資源簡介

3.1 海洋化學資源
教學目標
1．通過了解海水中的物質和海底礦物，知道海洋是人類的天然聚寶盆，蘊藏著豐富的資源。
2．通過海水制鎂和淡化海水的過程探究，認識海洋資源的開發對人類社會進步所起的重要作用。
3．通過學習海水提鎂的原理與生產流程，了解富集法在化學上的應用。
4．通過對海水淡化的實驗探究，知道蒸餾法是淡化海水最常用的方法。
5．通過觀看資料和圖片，了解人們對海洋資源的開發和利用的現狀，認識合理進行海洋開發、保護海洋環境的重要性，強化環保意識，培養關注社會和人類生存環境的社會責任感。
教學重難點
【教學重點】
利用海水提鎂的流程以及海水淡化的方法。
【教學難點】
蒸餾法淡化海水；用蒸餾法分離物質。
課前準備
酒精燈、試管、單孔橡皮塞、玻璃導管、鐵架臺、小燒杯、膠頭滴管和食鹽水。
教學過程
一、導入新課
【提問】你見過大海嗎？大海給你留下了什么印象？
你知道海水的味道嗎？
你想知道海水為什么又苦又咸嗎？你想知道海水能為人類提供哪些有用的物質嗎？
【引入】下面就讓我們進入今天的學習。
二、講授新課
知識點一 海水中的物質
學生活動1 認識海水中的物質
【提問】大家從“海水中的化學資源”可以得到哪些信息？利用海水我們可以制備哪些物質，試著寫出它們的化學式。
【回答】
1．海水中溶解的鹽占3.5%，發現的化學元素有80多種，最多的是金屬離子鈉離子，其次是鎂離子，最多的非金屬離子是氯離子，其次是硫酸根離子。
2．海水中，大量的離子，可組成很多物質，可能的化學式為：NaCl、K2SO4、CaCl2、 MgC12等。
學生活動2 探究海水制鎂
【講述】海水中含量排在第二位的金屬是——鎂，（圖片：生活中的鎂）鎂在我們的生產生活中也有著很重要的作用，他們不但被廣泛應用于照明、建筑、醫藥、化肥、家居生活等方方面面，而且在國防工業中更是大顯身手，常有“國防元素”之稱。
【提問】既然鎂有那么多的用途，那么我們怎樣從海水中提取鎂？
【合作探究】怎樣從海水中提取金屬鎂？寫出你的設計方案并說明理由。
提示：
1．熔融狀態的氯化鎂在通電的條件下可以生成金屬鎂
2．含鎂化合物的溶解性
物質 Mg(OH)2 MgCO3 MgSO4 Mg(NO3)2 MgCl2
溶解性 難溶 微溶 易溶 易溶 易溶
我的實驗方案：
多種方案交流，找到合理的海水制鎂的方案，并書寫化學方程式。
（根據所給提示，引導學生思考并認識到海水中含有多種金屬元素，利用OH-只能與鎂離子產生沉淀，從而獲得氫氧化鎂，再轉化成氯化鎂，從而找到海水制鎂的方法）
【小結】
【提問】海水中本來就有氯化鎂，為什么不直接將海水進行電解制取金屬鎂呢？從海水中提取氯化鎂時，經歷了MgC12——Mg(OH)2——MgC12的轉化過程，這樣做的目的是什么？
【回答】①海水中氯化鎂的含量太低，直接提取成本太高；②直接電解海水得到的是氫氣和氧氣，不能制取金屬鎂。所以一般是將鎂沉淀成氫氧化鎂，再轉化為氯化鎂，然后電解。
（讓學生認識到無論是沉淀法獲得氯化鎂，還是蒸發結晶獲得食鹽，其目的都是為了富集溶解在海水中的可溶性物質，并進而認識到富集是化學上常用的一種方法。）
【拓展】還可以從海水中提取哪些化學物質？
知識點二 海底礦物
學生活動3 認識海底礦物
【過渡】不僅海水中含有大量的化學物質，海底也是個巨大的寶藏。閱讀書本P31~32頁內容并嘗試回答以下問題：
1．海底蘊藏著哪些礦物資源？
2．為什么“可燃冰”被譽為“21世紀能源”談談你對它的認識？目前為什么還沒對“可燃冰”進行大規模開采？
3．什么是多金屬結核？它主要含有哪幾種金屬元素？
【回答】
1．海底蘊含有大量的煤、石油、天然氣、還有數百種礦產資源。
2．可燃冰是天然氣水合物，由天然氣和水在低溫、高壓條件下形成的冰狀固體，燃燒產生的熱量比同等條件下的煤或石油產生的熱量多得多，而且在燃燒后幾乎不產生任何殘渣或廢氣。但是，可燃冰埋藏于海底的沉積物和陸地凍土的巖石中，如果在開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中，將比二氧化碳造成的溫室效應更加嚴重，所以，開采可燃冰的關鍵是解決技術上的問題。
3．多金屬結核，也稱為錳結核，它含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等20多種金屬元素。
【小結】海洋是個巨大的資源寶庫，目前，世界各國都在積極開發和利用海洋資源，為擴大人類生存空間，增加資源儲備尋求出路。
【提問】海洋資源包括哪些？海洋中哪些資源不可再生？在開發和利用海洋資源的同時應如何保護海洋資源？
【回答】
海洋資源包括：化學資源、礦物資源、動力資源、生物資源。海洋中的礦物資源是不可再生的。
保護海洋資源可以有多種措施：海洋環境立法、建立海洋自然保護區、加強海洋環境監測、提高消除污染的技術水平等等。
知識點三 海水淡化
學生活動3 認識海底礦物
【講述】我們知道，地球上可供人類使用的淡水僅占地球上總水量的0.3%，且在時間和空間上分布不均衡。淡水資源的短缺已越來越成為制約社會發展的重要因素，從浩翰的海洋里獲取淡水，對解決淡水危機具有重要意義。
【提問】我們應該如何解決淡水資源的危機呢？
【實驗探究8-1】蒸餾法淡化海水
提出問題：用什么方法能除去海水中的鹽，得到淡水？利用提供的儀器藥品，組裝一套淡化海水的實驗裝置（供選擇的儀器、藥品：酒精燈、試管、單孔橡皮塞、玻璃導管、鐵架臺、小燒杯、膠頭滴管和食鹽水），并畫出裝置圖。
實驗步驟：
（1）如圖所示組裝儀器，并檢查裝置的氣密性。
（2）向大試管中加入約5~10 mL食鹽水，塞好橡皮塞，用酒精燈加熱。觀察現象。
（3）向小試管里的冷凝水中滴加幾滴稍酸銀溶液，觀察現象（已知氯化鈉溶液能與硝酸銀溶液反應，產生白色沉淀）。
思考：為使水蒸氣的冷凝效果更好，可對實驗裝置做哪些改進？
展示如圖實驗裝置：
播放視頻“水的蒸餾”
【合作探究】分析實驗獲得成功的兩個關鍵：
1．保證裝置不漏氣。
2．蒸發出來的水蒸氣要進行充分的冷凝以獲得液態水。
【交流反思】蒸餾法淡化海水有什么優點和不足？這種方法能否用來大規模地淡化海水？現代工業上常用哪些方法來淡化海水呢？
【展示】工業生產中使用的方法：膜法和多級閃急蒸餾法。
課堂練習
1．海水淡化最常用的方法是（ B ）
A．過濾法 B．蒸餾法 C．結晶法 D．膜淡化法
2．一位遇上海難的水手，隨著木排在海水漂流。他用完了淡水，仍感到異常口渴，雖然周圍的海水十分清澈，但他不會去喝海水，理由是（ D ）
A．海水有苦澀味兒，根本喝不下去
B．海水中有各種鹽類，能使腸胃腐爛
C．海水中有許多微生物，有些微生物有致命危險
D．海水會造成人體水分從血液和組織內脫離出來，進入腸胃中，使人脫水死亡
四、課堂小結
本節課我們知道了海水中含有大量的鹽，海底有許多礦產資源，如：煤、石油、天然氣、多金屬結核等，學習了如何從海水中提取鎂，如何淡化海水，工業上海水淡化的方法。
板書設計
第三單元 海水中的化學
海洋化學資源
海水中的物質
含量最多的金屬離子：Na+ 含量最多的非金屬離子：Cl-
海水制鎂：
海底礦物
天然氣“未來能源”、“21世紀能源” 多金屬結核
海水淡化
蒸餾法淡化海水
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