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    高中化学-新课标人教版选修二 第2单元课题2 海水的综合利用 教案
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    高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 海水的综合利用教案

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    这是一份高中化学人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 海水的综合利用教案,共6页。教案主要包含了学生回答,阅读讨论,小结并板书,自学讨论,归纳总结,板书设计等内容,欢迎下载使用。

    课题2 海水的综合利用

    1课时

    教学目标

    1.了解氯碱工业反应原理;正确书写电极反应方程式和电解的总化学方程式。

        2.初步了解电解槽的简单结构及食盐水的精制。

        3.常识性介绍以氯碱工业为基础的化工生产。

        4.通过电解食盐水的实验,培养学生的观察能力、分析归纳能力和利用化学原理解决实际问题的能力。

        5.通过阅读材料,培养学生的自学能力。

    6.通过对实验现象的观察,掌握观察实验的方法和步骤,准确记录实验现象,正确分析实验现象,探究实验规律的方法。通过讨论,激发学生的求知欲,闪现智慧火花,培养创新意识。

    教学重点

    氯碱工业反应原理。

    教学难点

    氯碱工业反应原理。

    教学方法

     演示实验法

    教学用具

    1.实验仪器:铁架台、U型管、石墨电极、导线、电流表、直流电源。

        2.实验药品:饱和氯化钠溶液。

    3.幻灯片若干张。

    课时安排

    2课时

    引入新课:

    本节课我们学习电解饱和食盐水制烧碱——又称氯碱工业。我们学习的主要目标是掌握工业上制取氯气和烧碱的反应原理,初步了解化工生产设备、原料及其精制、生产流程。

        【板书】第二节 氯碱工业

        一、电解饱和食盐水反应原理

        【演示】实验装置如右图:

        【投影】实验步骤:

        1.按装置图安装好仪器。

        2.向U型管中注人饱和食盐水,接通电源。

        3.向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液,把湿润的淀粉碘化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。

        【设疑】电解池两极上各有什么现象产生?

        【提问】请描述实验现象,试判断出结论。

    【学生回答】(相互补充)

    1.两极均产生气体。

        2.阴极区附近溶液出现红色,有碱生成。

        3.阳极淀粉碘化钾试纸变蓝,气体有刺激性气味,应是Cl2

        【阅读讨论】阅读教材,看后相互讨论,推选代表回答产生这种现象的原因。

    【小结并板书】师生共同总结:

        在阴极由于2H+2e- = H2H+不断被消耗促进H2O H+OH-向右移动破坏了水的电离平衡c (OH-)相对的增大了因此在阴极附近形成了氢氧化钠溶液。

        【提问】写出电解的总的化学反应方程式。

        【板演】2NaCl2H2O = H2Cl22NaOH

        【追问】这样写是否正确?

        【回答】不正确,反应条件应写通电或电解。

        【过渡】工业上就是应用电解食盐水溶液的方法制取烧碱和氯气的,下面我们研究工业制碱方法。

        【板书】二、离子交换膜法制烧碱

        【讲述】目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。请同学们结合幻灯片上的自学提纲,阅读教材。

        【投影】1.离子交换膜电解槽的简单构造如何?

        2.离子交换膜的作用是什么?

        3.工业制碱的简单生产流程怎样?

        【自学讨论】学生阅读,同学之间可以相互讨论,教师解疑。

        【小结】师生共同活动:

        【板书】1,生产设备名称:离子交换膜电解槽

        阳极:金属钛网(涂钛钌氧化物)

        阴极:碳钢网(有镍涂层)

        阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室。

        2.离子交换膜的作用:

        (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸

        (2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量

        3.生产流程(详见教材内容)

        【投影】

         

        【设疑】氯碱工业的原料是饱和食盐水,由于粗盐中含有泥沙、Ca2+Mg2+Fe3+SO42-杂质,会在碱性溶液中形成沉淀,损坏离子交换膜,所以必须要对粗盐水进行净化。那么,如何净化盐水呢?

        实际上这是一个物质分离和提纯的问题。请同学们思考:

        1.用什么方法除去泥沙?

        2.用什么试剂除去Ca2+Mg2+Fe3+SO42-

        3.所用试剂只有过量才能除净这些杂质,你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗?

        【讨论】同学之间相互讨论探讨。

        【归纳总结】师生共同活动。

        【板书】4.精制食盐水

        步骤及原理如下:(所加试剂必须过量,过量试剂必须除去,步骤必须最简单)

        过滤以除去泥沙。

        加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42-SO42- + Ba2+ = BaSO4

        加入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+Ba2+CO32- + Ca2+ = CaCO3CO32- + Ba2+ = BaCO3

        加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+Fe3+Mg2+2OH-Mg(OH)2Fe3+3OH-Fe(OH)3

        过滤以除去上述产生的沉淀。

        这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+Mg2+等金属离子,必须用离子交换树脂除去。

    【小结】由学生总结一下本节课所讲述内容,教师适时给予点拨

     

    【板书设计】

     

    一、电解饱和食盐水反应原理

     

        二、离子交换膜法制烧碱

        1.生产设备名称:离子交换膜电解槽

        阳极:金属钛网(涂钛钌氧化物)

        阴极:碳钢网(有镍涂层)

        阳离子交换膜:只允许阳离子通过,把电解槽隔成阴极室和阳极室

        2.离子交换膜的作用:

        (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸

        (2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠产量

        3.生产流程

        4.精制食盐水

        步骤及原理如下:(所加试剂必须过量,过量试剂必须除去,步骤必须最简单)

        ①过滤以除去泥沙

        ②加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42-SO42- + Ba2+ = BaSO4

        ③加入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+Ba2+CO32- + Ca2+ = CaCO3CO32- + Ba2+ = BaCO3

        加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+Fe3+Mg2+2OH-Mg(OH)2Fe3+3OH-Fe(OH)3

        ⑤过滤以除去上述产生的沉淀。

        ⑥这样处理后的盐水仍含有一些Ca2+Mg2+等金属离子,必须用离子交换树脂除去。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    2 课时

    教学目标

    1.海水提溴吹出法原理,流程

    2.海水提镁的流程,

    3.海水中提取重水的意义和方法

    教学重点

    1.海水提溴吹出法原理,流程

    2.海水提镁的流程,

    教学方法

     展示图片法

    教学用具

        海水提镁、提溴的图片

    课时安排

    2课时

    教学过程

     引入新课:浩瀚的海洋是个巨大的宝库,不仅可以提供给我们丰富的食物、食盐、也是化工生产中重要的资源来源。我们已经知道它是氯碱工业的来源,那么,还有那些行业需要从海洋中获得资源呢?

    新课教学:板书:海水提溴

    目前,从海洋种提取的溴约占世界溴产量的三分之一。常用的海水提溴的方法叫做吹出法。下面我们看一下它的反应原理

     1、氧化

        工业上从海水中提取溴时,首先通氯气于pH3.5左右晒盐后留下苦卤(富含Br-离子)中置换出Br2

    Cl2 +2Br -  =Br2+ 2Cl -

    2、吹出

         然后用空气把Br2吹出,再用Na2C03溶液吸收,即得较浓的NaBrNaBrO3溶液:

           3CO32- + 3Br2 = 5Br- + BrO33- + 3CO2 

    最后,用硫酸将溶液酸化,Br2即从溶液中游离出来:

                     5Br- + BrO33- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O   

    3、吸收

      用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr,再用氯气将其氧化成溴产品。

    Br2 + SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4

    Cl2 +2Br -  =Br2+ 2Cl -

    工业生产种它的工艺流程有时怎样的呢?


    展示图片

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    不仅可以从海水中提取到溴,还有很多材料,比如说镁

    其 反应原理及反应式如下

    工业生产流程

     

     

    除此之外,还可以从海水中提取重水。

    氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外,比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样,但是一个氘原子比一个氢原子重一倍,所以叫做重氢。氢二氧一化合成水,重氢和氧化合成的水叫做重水。重水主要赋存于海水中,总量可达250亿吨。重水现在已是核反应堆运行不可缺少的辅助材料,也是制取氘的原料

    它的制备方法有

    蒸馏法:这种方法只能得到纯度为92%的重水;

    电解法:可得99.7%的重水,但消耗电能特别大。

     

     

     

     

     

     

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