦網(涂鈦釕氧化物)    陰極:碳鋼網(有鎳涂層)    陽離子交換膜:只允許陽離子通過,把電解槽隔成陰極室和陽極室    2.離子交換膜的作用:    (1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸    (2)避免氯氣與氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉產量    3.生產流程    4.精制食鹽水    步驟及原理如下:(所加試劑必須過量,過量試劑必須除去,步驟必須最簡單)    ①過濾以除去泥沙    ②加入稍過量的BaCl2溶液以除去SO42-SO42- + Ba2+ = BaSO4。    ③加入稍過量的Na2CO3溶液以除去Ca2+Ba2+CO32- + Ca2+ = CaCO3;CO32- + Ba2+ = BaCO3    加入稍過量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+Mg2+2OH-Mg(OH)2;Fe3+3OH-Fe(OH)3    ⑤過濾以除去上述產生的沉淀。    ⑥這樣處理后的鹽水仍含有一些Ca2+、Mg2+等金屬離子,必須用離子交換樹脂除去。          2 課時教學目標 1.海水提溴吹出法原理,流程2.海水提鎂的流程,3.海水中提取重水的意義和方法教學重點1.海水提溴吹出法原理,流程2.海水提鎂的流程,教學方法 展示圖片法教學用具    海水提鎂、提溴的圖片課時安排2課時教學過程 引入新課:浩瀚的海洋是個巨大的寶庫,不僅可以提供給我們豐富的食物、食鹽、也是化工生產中重要的資源來源。我們已經知道它是氯堿工業(yè)的來源,那么,還有那些行業(yè)需要從海洋中獲得資源呢?新課教學:板書:海水提溴目前,從海洋種提取的溴約占世界溴產量的三分之一。常用的海水提溴的方法叫做吹出法。下面我們看一下它的反應原理 1、氧化    工業(yè)上從海水中提取溴時,首先通氯氣于pH3.5左右曬鹽后留下苦鹵(富含Br-離子)中置換出Br2。Cl2 +2Br -  =Br2+ 2Cl -2、吹出     然后用空氣把Br2吹出,再用Na2C03溶液吸收,即得較濃的NaBrNaBrO3溶液:       3CO32- + 3Br2 = 5Br- + BrO33- + 3CO2 最后,用硫酸將溶液酸化,Br2即從溶液中游離出來:                 5Br- + BrO33- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O   3、吸收  用還原劑二氧化硫使溴單質變?yōu)镠Br,再用氯氣將其氧化成溴產品。Br2 + SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4Cl2 +2Br -  =Br2+ 2Cl - 工業(yè)生產種它的工藝流程有時怎樣的呢?
展示圖片                   不僅可以從海水中提取到溴,還有很多材料,比如說鎂其 反應原理及反應式如下工業(yè)生產流程  除此之外,還可以從海水中提取重水。氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質子外,比氫多了一個中子。氘的化學性質與氫一樣,但是一個氘原子比一個氫原子重一倍,所以叫做重氫。氫二氧一化合成水,重氫和氧化合成的水叫做重水。重水主要賦存于海水中,總量可達250億噸。重水現在已是核反應堆運行不可缺少的輔助材料,也是制取氘的原料它的制備方法有蒸餾法:這種方法只能得到純度為92%的重水;電解法:可得99.7%的重水,但消耗電能特別大。      

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課題2 海水的綜合利用

版本: 人教版 (新課標)

年級: 選修2 化學與技術

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