7.4 跨学科实践活动：海洋资源的综合利用与制盐-2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）下册

配套中学科粤版 第七单元 跨学科实践活动：海洋资源的综合利用与制盐 一、教材分析 内容综合性强：本部分内容将化学知识与海洋资源的利用相结合，涉及到海洋化学资源的分布、海水晒盐的原理和过程、粗盐提纯等化学知识，同时还融合了地理学科中海洋资源的分布以及物理学科中蒸发结晶等知识，体现了跨学科的特点，有助于培养学生综合运用知识的能力。 联系生活实际：海洋资源的综合利用与制盐是与生活密切相关的内容，学生在日常生活中接触到的食盐等物质都与本节课的知识有关。通过学习，学生可以了解到食盐的来源以及海洋资源的重要性，增强学生对化学学科的认同感和学习兴趣。 注重实践探究：教材中安排了实践活动，如海水晒盐的模拟实验、粗盐提纯的实验等，让学生通过亲身体验和操作，深入理解海水制盐的原理和过程，培养学生的实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。 体现学科价值：本活动让学生认识到化学在海洋资源开发和利用中的重要作用，以及化学学科与其他学科的相互联系，使学生体会到化学学科的实用性和重要性，培养学生的科学态度和社会责任感。 二、教学目标 化学观念目标 微粒观：理解海水晒盐过程中，水分蒸发，氯化钠等溶质以离子形式在溶液中的变化，以及结晶过程中离子的聚集形成晶体，认识物质的溶解和结晶是微粒运动和相互作用的结果。 变化观：了解海水制盐过程中发生的物理变化，如蒸发结晶，以及粗盐提纯过程中涉及的过滤、蒸发等操作，认识化学变化和物理变化在实际生产中的应用，理解物质在一定条件下可以相互转化。 元素观：认识到海洋资源中含有丰富的化学元素，如钠、氯、镁、溴等，这些元素在海洋中以不同的化合物形式存在，通过化学方法可以将其提取和利用，形成从元素角度认识物质和资源的观念。 科学思维目标 模型认知：通过对海水晒盐和粗盐提纯过程的学习，建立起蒸发结晶和过滤等实验操作的模型，能够运用这些模型解释和预测相关的化学现象和实验结果。 证据推理：在实验探究和分析过程中，能够根据实验现象和数据进行推理和分析，得出结论，如通过粗盐提纯实验中得到的精盐产量和纯度等数据，推断实验操作的合理性和改进方向。 创新思维：鼓励学生在了解传统海水制盐和海洋资源利用方法的基础上，思考和提出新的方法和思路，培养学生的创新意识和创新能力。 科学探究目标 提出问题：引导学生观察海水晒盐的现象和粗盐提纯的过程，提出与海洋资源利用和制盐相关的问题，如如何提高海水晒盐的效率、如何去除粗盐中的杂质等。 设计方案：学生能够根据提出的问题，设计相应的实验方案和探究方法，如选择合适的实验仪器和药品，确定实验步骤和操作方法等。 合作交流：在实践活动中，学生通过小组合作的方式完成实验和探究任务，培养学生的团队合作精神和交流能力，能够与小组成员分享自己的实验结果和想法，共同讨论和解决问题。 科学态度与责任目标 科学态度：培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，在实验操作中严格遵守实验规则和操作规程，如实记录实验现象和数据，不弄虚作假。 社会责任：让学生认识到海洋资源是人类宝贵的财富，合理开发和利用海洋资源对于人类社会的可持续发展具有重要意义，培养学生的资源意识和环保意识，引导学生关注海洋环境的保护和海洋资源的可持续利用。 三、教学重难点 教学重点 海水晒盐的原理和过程：理解蒸发结晶是海水晒盐的核心原理，掌握海水晒盐的主要步骤和影响因素，如蒸发速度、海水浓度等，这是理解海洋资源利用和制盐的基础。 粗盐提纯的实验操作：熟练掌握粗盐提纯的基本实验操作，包括溶解、过滤、蒸发等，能够正确选择和使用实验仪器，理解各步操作的目的和注意事项，以及如何根据实验现象和数据判断提纯效果。 海洋资源的综合利用：了解海洋资源的多样性和重要性，认识到海洋资源不仅包括化学资源，还包括生物资源、能源资源等，理解通过化学方法可以实现海洋资源的综合利用，如从海水中提取镁、溴等物质。 教学难点 结晶过程的理解：对于学生来说，理解溶液中溶质在结晶过程中的微观变化和宏观现象的关系可能存在一定难度，需要通过动画、模型等多种方式帮助学生理解蒸发结晶和降温结晶的原理和区别。 粗盐提纯实验的误差分析：在粗盐提纯实验中，学生需要对实验结果进行误差分析，找出导致精盐产量和纯度变化的原因，这需要学生对实验操作的各个环节有深入的理解，并能够运用化学知识进行分析和解释。 海洋资源利用中的环境保护：如何在开发和利用海洋资源的同时，保护海洋环境和生态平衡是一个复杂的问题，学生需要理解化学物质在海洋中的迁移和转化规律，以及化学工业对海洋环境的影响，树立正确的资源观和环保观。 四、教学过程 课程导入 师：同学们，我们生活的地球，大部分面积被海洋覆盖，海洋是一个巨大的资源宝库。今天，就让我们一起走进海洋，探索海洋资源的综合利用与制盐。大家先来说说，你们对海洋资源有哪些了解呀？ 生：我知道海洋里有很多鱼，还有石油。 生：还有盐，我们吃的盐就是从海里来的。 师：非常好，同学们知道的还真不少。海洋不仅孕育了地球上的生命，还提供了丰富的资源，像生物资源、化学资源、矿产资源、能源资源等等。 知识讲解 师：下面我们先来具体了解一下海洋中的化学资源。大家知道海水中有哪些可以被开发利用的化学物质吗？ 生：有氯化钠，就是食盐。 师：对，食盐是海水中最常见的化学资源之一，除此之外，还有镁、溴等也达到了工业规模的开发利用。那我们如何从海水中获取这些宝贵的资源呢？首先，我们来学习海水晒盐的原理。同学们，什么是结晶呀？ 生：就是溶液中析出固体的过程。 师：非常棒，结晶是饱和溶液析出晶体的过程。对于溶解度受温度变化影响不大的物质，像氯化钠，我们通常采用蒸发溶剂结晶法。海水晒盐就是利用了这个原理，谁能来说说海水晒盐的具体过程呢？ 生：把海水引入蒸发池，经风吹日晒使水分蒸发，到一定程度后进入结晶池，继续日晒就会析出粗盐。 师：完全正确，在这个过程中，海水的成分基本不变，蒸发池中食盐溶液逐渐变浓，当进入结晶池后，继续蒸发水，就会有氯化钠晶体析出。析出氯化钠晶体后的母液可不是氯化钠的不饱和溶液哦，它里面还含有很多其他的物质，比如氯化镁、硫酸镁等。 实验探究 师：接下来，我们就来模拟海水晒盐的过程，亲自体验一下从海水中获取粗盐。大家先看一下实验台上的仪器和药品，然后分组进行实验，注意观察实验现象并记录下来。 （学生分组进行实验，教师巡视指导） 师：好，大家都完成得差不多了吧，哪个小组来说说你们的实验现象呀？ 生：我们发现静置后的海水瓶内有少量难溶性固体，浓缩后的海水有少量白色晶体析出，加热后不断有粗盐晶体析出。 师：很好，这就是海水晒盐的过程。那我们得到的粗盐可以直接食用吗？ 生：不能，里面有杂质。 师：对，粗盐中含有很多杂质，所以我们还需要对粗盐进行提纯，将其转化成精盐。下面我们就来进行粗盐提纯的实验，请大家按照 “溶解、过滤、蒸发、称量、计算产率” 的步骤进行操作，在实验过程中要注意玻璃棒的作用哦。 （学生分组进行粗盐提纯实验，教师巡视指导） 师：好，实验结束了，大家在实验过程中有没有遇到什么问题呀？ 生：我们组在过滤的时候，滤纸破了，有一些泥沙漏到了滤液里。 师：没关系，这也是我们在实验中可能会出现的情况。大家想想，如果滤纸破了，会对实验结果有什么影响呢？ 生：会使得到的精盐中含有泥沙，导致精盐的质量偏大，产率偏高。 师：非常好，那还有其他问题吗？ 生：我们组在蒸发的时候，有一些液体溅出来了，会不会使产率偏低呀？ 师：是的，蒸发时有固体溅出，会导致获得的精盐的质量偏小，从而使精盐的产率偏低。所以在蒸发过程中一定要不断搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅。 拓展延伸 师：除了海水晒盐和粗盐提纯，海洋资源还有很多其他的利用方式。比如，我们可以从海水中提取镁、溴等物质，谁知道是怎么提取的呀？ 生：不知道。 师：没关系，老师来给大家简单介绍一下。从海水中提取镁，首先要向海水中加入石灰乳，使镁离子转化为氢氧化镁沉淀，然后再经过一系列的反应，就可以得到金属镁。而提取溴则是利用了溴的挥发性，通过通入氯气等方法将溴置换出来，再进行分离和提纯。此外，海水淡化也是海洋资源利用的一个重要方向，大家知道有哪些海水淡化的方法吗？ 生：蒸馏法。 师：对，蒸馏法是一种常用的海水淡化方法，它是根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的。除了蒸馏法，还有反渗透法、低温多效蒸馏法等。 课堂总结 师：好，今天我们一起学习了海洋资源的综合利用与制盐，了解了海洋中的丰富资源，掌握了海水晒盐的原理和过程，以及粗盐提纯的实验方法，还知道了海洋资源的其他利用方式和海水淡化的方法。通过这节课的学习，大家有什么收获呀？ 生：我知道了海洋里有很多资源，我们要合理利用和保护海洋。 生：我学会了海水晒盐和粗盐提纯的实验。 师：很好，大家的收获都很多。海洋是我们人类共同的财富，我们在开发利用海洋资源的同时，也要注意保护海洋环境，实现海洋资源的可持续利用。课后，请大家完成课本上的练习题，并查阅资料了解一下海洋污染的防治措施，下节课我们一起交流。 五、板书设计 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$