跨学科实践活动8 海洋资源的综合利用与制盐-2024--2025学年九年级化学人教版（2024）下册

跨学科实践活动8海洋资源的综合利用与制盐 课题：跨学科实践活动8海洋资源的综合利用与制盐 课时 1 授课年级 九年级 教材 分析 本实验活动是初中化学课程里关键的定量实验。其设计了两项实验，分别是用氯化钠固体配制溶液以及对溶液进行稀释。通过参与实验活动，包括预习准备、实际操作、问题讨论等环节，学生能够深化对溶质质量分数概念的理解，了解配制一定质量分数溶液的过程与操作步骤，初步掌握相关化学实验基本操作，进而培养科学素养，提升实践能力。 在学习本节实验课之前，学生在课堂或生活中对相关操作已有所体验，若教学时只是平铺直叙，内容会显得单调。而通过学生动手实验的课程设计，能培养学生在活动中对获取信息进行加工处理的能力，同时锻炼实验操作、观察分析和交流表达能力。 教学目标 化学观念：助力学生通过学习配制一定溶质质量分数的溶液，深化对溶液组成的认识和理解。 科学思维：学生通过亲自操作，培养独立完成实验的能力，在解决与化学相关的实际问题中，形成质疑能力、误差分析能力和创新意识。 科学探究与实践：在配制溶液的过程中，培养学生的计算能力，以及与他人分工协作、沟通交流、共同解决问题的能力。 科学态度与责任：通过亲手配制溶液，提升学生动手操作和科学探究能力，激发学生对物质世界的好奇心、想象力和探究欲，维持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣。 教学重、难点 重点：加深对溶质的质量分数概念的理解；初步学会配制一定溶质质量分数溶液的一般步骤；掌握配制溶液的操作步骤与注意事项。 难点：如何利用浓溶液配制稀溶液及归纳出一般步骤；配制溶液时的误差分析。 教学过程 教学环节 教学活动 新课讲解 趣味导入 播放海洋纪录片片段：展示海洋的波澜壮阔，包括美丽的珊瑚礁、丰富的海洋生物以及大型的海上钻井平台和盐场等画面，吸引学生注意力，激发他们对海洋资源的好奇心。 提问互动：纪录片结束后，提出问题：“同学们，海洋看起来如此广阔神秘，那你们知道海洋里都藏着哪些宝贝吗？这些宝贝又是怎么被我们人类利用的呢？”鼓励学生自由发言，分享自己对海洋资源的了解，从而引出本节课主题——海洋资源的综合利用与制盐。 知识讲解 海洋资源的丰富性：运用PPT展示海洋资源的分类，如化学资源（海水中含有的大量盐类、各种金属元素等）、生物资源（种类繁多的海洋动植物）、矿产资源（石油、天然气、锰结核等）和动力资源（潮汐能、波浪能等）。结合具体数据和案例，如全球海洋盐类储量巨大，仅氯化钠的储量就足够人类使用数千年，让学生直观感受海洋资源的丰富程度。 海水制盐原理：详细讲解海水制盐的原理是蒸发结晶。通过动画演示海水在太阳照射和风力作用下，水分逐渐蒸发，海水中的盐分浓度不断升高，最终氯化钠等盐类结晶析出的过程，帮助学生理解。同时介绍不同的海水制盐方法，如传统的滩晒法、现代化的盐田法以及一些特殊的制盐工艺，并对比它们的优缺点，如滩晒法成本低但受自然条件限制大，盐田法效率高但前期建设成本高。 粗盐提纯原理：讲解粗盐中除了氯化钠，还含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸钠等杂质。通过化学反应方程式和实验动画，展示如何通过溶解、过滤、蒸发等物理方法除去泥沙等不溶性杂质，以及加入氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡等化学试剂除去可溶性杂质的原理。例如，加入氯化钡除去硫酸钠，反应方程式为：Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl；加入氢氧化钠除去氯化镁，反应方程式为：MgCl₂+2NaOH=Mg(OH)₂↓+2NaCl；加入碳酸钠除去氯化钙和过量的氯化钡，反应方程式为：CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl，BaCl₂+Na₂CO₃=BaCO₃↓+2NaCl。最后加入适量稀盐酸除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，反应方程式为：HCl+NaOH=NaCl+H₂O，2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑，让学生明白每一步操作的目的和化学反应原理。 海洋其他资源提取原理：简单介绍海水提镁、海水提溴等海洋资源提取的工艺流程和化学原理。海水提镁时，先向海水中加入石灰乳（氢氧化钙），使镁离子转化为氢氧化镁沉淀，化学方程式为：MgCl₂+Ca(OH)₂=Mg(OH)₂↓+CaCl₂；然后将氢氧化镁沉淀与盐酸反应得到氯化镁溶液，化学方程式为：Mg(OH)₂+2HCl=MgCl₂+2H₂O；再通过蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体，最后电解熔融氯化镁得到金属镁。海水提溴利用氯气的氧化性，将海水中的溴离子氧化为溴单质，然后通过一系列的富集和分离操作得到高纯度的溴。 实验探究 分组实验：模拟海水制盐与粗盐提纯：将学生分成若干小组，每组配备实验仪器和药品，包括模拟海水（用氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠等按一定比例配制）、天平、量筒、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、蒸发皿、酒精灯、三脚架、石棉网、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸等。 海水蒸发结晶：用量筒量取一定量的模拟海水倒入蒸发皿中，将蒸发皿放在三脚架上的石棉网上，用酒精灯加热，边加热边用玻璃棒搅拌，防止液体局部过热飞溅。观察水分蒸发和晶体析出的过程，待蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将剩余水分蒸干，得到粗盐。 粗盐溶解：将制得的粗盐放入烧杯中，加入适量的水，用玻璃棒搅拌，使其充分溶解。 过滤除杂：制作过滤器，将滤纸对折两次后放入漏斗中，用少量水润湿滤纸，使其紧贴漏斗内壁。将粗盐溶液沿着玻璃棒慢慢倒入过滤器中，过滤除去泥沙等不溶性杂质，观察滤液的澄清度。 化学除杂：向滤液中依次加入过量的氯化钡溶液、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液，每加入一种试剂后都要充分搅拌，观察沉淀的生成。然后加入过量的稀盐酸，除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，此时溶液中有气泡产生。 再次蒸发结晶：将除杂后的溶液倒入蒸发皿中，进行蒸发操作，得到较为纯净的氯化钠晶体。 教师巡视指导：在学生实验过程中，教师不断巡视各小组，及时纠正学生的错误操作，如加热时酒精灯的使用方法、过滤时玻璃棒的引流、化学试剂的滴加量等。解答学生提出的问题，如“为什么加入试剂的顺序不能改变？”“沉淀是否完全？”等，确保每个学生都能顺利完成实验。 小组讨论 海洋资源利用的利弊分析：组织学生进行小组讨论，让学生分析海洋资源利用给人类带来的好处以及可能产生的负面影响。例如，海洋石油开采为人类提供了大量能源，但可能会导致海洋污染；海水养殖丰富了人类的食物来源，但可能会破坏海洋生态平衡。每个小组派代表发言，分享小组讨论的结果。 解决海洋资源利用问题的策略：引导学生讨论如何解决海洋资源利用过程中出现的问题，如海洋污染、资源过度开采等。鼓励学生提出创新性的想法，如开发新型环保的海洋资源开采技术、建立海洋资源保护区、加强国际合作共同管理海洋资源等。教师对学生的讨论进行总结和点评，引导学生树立可持续发展的观念。 课堂练习 基础概念选择题：展示一系列与海洋资源、海水制盐、粗盐提纯相关的选择题，如： 海洋中含量最多的金属元素是（） A.钠B.镁C.钙D.铁 在海水制盐的过程中，主要利用的方法是（） A.过滤B.蒸发结晶C.蒸馏D.萃取 粗盐提纯实验中，加入碳酸钠溶液的目的是（） A.除去硫酸钠B.除去氯化镁C.除去氯化钙和过量的氯化钡D.除去泥沙 让学生思考并回答，巩固学生对基础概念和原理的理解。 工艺流程分析题：给出海水提镁或海水提溴的简化工艺流程，设置问题： 在海水提镁的过程中，加入石灰乳的作用是什么？ 海水提溴时，从溴的水溶液中提取溴单质常用的方法是什么？ 整个工艺流程中，哪些步骤涉及到了氧化还原反应？请写出对应的化学方程式。 引导学生分析工艺流程，运用所学知识回答问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。 实验误差分析题：结合学生刚刚完成的模拟海水制盐和粗盐提纯实验，提出问题： 在蒸发结晶过程中，如果加热时间过长，会对实验结果产生什么影响？ 在过滤操作中，如果漏斗内液面高于滤纸边缘，会导致什么后果？ 在加入化学试剂除杂时，如果加入的稀盐酸不足，会对氯化钠的纯度产生怎样的影响？ 让学生根据实验实际情况，分析可能出现的误差原因和对实验结果的影响，加深学生对实验操作和原理的理解。 拓展延伸 介绍海洋资源开发的新技术：通过视频或图片资料，介绍一些海洋资源开发的前沿技术，如深海采矿技术、海水淡化的新型膜技术、海洋生物制药技术等。让学生了解科技的发展对海洋资源利用的推动作用，拓宽学生的视野。 开展海洋资源保护宣传活动策划：布置任务，让学生分组策划一个海洋资源保护宣传活动方案，包括活动主题、活动目的、活动形式、宣传内容等。鼓励学生发挥创意，如制作宣传海报、拍摄短视频、举办主题演讲等。下节课各小组展示自己的策划方案，评选出最佳方案并在学校或社区进行实施，培养学生的社会责任感和实践能力。 课堂总结 知识回顾：与学生一起回顾本节课的重点内容，包括海洋资源的种类、海水制盐的原理和方法、粗盐提纯的步骤和化学原理、海洋其他资源提取的基本原理等。强调跨学科知识在海洋资源综合利用中的重要性，如化学知识用于资源提取和提纯，物理知识用于海水淡化和能源开发，生物知识用于海洋生物资源的保护和利用等。 情感升华：引导学生认识到海洋资源是人类共同的财富，我们在开发利用海洋资源的同时，要注重保护海洋生态环境，实现海洋资源的可持续利用。鼓励学生在今后的学习和生活中，关注海洋资源问题，积极参与海洋保护行动。 教学 反思 教学目标达成度较高：通过课堂上对溶质质量分数概念的回顾、配制原理的讲解、实验演示以及学生亲自动手实验，大部分学生能够理解配制溶液的原理，掌握配制的基本步骤，在课堂练习和课后作业中，也能较好地完成相关计算和误差分析题目，达成了知识与技能目标。同时，在实验过程中，学生的科学探究能力、团队协作能力以及分析问题和解决问题的能力都得到了锻炼，情感态度与价值观目标也有所体现。 实验教学效果良好：实验演示环节中，我规范的操作和详细的讲解，为学生提供了清晰的示范。学生实验时，积极参与，动手操作能力得到了有效提升。通过亲身体验，学生对溶液配制的步骤和注意事项印象深刻，比单纯的理论讲解效果要好得多。例如，在称量氯化钠和量取水的过程中，学生能够注意到天平的使用方法和量筒的读数要点，减少了操作失误。 学生参与度高：分组实验的方式激发了学生的学习兴趣和积极性，每个学生都能参与到实验操作中，在小组内分工协作，共同完成实验任务。在误差分析和讨论环节，学生们积极思考，各抒己见，思维得到了碰撞，不仅加深了对知识的理解，还培养了团队合作精神和表达能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$