鲁教版九年级下册第一节 海洋化学资源教案设计

第八单元　海水中的化学

第一节　海洋化学资源

教学目标

【知识与技能】

(1)知道海洋是人类的天然聚宝盆，蕴藏着丰富的资源。

(2)了解海水及海底所蕴含的主要物质。

(3)了解海水提镁的流程，能根据信息写出其中涉及的化学方程式。

【过程与方法】

通过对海水淡化的实验探究，知道蒸馏法是淡化海水最常用的方法。

【情感态度与价值观】

(1)认识海洋资源的开发对人类社会进步所起的重要作用。

(2)认识合理开发海洋资源、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。

教学重难点

【重点】

利用海水提镁的流程以及海水淡化的方法。

【难点】

蒸馏法淡化海水；用蒸馏法分离物质。

教学过程

知识点一　海洋资源

阅读教材第30～32页的内容，完成下列填空：

1．海水是由96.5%的水和3.5%的溶解盐组成的，其中含量最多的盐是氯化钠。

2．海水制镁的流程：海水或卤水氢氧化镁氯化镁镁。

原理(用化学方程式表示)：

(1)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2

(2)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O

(3)MgCl2Mg＋Cl2↑

3．海底矿物

常规化石燃料：煤、石油、天然气等。

新型矿产资源：天然气水合物——可燃冰。

金属矿物：多金属结核——锰结核。

4. 海洋资源包括：化学资源、矿物资源、动力资源、生物资源。海洋中的矿物资源是不可再生的。保护海洋资源的措施有：海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平等。

【合作探究】

1．海水中本来就有氯化镁，为什么不直接将海水进行电解制取金属镁呢？

答：(1)海水中氯化镁的含量太低，直接提取成本太高；(2)直接电解海水得到的是氢气、氯气和氢氧化钠，不能制取金属镁，所以一般是将镁沉淀成氢氧化镁，再转化为氯化镁，然后电解。

2．为什么“可燃冰”被誉为“21世纪能源”？目前为什么还没对“可燃冰”进行大规模开采？

答：可燃冰是天然气水合物，由天然气和水在低温、高压条件下形成的冰状固体，燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多，而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。但是，可燃冰埋藏于海底的沉积物和陆地冻土的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，将比二氧化碳造成的温室效应更加严重，所以开采可燃冰的关键是解决技术上的问题。

【跟进训练】

1. 海洋是巨大的资源宝库。下列各物质中不属于人类从海水中获取的资源的是(　D　)

A．镁   B．氯化钠

C．石油   D．二氧化碳

2．“可燃冰”又称天然气水合物(CH4·xH2O)，它是在海底的高压、低温条件下形成的，1体积“可燃冰”可储藏100～200体积的甲烷。下列关于“可燃冰”的叙述中，错误的是(　B　)

A．“可燃冰”不是冰

B．“可燃冰”的实质是水变成的固态油

C．“可燃冰”的可燃成分是甲烷

D．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源

3. 海水中镁的总储量约为2.1×1015t，可用于生产金属镁，目前世界生产的镁60%来自海水。利用海水提取镁的工业流程如图所示。

(1)沉淀槽中的化合反应的方程式是 CaO＋H2O=== Ca(OH)2 。

(2)电解槽中发生的反应为：MgCl2Mg＋Cl2↑。若制得24 kg金属镁，至少需要MgCl2的质量为95 kg。

(3)请写出反应器中发生中和反应的化学方程式：2HCl＋Mg(OH)2===MgCl2＋2H2O。

(4)在上述流程中，元素化合价没有发生变化的是Ca、O、H。

知识点二　蒸馏法淡化海水

【自主学习】

阅读教材第33～34页的有关内容，并分组完成实验探究8－1，然后完成下列填空：

1．实验探究8－1步骤(2)中的现象：加热后大试管中的海水沸腾，小试管中有少量无色液体生成。步骤(3)中向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，现象是无明显变化；向冷却后的大试管中滴加几滴硝酸银溶液，现象是产生白色沉淀。

结论：蒸馏法淡化海水是通过加热蒸发而将液体从溶液中分离出来。

2．目前在世界范围内能做到规模化和产业化淡化海水的方法主要是膜法和热法。膜法又称为反渗透法。热法中较为常用的有低温多效蒸馏法和多级闪急蒸馏法。

【合作探究】

1．从哪些方面对教材上蒸馏法淡化海水的装置进行改进，可以提高水蒸气的冷凝效果？

答：改进措施有：(1)可以使玻璃导管加长；(2)在小试管外加一个烧杯并在烧杯内加冷水或冰块；(3)使用冷凝器。

2．蒸馏法在石油化工生产上还有什么应用？蒸馏和蒸发有什么不同？

答：在石油化工生产上可以利用蒸馏法将一些沸点不同的混合物及共沸混合物分离开来。

3．蒸馏和蒸发的区别有哪些？

蒸馏：加热液体使之变成蒸气，再使蒸气冷凝成液体。

蒸发：液体蒸腾挥发为气体的现象。

【教师点拨】

1．蒸馏法淡化海水的过程中没有新物质生成，属于物理变化。

2．采用膜法淡化海水时，由于水分子会通过淡化膜进入左侧，因此加压后右侧海水中溶剂的质量减少，溶质的质量不变，溶液的质量减少，溶质质量分数增大。

【跟进训练】

1．实验室用蒸馏法淡化海水时不需要以下哪种仪器(　A　)

A．漏斗  B．试管 

C．铁架台  D．酒精灯

2. 膜法淡化海水的原理如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是__③__(填序号)。

①溶质质量增加　 ②溶液质量不变　③溶剂质量减少　 ④溶质质量分数不变

通过对上述膜法淡化海水的原理的分析，你认为它与过滤有哪些相似之处：膜法淡化海水和过滤在原理上是相似的，都是利用了筛选的思想，只是膜的孔径大小不同而已。

3．下图为“蒸馏法淡化海水”的实验，请回答下列问题：

(1)实验开始前应该先检查装置气密性。

(2)向大试管中加入5～10 mL海水，塞好橡皮塞加热。向小试管里的冷凝水中加入硝酸银溶液，观察到的现象为无白色沉淀产生。

(3)下列哪种方法冷凝效果最好_C_(填字母序号)。

A．玻璃管加长

B．在小试管外加一个烧杯并在烧杯内加冰块

C．使用冷凝器

(4)实验结束时应该先撤导管(填“撤导管”或“熄灭酒精灯”)，这样做的目的是防止水倒吸。

(5)某同学向海水里加入硝酸银溶液做对比实验，发现有白色沉淀产生，该反应的化学方程式为AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3。

练习设计

完成本课相应练习部分，并预习下一课的内容。