鲁教版九年级下册第一节 海洋化学资源教案设计

这是一份鲁教版九年级下册第一节 海洋化学资源教案设计，共10页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教学难点，教学准备，投影演板，讨论交流，信息整理2等内容，欢迎下载使用。

本单元在设置上通过海洋这个巨大的资源宝库，为学生开拓了一个新的广阔的化学背景，使学生掌握一些必需的基础知识的同时，初步了解海洋中蕴藏的丰富资源及其利用，体验科学的研究方法，逐步树立正确的资源观和环境观，体现出“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念。本单元将探究海洋化学资源的开发和利用；如何使海水中的化学元素转化为对我们有用的物质（如Mg的制取）；如何使海水淡化及海底矿物的开发和利用；明确海水晒盐的原理及利用海水制纯碱的原理；同时本单元还将探究纯碱的化学性质及一些常见饱和溶液的配制与蒸发结晶；海水淡化和粗盐的提纯。学生在学习本单元知识时，多数概念比较抽象，在现实生活中比较难接触到，需要教师比较多的联系实际生活的例子。
化解知识的难度，让学生更容易理解。
单元教学目标
1.运用图示、列表等方式认识海洋中蕴藏着丰富的资源，认识合理开发海洋资源与保护海洋环境的辩证关系。通过对海水淡化的实验探究，学会蒸馏法分离
物质，认识海水淡化的可行性，进一步树立资源意识。
2.了解海水“晒盐”的过程，认识饱和溶液、结晶等概念。认识溶解度的含义，绘制溶解度曲线。探究哪些因素影响固体物质在水中的溶解限量，初步学会合理控制实验条件。
3.学会粗盐提纯的实验方法。了解食盐在生产、生活中的重要用途。
第一节 海洋化学资源
本节内容从海水中溶有的物质开始深入到海底蕴藏的矿物资源，体现了认识事物的全面性和完整性，并以大量的图片资料生动地再现了人们对海洋资源的开发和利用的现状，同时不忘记告诫人们：在开发海洋资源的同时，也要保护好人类共同拥有的海洋资源，以强化学生的环保意识。本节内容的重点是关于海水提镁和海水淡化的基本原理。对于海水提镁，重要的是要引导学生知道富集的方法在化学中的应用。关于海水淡化，一方面让学生了解淡化的主要方法，另一方面要培养学生的实验探究能力，从中渗透节水意识的培养。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）知道海洋是人类天然聚宝盆，蕴藏着丰富的资源，能说出海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源。
（2）了解海水及海底所蕴含的主要物质，掌握海水提取镁的方法。
（3）通过对海水淡化实验的探究，知道蒸馏法是淡化海水最常用的方法。
2.过程与方法通过自学，学会看图、赏图、理解图。通过活动探究，了解海洋资源的种类及开发利用的方法，培养学生的分析、解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观认识海洋资源的开发对人类社会进步所起的重要作用，认识合理进行海洋开发、保护海洋环境的重要性，培养学生关注社会和人类生存环境的社会责任感。
【教学重点】
海洋中蕴藏着丰富的资源；海水提取镁的基本原理；海水淡化的基本原理。
【教学难点】
对淡化后海水的鉴别方法。
【教学准备】
多媒体、可燃冰视频资料（可从网上下载）、导读思考题。实验仪器、药品：酒精灯、试管、单孔塞、玻璃导管、铁架台(带铁夹)、胶头滴管、海水、硝酸银溶液。
一、导入新课
我们常把大海比作故乡，比作母亲，它就像一个摇篮，孕育了我们的成长，它是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。同学们，你知道海洋中有哪些资源吗？（学生回答：盐、鱼、石油、天然气、潮汐能……）海洋中还蕴藏着哪些宝藏呢？今天我们就来学习《海洋中的化学》。（板书）。
二、推进新课
1.海水中的物体
活动1 感知海水中的物质
我们都知道海水是又苦又涩的，海水中除了水之外，还含有哪些物质呢？下面请观察这幅图片（播放幻灯片），看能得出什么信息？（学生回答：海水中水占９６.5%，溶解的盐占３.5%；海水含有的阳离子有钠、镁、钙、钾四种金属离子，其中含量最高的是钠离子，其次是镁离子；海水中含有的阴离子有氯离子、硫酸根离子两种，其中含量最高的是氯离子。）这些离子可构成哪几种物质呢？
海水中溶解了大量的盐，请看课本第30页，阅读第二段。从海水中各离子的含量上来看，海水中含量最多是氯化钠，其次是氯化镁。我们利用海水中含有的各种元素，可以制备对我们有用的物质。
活动2 感知如何从海水中提取金属镁
【提问】镁具有“国防元素”之称，而海洋中又含有丰富的镁元素，我们如何从海水提取镁呢？
【讲解】大海被称为“蓝色的宝库”，人类能从海水中提取多种元素来制备对我们有用的物质。飞机、舰艇、导弹、飞船，都要求制造的材料既要坚硬，又要轻盈，而且还要耐热。什么材料能达到这种要求呢？镁铝合金和镁锂合金目前是最佳选择。第一次世界大战期间，全世界镁的年产量为战前的10倍，战后又开始回落。可见，镁的生产与战争密切相关，因而被誉为“国防金属”。此外，镁在冶金、照明、医药上也大有作为。目前世界上镁的产量有60％来自海洋。
【投影演板】观看大屏幕上提取金属镁的工艺流程，试写出在海水中提取金属镁涉及到的化学反应？想一想它们各属于哪些基本反应类型？
（1）海水提镁反应原理
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2（复分解反应）
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O（复分解反应）
MgCl2通电Mg+Cl2↑（分解反应）
【讲解】从海水中提取镁盐，通常将石灰乳加入海水或者卤水中，沉淀出氢氧化镁，与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就可制得金属镁。
【讨论交流】
【师】海水中本来就有氯化镁，为什么还要经过这些反应步骤提取呢？
【生】海水中氯化镁的含量很低，要设法使之富集。
【师】制取过程中加入石灰乳的目的是什么？
【生】目的：①将海水或卤水中的氯化镁转化为沉淀，使镁元素富集。②除去氯化钠等杂质。
2.海底矿物
活动3 感知海底矿物
【出示】导读思考题，指导学生看书讨论：
【师】海底蕴藏着哪些矿物资源？
【生】海底蕴藏着数百种矿产资源。例如：石油、天然气、煤矿、可燃冰、砂矿和砂砾、多种金属结核等矿物。
【师】“可燃冰”是什么？为什么“可燃冰”被誉为21世纪能源？目前为什么还没有对“可燃冰”进行大规模的开采？
【生】可燃冰：天然气水合物是由天然气和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体，因其极易燃烧，故被称为“可燃冰”。
优点：高效、清洁（即产生能量多，污染小），被誉为“未来能源”、“21世纪能源”。
【投影】可燃冰的燃烧
缺点：难以开采和运输，一旦泄漏会增强温室效应。
【讲解】①煤、石油、天然气三大化石燃料的大量燃烧造成“温室效应”。如何控制“温室效应”：减少化石燃料的大量使用，开发新能源，大力植树造林。
②可燃冰：是一种化合物,CH4·8H2O。
③天然气：主要成分为甲烷，是最简单的有机物。天然气因具有可燃性，与空气混合点燃易爆炸。
④煤：因含S等杂质多，大量燃烧易形成酸雨。
【师】什么是锰结核？锰结核里主要含有哪些元素？
【生】多金属结核，也称锰结核，含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素。全世界储量丰富，约30000亿吨。
【投影】
【信息整理2】阅读“海底矿物”，观察“海洋矿产资源”图片，可以看出海底蕴藏着哪些矿物资源？
（1）海洋中的主要资源：
化学资源（海水中含有的各种物质）
矿产资源（海底存在的各种矿藏）
动力资源（如潮汐能）
生物资源（各种海洋生物）
（2）海洋污染：
▲陆源污染（工业废水、废渣的排放；生活污水、垃圾、农药的排放）
▲海上污染（船舶、油船排放的废水和废物；意外漏油、溢油、井喷等事故造成的污染）
（3）防止污染措施为海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测。
3.海水淡化
活动4 通过海水淡化探究感受海水淡化的方法不同
【过渡】其实我们从海水中获得的不仅仅是一些盐类，海水中含量最高的是什么物质？（学生回答：水占96.5%）也许有的同学会说我们地球有71%的面积被水所覆盖，还缺水吗？（学生回答：97%以上是咸水，只有2.53%是淡水，可供利用的仅占１％，况且污染严重，浪费严重……）我们应采取什么方法来解决淡水危机呢？
【板书】3.海水淡化
【投影】
【讲解】可供人类使用的淡水不到总水量的1%。
【过渡】通过问题引发学生对海水淡化的思考。
1.地球上的水资源很丰富，为什么淡水日益短缺？
2.人们采用什么方法解决淡水危机问题？
3.用什么方法能除去海水中的盐得到淡水？
【讲解】海水淡化的方法一——蒸馏法：蒸馏是分离混合物的一种方法，它是靠达到“沸点”而蒸发出气体，然后通过冷凝变为液体，其过程是物理变化的过程（状态改变）。
【提问】如何淡化海水？
【演示】（教师演示，媒体出示，学生观察、记录、思考、分析）
得出结论 通过上述实验探究，你得出的结论是将海水蒸馏可以得到淡水。
【交流】为什么自来水（或冷却水）要下端进，上端出？（学生回答逆流慢，可与水蒸气充分进行热交换，冷凝效果好。）
【讨论】（1）为使水蒸气的冷凝效果更好，你认为应对实验装置做哪些改进？
从以下方面考虑：
①进一步延长水蒸气在导管中的滞留时间（如适当延长导管）
②可以使用冷凝剂通过管壁进行热交换（如在导管外壁包冷毛巾）
③可将收集水的试管放入盛有冷水的烧杯中④可使用冷凝管
（2）怎样检验小试管中得到的冷凝水是否是淡水？（向小试管里的冷凝水中滴加硝酸银溶液和稀硝酸，如果没有产生白色沉淀，说明是淡水。）
【讲解】海水淡化的方法二——多级闪急蒸馏法（70%的淡化海水是用此法生产的）
【阅读】指导学生阅读P34膜法和多级闪急蒸馏法淡化海水
【投影】
【讲解】海水淡化的方法三——结晶法：在海水中加入极易挥发的物质——丁烷，丁烷挥发带走海水的热量使海水结冰，从而使水与盐分离，这和冰箱的制冷原理是一样的。
【讲解】海水淡化的方法四——膜法
【投影】
【讨论】
（1）淡化膜有什么作用？（只允许水分子通过而不允许盐的离子通过）
（2）右侧溶液组成在加压前后发生了哪些变化？（分别从溶质、溶剂、溶液质量和溶质的质量分数方面比较）
三、典例剖析
例 镁是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取，主要提取步骤如图所示：
（1）为了使MgCl2转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用 ，要使MgCl2完全转化为沉淀，加入试剂①的量应 ，验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2沉淀的方法是 。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。
（3）试剂②可以选用。
（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为 。
【解析】此题是利用酸、碱、盐发生复分解反应的规律，解决工农业生产中遇到的问题。根据盐与碱反应生成碱这一规律可以得出加入的试剂①是可溶性或微溶性碱，因此试剂①一般选用Ca(OH)2；而且必须过量，以确保镁离子全部转化为沉淀。过滤后向滤液中加入氢氧化钙溶液，如果没有沉淀生成，则证明MgCl2已完全转化为Mg(OH)2沉淀。由于Mg(OH)2属于碱，可以加入盐酸，反应生成MgCl2；将溶液与不溶性的Mg(OH)2分离的操作方法是过滤。
【答案】（1）Ca(OH)2过量取滤液，加入少量Ca(OH)2溶液若没有白色沉淀生成，则证明MgCl2已完全转化为Mg(OH)2
（2）过滤
（3）盐酸
（4）MgCl2通电Mg+Cl2↑
（熔融）
四、课堂小结
【提问】本课知识中，海水提镁和海洋资源开发、利用及保护知识你掌握了吗？
【小结】学习本课知识时要注意以下两点：
1．①以海水为原料制备Mg的有关化学方程式的书写，电解的是熔融MgCl2，而不是溶液；②“可燃冰”的形成及优点，不可把可燃冰当成甲烷或冰，也不要认为冰可以燃烧。
2．天然气水合物是不是最理想的燃料呢？虽然它燃烧产生的热量高、燃烧后无残渣留下，相对“煤”等燃料，优点很大，被誉为“未来能源”，但其燃烧后生成CO2，易造成温室效应，因此最理想的燃料是H2。
五、布置作业
1.完成本课时相关练习。
2.课本P34“挑战自我”1、2、3题。
教材习题解答
挑战自我（P34）
1.C【解析】可燃冰是天然气水合物的俗称，它是一种天然气和水在低温、高压条件下结合形成的冰状白色固体物质。
2.海洋污染资源:工厂污水、生活污水、塑料垃圾、海上石油的泄露。
海洋保护措施：建立海洋预禁机制、排入海洋污水净化、随时检测海洋轮船。
3.除去杂质，浓缩氯化镁。将MgCl2富集起来，除去其它杂质
【解析】海水中氯化镁的含量少，但与氢氧化钙反应后生成氢氧化镁，再与盐酸反应生成纯净的氯化镁，相当于浓缩了一样。
第一节 海洋化学资源
一、海水中的物质
镁的制取：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2通电Mg+Cl2↑
二、海底矿物
石油、天然气、煤
天然气水合物
多金属结核
其他
三、海水淡化
学生已经知道的：从海水中可以获取海洋生物，可以得到食盐等，但他们一般不会从开发和利用海洋资源的角度去思考海洋问题，更不会想到海水淡化和海水提镁是用化学方法解决生活问题。学生还想知道海水和海底所蕴含的主要物质,海水淡化的方法。
学生还存在的思维障碍：海水中本来就含有氯化镁，为何还要经过一系列化学反应制取氯化镁？因此，教学中要充分利用信息技术与学科教学有效整合，通过海洋资源震撼的视频资料，使学生对本节课的内容产生浓厚的兴趣，进而深刻体会化学在资源开发和利用中的重要价值。其次，要使学生认识到由于海水中氯化镁的含量很低，人们要想得到它，就要设法使镁元素富集。
图片是一种重要的信息传递方式和途径。教学中注重对学生“识图”能力的培养，提高学生从插图中获取信息的能力。