高中化学第三单元 海洋化学资源的综合应用教案

这是一份高中化学第三单元 海洋化学资源的综合应用教案，共5页。教案主要包含了粗盐精制，从海水中提取溴等内容，欢迎下载使用。

教材以自然资源十分丰富的海水作为研究对象，引出海水中氯化钠的提纯和溴元素的提取，使学生在获取相关化学知识和实验研究技能的同时，形成利用自然资源需要化学科学的发展认识，激发学生的探索兴趣和学习的积极性。了解实验探究的过程的一般方法，形成化学实验操作的基本技能，知道化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。认识到海水是人类的宝贵自然资源，培养与大自然友好相处的情感。注重从工业生产实际出发，体现化学在生产和生活中应用十分广泛的学科特点。
1、宏观辨识与微观探析：初步了解海洋化学资源的分布；
2、变化观念与平衡思想：具有绿色化学的意识；
3、证据推理与模型认知：了解实验探究的过程的一般方法，形成化学实验操作的基本技能
4、科学探究与创新意识：能依据物质性质和实验方法设计资源综合用的方案；
5、科学精神与社会责任:认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、保护环境和促进科技发展等方面发挥和作用。
粗盐提纯的方法和过程
海水提取溴的基本原理和工艺流程
相关课件、海洋图片和视频
复习引入：
从海水中制备氯化钠方法有哪些？
实验室制氯气的原理和装置，怎样收集一瓶纯净、干燥的氯气？
氯碱工业的原理（用化学方程式表示）
工业上冶炼金属钠的原理（用化学方程式表示）
PPT展示：海水中各盐成分的质量分数分布图
讲解：地球表面积5.1亿km2 ,其中： 海洋3.61亿km2 ,占70.8%；海水是一种化学成分复杂的混合溶液，包括水、溶解干水中的多种化学元素和气体。迄今已发现的化学元素达80多种，依其含量可分为三类：常量元素、微量元素和痕量元素。海水中含有各种盐类,其中90%左右是氯化钠,从海水中提取氯化钠是生产和生活中的主要方法。
PPT展示图片：太空中遥望地球和数据图
思考：1、生活中我们用的食用盐来自海水，从海水中晒的盐能食用吗？
2、氯碱工业和冶炼金属钠所用的氯化钠主要来自海水的氯化钠，能直接做为原料来用吗？
学生阅读教材：第78页内容
讲解：直接从海水中提取的氯化钠含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4和难溶性物质等许多杂质，需要提纯，也就是精制，那么精制原理是什么，具体的操作过程怎样？
板书：一、粗盐精制
教材79页：基础实验“粗盐中杂质离子的去除”
学生思考回答下列问题
1、除杂的基本原则是什么？
2、用什么试剂除去Ca2+？原理是什么？
3、用什么试剂除去Mg2+？原理是什么？
4、用什么试剂除去SO42-？原理是什么？
5、实验过程怎样？
板书：（一）除杂原则：
1、不可引进新的杂质
2、尽量减少被精制物的损失
3、实验方案简单合理
学生总结：用碳酸钠除去Ca2+、用氢氧化钠除去Mg2+、用氯化钡除去SO42-，再用过滤法，除去生成的固体和原有的难溶性杂质，用盐酸调节溶液，最后再加热蒸发结晶，制备出纯净的氯化钠。
板书：（二）原理与过程
1、除杂试剂：Na2CO3、NaOH、 BaCl2 、盐酸
2、原理：
CaCl2 + Na2CO3 == CaCO3↓ + 2NaCl
MgCl2 + 2NaOH == Mg(OH)2↓ + 2NaCl
Na2SO4 + BaCl2 == BaSO4↓ + 2NaCl
思考：除杂试剂要稍过量才能保证除净，那么怎样除去过量的除杂试剂呢？
3、过程：（除杂试剂加入的顺序）
（1）BaCl2 → Na2CO3 → NaOH →过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
（2）NaOH → BaCl2 →Na2CO3 →过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
（3）BaCl2 → NaOH → Na2CO3→过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
思考：加入的除杂试剂的顺序有什么特点？为什么？
讲解：碳酸钠溶液一定要加在氯化钡溶液的后面，这样才能保证过量的氯化钡被除去，不引入新的杂质。工业上运用物理方法、化学方法将粗盐进行提纯后，就可以获得基础化工原料氯化钠。
过度：从海水中除了可以提取食盐外，还可以提取镁、溴等元素。世界上99%的溴都蕴藏在大海中。
溴及其化合物有着很重要的应用，怎样从海水中提取溴呢？请阅读教材第79-80页内容。
板书：二、从海水中提取溴
PPT展示：溴元素的相关应用
1、原理：2Br- + Cl2 == Br2 + 2Cl-
讲解：利用氧化还原反应原理，将氯气通入提取食盐后的母液（用硫酸酸化以抑制氯、溴与水的反应）中，将溶液中的溴离子转化为溴单质。
③热空气或水蒸气吹出
①硫酸酸化
②氯气氧化
海水
苦卤
提取粗盐
含Br2的
海水
含Br2的空气
④SO2吸收
吸收液
⑤氯气氧化
Br2与水的混合物
⑥热空气吹出
Br2蒸气
2、提取过程（PPT展示）
播放视频：海水提取溴
问题思考：
（1）得到的单质溴仍然溶解在海水中，如何将溴从海水中提取出来呢?
（2）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”?
（3）含溴的空气通入吸收液与SO2反应的原理是什么？
（4）观察液溴的颜色。怎样保存液溴？
讲解：
1、液溴深红棕色，保存在棕色试剂瓶中，用水封。试剂瓶中分成三部分，上面是溴蒸气，中间是溴水，下面是液溴。
2、用热空气或水蒸气吹出溴蒸气，再用SO2吸收，是一个Br2的浓缩、富集的过程。
原理是：SO2 + Br2 + 2H2O == H2SO4 + 2HBr
课堂小结：
课堂练习：
海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：
(1)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、__________、__________或H2、__________。
(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，可制得HBr和硫酸，该反应中，氧化剂是____________(填化学式，下同)，氧化产物是____________。
(3)写出步骤Ⅲ反应的化学方程式：___________________________。
本节课重点学习了粗盐的精制和从海水提取溴的过程，重点讲解了实验过程和工艺流程，让学生了解实验探究的过程的一般方法，形成化学实验操作的基本技能，能依据物质性质和实验方法设计资源综合用的方案，认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、保护环境和促进科技发展等方面发挥和作用。