必修2_第四章　化学与自然资源的开发利用_第一节　开发利用金属矿物和海水资源

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教学背景：
在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。
教学目标:
知识与技能:
1. 学生通过观看视频, 认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用；知道海水中有哪些资源。
2．学生通过实验探究，知道海带中存在碘元素（以I-形式存在）；学会从海带中提取碘元素的基本方法和技能；理解从海带中提取碘元素的基本原理。
3．学生通过阅读讨论，知道从海水中提取溴的基本流程和方法；掌握从海水中提取溴的基本原理（会写相关化学方程式）。
4.学生通过练习，知道海水的主要成分。
过程与方法:
1．学生通过学习海水资源开发和利用，加深对理论联系实际的基本学习方法的理解。
2．学生通过学习从海带中提取碘元素的实验探究，学会通过实验获得知识的方法。
3．学生通过实验设计和实验讨论，学会提出问题、解决问题的基本方法和途经。
4. 学生通过学习从海水中提取溴的基本流程和方法，学会通过合作讨论获得知识的基本方法。
情感态度与价值观：
1.学生通过观看钓鱼岛事件视频，激发民族危机感，从而萌发爱国主义热情。
2.学生通过认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用，激发学生探索海洋科学精神。
3.学生通过实验探究海带中存在碘元素，感受探究与合作的乐趣。
教学重点：
1．认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用，激发学生探索海洋科学的激情。 2.实验探究海带中存在碘元素。
教学难点：实验探究海带中碘元素的存在
教具准备：
1.多媒体设备
2.实验用品：
仪器：捣药罐、烧杯、漏斗、滤纸、锥形瓶、试管（4只）、胶头滴管（4只）、药勺
药品：蒸馏水、硝酸银、淀粉溶液、四氯化碳、稀硫酸、过氧化氢（5%）
教学过程
小结
这节课我们学习了海水资源的开发和利用，通过学习，我们知道：海水是一个巨大的资源宝库，从海水中我们可以提取许多重要的化工产品，同学们要努力学习，掌握先进的科学技术，让海水更好地造福人类。
练习
一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道喝海水会致命。理由是( )。
A. 海水有苦涩味，根本喝不下去
B. 海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡
C. 海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡
D. 海水会造成水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡
【教师精讲】解答本题应从海水组成这一化学问题和海水对人体的生理活动有什么影响这一生物问题入手加以解释。 海水是由氯化钠等多种成分组成的混合物。很多人都有过误喝海水的经历，所以观点A、B、C不正确。人体内氯化钠的含量约0.9%，海水中盐的含量要高很多。因此，饮用海水后，会因渗透压的不同导致脱水，造成死亡。命题人从教会学生“学会生存”的角度考查了相关的化学知识。
2.目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下：
煅烧 a 水 b 海水 c 加热d 电解e
贝壳 生石灰 石灰乳 氢氧化镁 氯化镁 镁
写出有关的化学反应方程式：
a、 ；
b、 ；
c、 ；
d、 ；
e、 。
作业： 课后习题、学案练习

第一节 开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）学案
学习目标
1. 认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用；知道海水中有哪些资源。
2．知道海带中存在碘元素（以I-形式存在）；学会从海带中提取碘元素的基本方法和技能；理解从海带中提取碘元素的基本原理。
3．知道从海水中提取溴的基本流程和方法；掌握从海水中提取溴的基本原理（会写相关化学方程式）。
4.知道海水的主要成分。
预习思考
1.如何将海带中碘化物溶于水？
2.如何证明海带中碘元素的存在？如何证明海带中碘元素以碘离子形式存在？
3.如何将碘离子转化为碘单质？
4.如何提取碘单质？
识记填空
海水水资源的利用：海水中水资源的利用，主要包括____________和直接利用海水进行 ________。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到海水淡化的目的。海水淡化的方法：主要有 ________________________________________________等。
2. 海水化学资源的开发利用
海水中溶解和悬浮着大量 和 。海水所含主要元素有
。从海水中可以制得那些化工产品 。
3.从海带中提取碘
实验目的：
实验仪器和药品：
仪器：捣药罐、烧杯、漏斗、滤纸、锥形瓶、试管（4只）、胶头滴管（4只）、药勺
药品：蒸馏水、硝酸银、淀粉溶液、四氯化碳、稀硫酸、过氧化氢（5%）
实验原理：
实验步骤：
课本实验：
1.称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水冲洗）。 将海带剪碎，
用酒精润湿后，放入坩埚中。点燃酒精灯，灼烧海带，至海带完全烧成灰烬，停止加热，冷却。
2. 将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸，过滤。
3. 在滤液中滴入几滴稀硫酸（3ml/L），再加入约1ml H2O2(质量分数3%)溶液。观察现象。
加几滴淀粉溶液。观察现象。
含碘单质的有机溶液
含碘单质的溶液
试剂
残渣
含碘元素的溶液
灼烧
海带
溶解，过滤
海带灰
实验缺点：
实验改进后流程是：
1.取一小片干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水冲洗）。 将海带剪碎，放入捣药罐中，捣成粉末状；
2. 将海带粉末转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌，过滤；
3. 取三支试管，分别加入1ml滤液；
4.向第一支试管的滤液中滴加2滴硝酸银溶液观察现象；
5.向另外两支试管的滤液中分别滴入3滴稀硫酸（3ml/L），再加入约5滴 H2O2(质量分数5%)溶液。振荡、观察现象；向一支试管中，加几滴淀粉溶液。观察现象；向另一支试管中，加入1ml四氯化碳溶液。振荡、观察现象。
现象：
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
解析原因：
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
思考：能够氧化I- 的氧化剂很多，例如氯气、液溴、高锰酸钾等。用H2O2氧化I- 有什么好处？你认为用Cl2氧化I- 此实验效果如何？
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 实验优点：
5.从海水中提取溴的主要工艺流程
（1）用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。
（2）向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质。反应的化学方程式为：
___________________________________________________________；
（3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，反应的化学方程式为：_________________________________
（4）向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，反应的化学方程式为：__________________
（5）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质，得到产品溴。
练习
1.一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道喝海水会致命。理由是( )。
A. 海水有苦涩味，根本喝不下去
B. 海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡
C. 海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡
D. 海水会造成水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡
2.目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下：
煅烧 a 水 b 海水 c 加入盐酸d 电解e
贝壳 生石灰 石灰乳 氢氧化镁 氯化镁 镁
写出有关的化学反应方程式：
a、 ；
b、 ；
c、 ；
d、 ；
e、 。
巩固训练
1、不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 （ ）
A、氯、溴、碘 B、钠、镁、铝 C、烧碱、氢气 D、氯化钠 、淡水
2．将甲、乙两种有机物组成的混合物进行分离,已知甲、乙的某些性质如下：
则应采取的分离方法是（ ）
A.蒸馏 B.干馏 C.分液 D.过滤
3.蒸馏的操作方法，可以用于分离 （ ）
A.混合气体 B .悬浊液里的固体和液体
C .沸点不同且互溶液体 D.一切混合物
4、海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素．碘元素以碘离子的形式存在．实验室里从海藻中提取碘的流程如下图：

(1)指出制取碘的过程中有关的实验操作名称：
①_______________________________________②_______________________________
(2)提取碘的过程中．可供选择的有机试剂是_______________．
A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯 C．汽油、乙酸D．汽油、甘油
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液．实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品．尚缺少的玻璃仪器是____________．
（4）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液．还需要经过蒸馏．观察上述实验装置指出其错误之处．并加以改正。
（5）进行上述蒸馏操作时．使用水浴的原因是________________________________．最后晶态碘在______________里聚集。
（1）①过滤 ②萃取和分液（2）B （3）漏斗、分液漏斗（4）①缺石棉网 ②
温度计的水银球不应插入液体中 ③冷凝管进出水的方向颠倒。（5）使蒸馏瓶均匀受热、控制温度不过高 蒸馏烧瓶
学习内容
教师活动
学生活动
重点知识
教学设想
1.认识和体会海洋资源意义和作用
播放一段录像(钓鱼岛事件和专家讲述)
观看录像并思考
海洋资源是人类未来开发主要资源，是人类可持续发展的重要基础
创设情景激发民族危机感并激发探索海洋科学精神
过渡：可见海洋资源开发具有战略意义，那么海洋资源有哪些呢？
2．知道海洋资源有哪些
播放一段录像
观看录像并思考
海洋化学资源（海水淡化、海水晒盐、海水提矿）、海洋生物资源、海底矿产资源（锰结核）和海洋能源（石油、天然气）。
通过视频，让学生了解海洋中的主要资源。
过渡：今天我们在实验室提取海洋中的化学物质，海带中含碘浓度是海水10万倍，提取海带中的碘元素。
3． 实验探究海带中碘元素的存在
事先让学生进行实验设计，并提出几个问题：
1.如何将海带中碘化物溶于水？
2.如何证明海带中碘元素的存在？如何证明海带中碘元素以碘离子形式存在？
3.如何将碘离子转化为碘单质？
4.如何提取碘单质？
学生事先对上述问题进行讨论，并得出最佳方案。然后根据最佳方案进行实验
实验目的：
证明海带中存在碘，并提取
实验仪器和药品：仪器：捣药罐、烧杯、漏斗、滤纸、锥形瓶、试管（4只）、胶头滴管（4只）、药勺
药品：蒸馏水、硝酸银、淀粉溶液、四氯化碳、稀硫酸、过氧化氢（5%）
实验原理：
I-+Ag+=Ag I↓
2I-+2H++H2O2 =I2+2H2O
实验步骤：
实验改进后步骤：
1.取一小片干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水冲洗）。 将海带剪碎，放入捣药罐中，捣成粉末状；
2.将海带粉末转移到小烧杯中，向其中加入10ml蒸馏水，搅拌，过滤；
3.取三支试管，分别加入1ml滤液；
4.向第一支试管的滤液中滴加2滴硝酸银溶液观察现象；
5.向另外两支试管的滤液中分别滴入3滴稀硫酸（3ml/L），再加入约5滴 H2O2(质量分数5%)溶液。振荡、观察现象；向一支试管中，加几滴淀粉溶液。观察现象；向另一支试管中，加入1ml四氯化碳溶液。振荡、观察现象。
学生通过实验设计和实验讨论，学会提出问题、解决问题的基本法和途径；知道海带中存在碘元素（以I-形式存在）；学会从海带中提取碘元素的基本方法和技能；理解从海带中提取碘元素的基本原理。
4．科学探究海水中溴元素提取
事先让学生阅读P91资料卡片并要求学生根据学案预习
学生事先阅读P91资料卡片并根据学案预习
从海水中提取溴的主要工艺流程
①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质： 2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：2H2O + Br2+SO2== H2SO4+2HBr
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr + Cl2== Br2+2HCl
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
学生通过阅读讨论，知道从海水中提取溴的基本流程和方法；掌握从海水中提取溴的基本原理
物质
密度/(g·mL－1)
沸点
水溶性
溶解性
甲
0.893
78.5℃
溶
溶于乙
乙
1.220
100.7℃
溶
溶于甲