第四節(jié) 海水中的化學(xué)元素

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第四節(jié) 海水中的化學(xué)元素
一、目標(biāo)
1、 知識目標(biāo)
(1) 通過觀察思考,交流研討等活動(dòng),使學(xué)生認(rèn)識鎂單質(zhì)的還原性和重要用途。
(2) 通過觀察思考,交流研討等教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生認(rèn)識到氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性和氧化性遞變順序及溴單質(zhì)和溴的化合物的重要用途。
(3) 了解海水中微量元素的存在和應(yīng)用及在工業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域的潛在價(jià)值,認(rèn)識到綜合開發(fā)利用海水化學(xué)資源的重要意義。
2、 能力目標(biāo)
通過對氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性和氧化性遞變次序的活動(dòng)探究,學(xué)會(huì)應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究物質(zhì)氧化性或還原性相對強(qiáng)弱的方法。
3、 情感目標(biāo)
通過對海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用的學(xué)習(xí),使學(xué)生認(rèn)識到海洋對人類的重要性,學(xué)會(huì)關(guān)注和珍惜自然資源。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):金屬鎂的還原性;氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性和氧化性遞變次序。
難點(diǎn):氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性和氧化性遞變次序。
三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究、交流研討。
四、課時(shí)安排
二課時(shí)
五、教學(xué)過程

第四節(jié) 海水中的化學(xué)元素
(第一課時(shí))
[引入] 嘗過海水的人都知道,海水又苦又咸,不能直接飲用?磥,海水除了含有氫、氧元素外,一定還含有其它元素。那么,海水中還含有哪些元素呢?它們在海水中是以什么形式存在的?它們在海水的含量如何?人們是怎樣提取利用食鹽的?
[指導(dǎo)閱讀] 閱讀P90-P93第一部分:海水——化學(xué)元素寶庫。
[學(xué)生閱讀后回答] 海水中共含有80多種元素,這些元素大部分以鹽的形式存在,它們在海水中的含量差異很大。人類通過海水曬鹽從海水中提取食鹽,食鹽不僅是常用的調(diào)味品,是人體必須的物質(zhì),更被譽(yù)為“化學(xué)工業(yè)之母”,在工業(yè)上,主要通過氯堿工業(yè)等進(jìn)行綜合利用。
[老師總結(jié)] 教師點(diǎn)評并簡單介紹氯堿工業(yè)。
[設(shè)問] 海水中鎂的含量一般為1.28g/L,屬常量元素。目前,世界上有60%的鎂來自海水,人們是怎樣從海水中提取鎂的呢?
[指導(dǎo)閱讀] 閱讀P93-P94第二部分:鎂和海水提鎂
[交流討論]
1、簡述海水提鎂的基本方法和工業(yè)流程。
2、海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么,貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用?其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化?
3、從海水中的鎂離子到金屬鎂,經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化?
4、在用上述方法提鎂的過程中,采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益?這對你有什么啟示?
[討論作答]
1、海水提鎂最基本的方法就是往海水里加堿,得到氫氧化鎂沉淀,將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂;之后,經(jīng)過濾、干燥、電解,就可得到氯化鎂。
2、貝殼起到提供堿-消石灰的作用。主要成分發(fā)生的化學(xué)變化有:
CaCO3======CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2
3、經(jīng)歷的化學(xué)變化有:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2 H2O
MgCl2=====Mg+Cl2↑
4、(1)就地取材-利用海灘上的貝殼
(2)節(jié)約原料-循環(huán)利用氯元素
啟示:一個(gè)真實(shí)的化學(xué)工業(yè)流程所考慮的問題遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。它不僅考慮化學(xué)反應(yīng),還要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等問題。
[講述] 海水提鎂的原理較為簡單,但在實(shí)際生產(chǎn)中,還有許多難題需要解決,主要是怎樣除去雜質(zhì)。英國、美國、日本在這方面走在前列。我國由于陸地天然菱鎂礦資源豐富,目前主要是通過煅燒菱鎂礦來制取鎂,沒有安排大量人力和物力開發(fā)海水提鎂工作。只是根據(jù)需要,每年利用制鹽鹵水生產(chǎn)一些氯化鎂。近年來,我國對海水提鎂的開發(fā),也進(jìn)行了一些研究和試生產(chǎn),取得了可喜的成績。鎂是一種輕金屬,其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好。這些特性使金屬鎂成為制造汽車、飛機(jī)、火箭的重要材料,從而獲得“國防金屬”的美譽(yù)。在冶金工業(yè)上,金屬鎂常用作還原劑和脫氧劑。下面我們通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步認(rèn)識鎂的化學(xué)性質(zhì)。
[演示實(shí)驗(yàn)] 金屬鎂在二氧化碳中燃燒
[歸納總結(jié)] 鎂的主要化學(xué)性質(zhì)-還原性
(1) 與酸反應(yīng)置換氫氣
(2) 與氧氣反應(yīng)
(3) 與二氧化碳反應(yīng):2Mg+CO2=======2MgO+C
<思考> 由鎂引起的火災(zāi)能否用泡沫滅火器滅火?
[課堂練習(xí)]P98 1、2
[概括整合] 歸納本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容

第二課時(shí)

[復(fù)習(xí)] 鎂的主要化學(xué)性質(zhì)有哪些?
[引入] 溴是海水中重要的非金屬元素。地球上99%的溴元素以溴離子的形式存在于海水中,所以人們也把溴稱為“海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面具有一定的相似性,化學(xué)上常把它們放在一起研究。前面我們學(xué)習(xí)過氯氣,下面我們一起來探討溴單質(zhì)和碘單質(zhì)的性質(zhì)。
[演示實(shí)驗(yàn)]
<演示實(shí)驗(yàn)1>:觀察溴單質(zhì)和碘單質(zhì)的狀態(tài)、顏色;取少量的溴單質(zhì)和碘單質(zhì),分別觀察它們在水、酒精和四氯化碳溶劑中的溶解情況和所形成溶液的顏色,把觀察結(jié)果填入下表中:

物理性質(zhì)溴單質(zhì)碘單質(zhì)
顏色
狀態(tài)
溶解性和溶液顏色水中
酒精中
四氯化碳中

<演示實(shí)驗(yàn)2>:給碘錘加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
<思考>:1、在保存溴單質(zhì)和碘單質(zhì)時(shí)應(yīng)分別注意哪些問題?
2、碘容易升華的性質(zhì)有什么重要用途?
[過渡] 氯、溴和碘的單質(zhì)除了具有以上物理性質(zhì)之外,在化學(xué)性質(zhì)方面有哪些特點(diǎn)呢?
[活動(dòng)探究] 我們已經(jīng)認(rèn)識了氯氣的強(qiáng)氧化性,請用氯水、溴水、碘水、氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氯、溴、碘三種單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱。記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論或化學(xué)方程式。
<思考>:1、通過實(shí)驗(yàn)探究,你認(rèn)為氯、溴、碘單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有什么共同特點(diǎn)?它們的氧化性強(qiáng)弱如何?寫出發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。
2、氯、溴和碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱對于從溴化物中提取溴有何啟示?
[指導(dǎo)閱讀] 閱讀P96-P97,思考下列問題:
1、海水提溴的化學(xué)反應(yīng)原理是什么?工業(yè)流程所經(jīng)歷的主要步驟有哪些?
2、溴及其化合物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面有哪些用途?
3、為了降低開發(fā)成本,海水化學(xué)資源的利用將走什么道路?我國科學(xué)家在此領(lǐng)域取得了哪些成就?
[概括整合] 根據(jù)P97的提示,概括整合本節(jié)內(nèi)容。
[作業(yè)] P98 3、4

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