2.1 海水中的氯 第1课时（教学设计） 化学沪科版必修第一册

本高中化学教学设计聚焦粗盐提纯（盐田法、化学沉淀法）与电解饱和食盐水（原理、氯碱工业），课堂导入通过展示化工产品图片，联系氯气和烧碱的工业应用，引出从海水提取食盐到电解制备化工原料的脉络，搭建生活与化学原理的学习支架。 资料以实验探究为核心，通过粗盐提纯试剂选择与顺序分析、电解实验现象观察等活动培养科学探究与实践能力，结合问题链引导学生推理离子交换膜作用等，发展科学思维。联系生产生活实例，助学生理解化学价值，为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

2.1 海水中的氯 第1课时 第1课时 粗盐提纯 电解饱和食盐水 一、知识目标 1. 了解从海水中提取食盐的“盐田法”，学会用化学沉淀法进行粗盐提纯。 1. 知道电解饱和食盐水的简单原理，掌握其电极反应式、总反应式，了解氯碱工业的概念、生产流程及产品应用。 二、素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识粗盐提纯和电解饱和食盐水的现象和过程，从微观角度理解其中离子的反应和变化。 1. 证据推理与模型认知：通过对粗盐提纯和电解饱和食盐水实验现象的分析推理，建立相关的化学模型，理解化学原理。 1. 科学探究与创新意识：通过实验探究粗盐提纯和电解饱和食盐水，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学学习中的重要性。 一、教学重点 1.粗盐提纯的实验方案。 2.电解饱和食盐水的原理及相关化学方程式的书写。 二、教学难点 1.粗盐提纯中试剂的选择和加入顺序。 2.电解饱和食盐水过程中离子交换膜的作用。 教材分析 本节教学内容出自沪科版2020必修第一册第二章《海洋中的卤素资源》第一节《海水中的氯》第1课时《粗盐提纯 电解饱和食盐水》。海洋是地球上最大的资源宝库，海水中蕴含着丰富的化学资源，而氯元素是海水中重要的组成部分。本节内容以海水中氯的提取和应用为线索，具有重要的实际意义，它不仅是对前面所学化学知识的综合应用，也为后续学习卤素的其他知识奠定基础。 按照教材编排，本课时包含粗盐提纯和电解饱和食盐水两部分内容。粗盐提纯部分介绍了从海水中提取食盐的“盐田法”，并详细讲解了用化学沉淀法除去粗盐中可溶性杂质的原理和操作，涉及多种化学试剂的使用和化学反应方程式的书写，培养学生的实验操作和化学思维能力。电解饱和食盐水部分则通过实验探究，让学生了解电解的原理和氯碱工业的生产流程，认识到化学在工业生产中的重要作用。 教学对象是初高中过渡阶段的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识，如常见物质的性质、化学反应的基本类型等，但对于复杂的化学实验操作和工业生产流程的理解还存在一定困难。在思维方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，需要通过具体的实验和实例来帮助他们理解抽象的化学概念和原理。 在知识储备上，学生在初中已经学习了粗盐提纯的基本操作，但主要是除去不溶性杂质，对于如何除去可溶性杂质缺乏深入了解。对于电解的概念，学生可能比较陌生，需要通过实验现象来引导他们逐步理解。在实验技能方面，学生已经掌握了一些基本的实验操作，但在实验设计、误差分析等方面还需要进一步提高。 因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合实验演示和多媒体展示，将抽象的知识形象化，帮助学生更好地理解和掌握。同时，要注重引导学生思考和分析问题，培养他们的科学探究能力和创新思维。通过与生活实际和工业生产的联系，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性和主动性。 教学环节一 课堂导入 【展示化工产品图片】同学们，在我们生活的方方面面，都离不开各种各样的化工产品。大家看大屏幕，这里有我们日常清洁会用到的含氯漂白剂，造纸、纺织印染等行业也大量使用相关化工原料；还有玻璃、肥皂的制造，以及有机合成、农药生产等领域，都和一些重要的化工原料息息相关。（展示图片时进行简单介绍） 【引出重要化工原料】而这些众多化工生产背后，有两种特别重要的化工原料，那就是氯气（）和烧碱（）。它们在工业生产中有着不可替代的作用。比如氯气可以用于制造氯化物、进行有机合成等，烧碱则在造纸、玻璃制造等行业广泛应用。 【提出问题引导思考】那么，大家想不想知道这两种重要的化工原料是怎么生产出来的呢？其实，它们可以通过对海水中的成分进行加工得到。今天，我们就从海水中提取食盐开始，来探究粗盐提纯以及电解饱和食盐水的知识，揭开这两种重要化工原料生产的神秘面纱。 【设计意图】 1. 激发学生兴趣：通过展示生活中常见的化工产品图片，让学生直观地感受到化学与生活的紧密联系，从而激发学生对化学知识的兴趣和探索欲望，提高他们参与课堂的积极性。 1. 联系生产生活：强调氯气和烧碱在众多工业领域的重要应用，使学生明白化学知识在实际生产中的重要性，让抽象的化学知识变得具体而实用，增强学生对学习内容的关注度。 1. 引发思考，导入新课：提出关于氯气和烧碱生产方法的问题，自然地引出本节课粗盐提纯和电解饱和食盐水的主题，让学生带着问题去学习，明确学习目标，提高学习的主动性和针对性。 教学任务一 粗盐提纯 活动一 盐田法海水制盐及粗盐成分分析 【引入】同学们，氯气和烧碱是重要的化工原料，而它们的制取和海水中的氯元素密切相关。目前，从海水中提取食盐主要采用“盐田法”，这是一种古老且至今仍广泛沿用的方法。那盐田法是如何提取食盐的呢？粗盐中又含有哪些成分呢？下面我们一起来探究。 【问题】盐田法提取食盐的过程是怎样的？粗盐中除了我们熟悉的，还可能含有哪些杂质离子？ 【学生思考】 1. 回答盐田法提取食盐的过程：先将海水（或海边地下卤水）引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，导入结晶池，再晒就会逐渐析出食盐来，这时得到的晶体就是常见的“粗盐”，剩余的液体称为母液（也称“苦卤”）。 1. 思考并回答粗盐中可能含有的杂质离子：粗盐中除了、，还含有、、等杂质离子。 【讲解】评价、强调：盐田法是利用太阳能蒸发海水来提取食盐，是一种简单而有效的方法。粗盐中的这些杂质离子会影响后续的工业生产和使用，所以需要进行提纯。 【对应训练1】盐田法海水制盐过程中，引入蒸发池的海水（ ） A. 只含有氯化钠 B. 含有氯化钠和少量杂质 C. 不含有任何杂质 D. 只含有水和氯化钠 【答案】B 【解析】海水中本身就含有多种物质，引入蒸发池的海水除了水和氯化钠，还含有少量其他杂质，A、C、D选项错误，B选项正确。 【对应训练2】粗盐中含有的杂质离子不包括（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】粗盐中常见的杂质离子有、、等，一般不包含，所以答案选C。 活动二 粗盐提纯的试剂选择及原理 【引入】我们已经知道了粗盐中含有杂质离子，那如何将这些杂质离子除去呢？这就需要选择合适的试剂。下面我们来探讨一下粗盐提纯过程中所选用试剂的作用及原理。 【问题】 1. 加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。 1. 加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。 1. 加入过量的溶液的作用是什么？写出其反应的化学方程式。 【学生思考】 1. 回答：加入过量的溶液的作用是使杂质中的全部转化为沉淀而被除去，反应的化学方程式为。 1. 回答：加入过量的溶液的作用是使杂质中的全部转化为沉淀而被除去，反应的化学方程式为。 1. 回答：加入过量的溶液的作用：一是将杂质中的全部转化为沉淀而被除去；二是除去引入的新杂质，使其全部转化为沉淀而被除去。反应的化学方程式分别为，。 【讲解】评价、强调：在选择试剂时，要考虑能将杂质离子转化为沉淀除去，同时不能引入新的难以除去的杂质。加入过量试剂是为了保证杂质离子完全除去，但后续需要处理过量的试剂。 【对应训练1】在粗盐提纯中，除去应选用的试剂是（ ） A. 溶液 B. 溶液 C. 溶液 D. 稀盐酸 【答案】B 【解析】除去需要用能与反应生成沉淀的试剂，溶液中的能与反应生成沉淀，所以选B。 【对应训练2】加入溶液不能除去的杂质离子是（ ） A. B. C. D. 以上都不是 【答案】C 【解析】溶液能与反应生成沉淀，与反应生成沉淀，但不能与反应生成沉淀除去，所以答案选C。 活动三 粗盐提纯的操作及相关问题探讨 【引入】我们选择了合适的试剂来除去粗盐中的杂质离子，接下来就要进行具体的操作了。在操作过程中，会涉及一些仪器的使用和可能出现的问题，下面我们来详细了解一下。 【问题】 1. 粗盐提纯的三步操作（溶解、过滤、蒸发）中都用到了玻璃棒，其作用是否相同？ 1. 某同学做粗盐提纯实验时，发现过滤两次以后，滤液仍然浑浊，你认为造成这一现象的原因可能有哪些？ 1. 在粗盐提纯实验中，经过滤和蒸发能使哪些杂质从混合物中分离？这样得到的食盐就是纯净物了吗？ 1. 实验中，制得的精盐往往比理论值偏小，你认为可能的原因有哪些？ 【学生思考】 1. 回答：不相同。溶解时玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解；过滤时玻璃棒的作用是引流，防止液体冲破滤纸；蒸发时玻璃棒的作用是搅拌，防止液体因受热不均匀而溅出。 1. 回答：造成滤液浑浊的原因可能有：①过滤时液面高于滤纸边缘；②滤纸破损；③接收滤液的烧杯不干净（合理答案均可）。 1. 回答：经溶解、过滤后只是将不溶性杂质如泥沙等除去，然后蒸发水分得到较纯净的精盐，而其中的可溶性杂质如、、等无法分离，因而得到的食盐不属于纯净物。 1. 回答：原因可能有：①溶解过程中食盐未完全溶解；②过滤时液体溅出；③蒸发时造成液体或固体飞溅；④器皿上沾有的精盐没全部转移到称量纸上（合理答案均可）。 【讲解】评价、强调：玻璃棒在不同操作中的作用不同，要正确使用。在实验过程中，要注意操作规范，避免出现滤液浑浊等问题。得到的精盐不是纯净物，还需要进一步处理才能得到更纯净的食盐。 【对应训练1】粗盐提纯的三步操作中，玻璃棒作用相同的两步是（ ） A. 溶解和过滤 B. 溶解和蒸发 C. 过滤和蒸发 D. 以上都不对 【答案】B 【解析】溶解和蒸发时玻璃棒都起到搅拌的作用，只是目的不同，溶解时搅拌是加速溶解，蒸发时搅拌是防止液体因受热不均匀而溅出，所以选B。 【对应训练2】下列不会导致过滤后滤液浑浊的是（ ） A. 滤纸破损 B. 过滤时液面低于滤纸边缘 C. 过滤时液面高于滤纸边缘 D. 接收滤液的烧杯不干净 【答案】B 【解析】滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、接收滤液的烧杯不干净都会导致滤液浑浊，而过滤时液面低于滤纸边缘是正确的操作，不会导致滤液浑浊，所以选B。 教学任务二 电解饱和食盐水 活动一 电解饱和食盐水的实验探究 【引入】我们通过粗盐提纯得到了较纯净的食盐，那食盐还有什么重要的用途呢？其实，电解饱和食盐水是一项重要的工业生产，它能制取很多重要的化工原料。下面我们通过实验来探究电解饱和食盐水的现象和产物。 【问题】 1. 请描述电解饱和食盐水的实验步骤。 1. 电解过程中，阳极和阴极分别会出现什么现象？如何检验阳极和阴极的产物？ 【学生思考】 1. 回答：①将饱和溶液加入形管中，连接电极和电源，开始电解，观察现象。②将湿润的淀粉 -试纸靠近阳极，观察现象。③往阴极滴加滴酚酞，观察现象。④断开电源，实验结束。 1. 回答：阳极产生刺激性气味气体，湿润的淀粉 - 试纸变蓝，说明阳极产物是；阴极有气泡产生，爆鸣实验证明有氢气生成，加酚酞后变红说明有生成。 【讲解】评价、强调：在实验过程中要注意安全，正确操作。通过实验现象可以判断阳极和阴极的产物，这对于理解电解饱和食盐水的原理很重要。 【对应训练1】在电解饱和食盐水实验中，能使湿润的淀粉 - 试纸变蓝的电极是（ ） A. 阳极 B. 阴极 C. 可能是阳极也可能是阴极 D. 以上都不对 【答案】A 【解析】阳极发生氧化反应，放电生成，能使湿润的淀粉 - 试纸变蓝，所以选A。 【对应训练2】电解饱和食盐水时，阴极产生的气体是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】阴极发生还原反应，放电生成，所以选B。 活动二 电解饱和食盐水的原理及氯碱工业 【引入】通过实验我们知道了电解饱和食盐水的现象和产物，那其背后的原理是什么呢？这在工业生产中又有什么应用呢？下面我们来深入学习。 【问题】 1. 写出电解饱和食盐水的阳极反应式、阴极反应式和总反应式。 1. 氯碱工业的概念是什么？电解饱和食盐水要解决的主要问题是什么，如何解决？ 1. 阳离子交换膜在氯碱工业中有什么作用？ 【学生思考】 1. 回答：阳极反应式：；阴极反应式：；总反应式：。 1. 回答：习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。要解决的主要问题：一是避免生成物和混合爆炸；二是避免接触溶液反应，使产品不纯。解决方法是使用离子交换膜。 1. 回答：阳离子交换膜的作用：①能传导溶液中的阳离子；②阻止阴离子和气体分子通过。 【讲解】评价、强调：理解电解饱和食盐水的原理是掌握氯碱工业的关键。离子交换膜的使用解决了氯碱工业中的一些关键问题，提高了生产效率和产品质量。 【对应训练1】电解饱和食盐水时，阳极发生的反应是（ ） A. 氧化反应 B. 还原反应 C. 既不是氧化反应也不是还原反应 D. 无法判断 【答案】A 【解析】阳极发生氧化反应，失去电子生成，所以选A。 【对应训练2】下列关于氯碱工业中阳离子交换膜的说法错误的是（ ） A. 能传导溶液中的阳离子 B. 阻止阴离子通过 C. 阻止气体分子通过 D. 能让自由通过 【答案】D 【解析】阳离子交换膜能传导溶液中的阳离子，阻止阴离子和气体分子通过，是阴离子，不能自由通过，所以D选项错误。 2.1 海水中的氯 第1课时 第1课时 粗盐提纯 电解饱和食盐水 一、粗盐的提纯 1. 盐田法海水制盐 · 流程：海水→蒸发池→结晶池→粗盐 + 母液 1. 化学沉淀法提纯 · 试剂及作用 · ：除， · ：除， · ：除和，， · 稀盐酸：除和 · 主要操作：溶解、过滤、蒸发 · 玻璃棒作用 · 溶解：搅拌，加速溶解 · 过滤：引流 · 蒸发：搅拌，防止液体飞溅 · 常见问题及原因 · 滤液浑浊：液面高于滤纸边缘、滤纸破损、烧杯不干净等 · 精盐比理论值偏小：溶解不完全、液体溅出、蒸发飞溅、转移不完全等 二、电解饱和食盐水 1. 实验探究 · 装置：U形管、电极、电源等 · 现象 · 阳极：刺激性气味气体，湿润淀粉 - KI试纸变蓝 · 阴极：有气泡，加酚酞变红 1. 反应过程 · 阳极： · 阴极： · 总反应：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- 1. 氯碱工业 · 概念：电解饱和食盐水的工业生产 · 原理：、移向阳极，放电；、移向阴极，放电 · 解决问题及方法 · 避免与反应：阳离子交换膜 · 避免和混合爆炸：阳离子交换膜 · 生产流程：阳离子交换膜电解槽 · 产品及应用 · 氯气：含氯漂白剂、有机合成等 · 氢气：有机合成等 · 氢氧化钠：玻璃、肥皂等 1.实验室进行粗盐提纯时，需除去、和，所用试剂包括以及(　　) A.、、 B.、、 C.、、 D.、、 【答案】A 【解析】除去粗盐中的、和，应分别加入碳酸钠除去，加入氢氧化钠除去，加入氯化钡除去，由于加入的氯化钡过量，会引入，则还需要加入碳酸钠除去，所以碳酸钠要在氯化钡之后加入，最后加入盐酸除去过量的碳酸钠和氢氧化钠。B选项中会引入新的杂质；C选项中会引入新的杂质，会引入新的杂质；D选项中会引入新的杂质。所以答案选A。 2.用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙，可溶性的、以及一些硫酸盐等)，粗盐提纯的流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A. 步骤①⑤⑦均会使用的仪器是玻璃棒 B. 步骤②所加溶液和步骤④所加溶液的顺序可以调换 C. 步骤⑥加入盐酸的目的是除去过量的和 D. 该提纯过程未涉及氧化还原反应 【答案】B 【解析】A. 步骤①溶解、步骤⑤过滤、步骤⑦蒸发均会使用玻璃棒，溶解时搅拌加速溶解，过滤时引流，蒸发时搅拌防止液体受热不均飞溅，A选项正确；B. 若先加碳酸钠，后加氯化钡，过量的氯化钡无法除去，会引入新的杂质，所以步骤②所加溶液（溶液）和步骤④所加溶液（溶液）的顺序不可以调换，B选项错误；C. 步骤⑥加入盐酸，盐酸与过量的反应生成氯化钠和水，与反应生成氯化钠、水和二氧化碳，目的是除去过量的和，C选项正确；D. 该提纯过程中发生的反应均为复分解反应，没有元素化合价的变化，未涉及氧化还原反应，D选项正确。答案选B。 3.氯碱工业的基本原理就是电解饱和食盐水。下列关于实验室电解饱和食盐水的说法中错误的是 A．可以选用石墨棒作为阴、阳极材料 B．用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝 C．阴极产生气体具有可燃性 D．实验结束后，将溶液搅拌，然后用试纸检验，溶液呈中性 【答案】D 【解析】A. 石墨棒性质稳定，不参与电极反应，可以选用石墨棒作为阴、阳极材料，A选项正确；B. 阳极发生反应，氯气能使湿润的淀粉试纸变蓝，所以用湿润的淀粉试纸靠近阳极区域，试纸变蓝，B选项正确；C. 阴极发生反应，阴极产生的气体是氢气，氢气具有可燃性，C选项正确；D. 电解饱和食盐水，溶液中有氢氧化钠生成，呈碱性，用试纸检验，溶液呈碱性，D选项错误。答案选D。 4.用如图所示装置电解氯化钠溶液（、是碳棒）。下列判断正确的是 A．电极为正极 B．电极为阳极 C．电极表面发生氧化反应 D．电极表面有氯气生成 【答案】C 【解析】在电解池中，与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。A. 图中没有电源，不存在正负极，电极是阳极，A选项错误；B.电极是阴极，B选项错误；C.电极是阳极，阳极发生氧化反应，所以电极表面发生氧化反应，C选项正确；D.电极是阴极，阴极发生还原反应，产生氢气，电极表面有氯气生成，D选项错误。答案选C。 5.天原化工厂是我国最早的民族氯碱化工企业之一、下列物质中，不是该厂生产的产品是 A．纯碱 B．盐酸 C．氯气 D．漂白粉 【答案】A 【解析】氯碱工业是通过电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠，氢气和氯气反应生成氯化氢，溶于水得到盐酸，氯气和氢氧化钙反应生成漂白粉。而纯碱（碳酸钠）的生产一般采用联合制碱法等，不是氯碱工业的产品。所以答案选A。 在本节课的教学中，通过实验演示和理论讲解相结合，学生对粗盐提纯和电解饱和食盐水的知识有了较好的理解。在粗盐提纯部分，学生对化学沉淀法中试剂的选择和加入顺序掌握较好，但在处理实际问题时，如分析滤液浑浊原因等，部分学生还存在困难，后续应加强此类问题的练习。电解饱和食盐水实验能激发学生的兴趣，但对于离子交换膜的作用等抽象知识，部分学生理解不够深刻，可借助动画等多媒体手段辅助教学。在今后的教学中，应更加注重理论与实际的联系，提高学生解决实际问题的能力，同时优化教学方法，帮助学生更好地掌握抽象知识。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$