内容正文:
跨学科实践活动:海洋资源的综合利用与制盐(第1课时)
一、课标要求
依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》,本课时属于“物质的分离与提纯”相关跨学科实践活动,要求:
认识海洋资源的多样性及其综合利用价值,树立合理开发与保护海洋资源的意识;
了解结晶的概念与两种基本方法(冷却结晶、蒸发溶剂结晶),理解其适用条件;
掌握从海水中获取粗盐的原理与流程,能结合溶解度差异分析物质分离的依据;
初步形成“分析混合物成分→比较性质差异→明确分离方法”的物质分离基本思路,发展科学探究与创新意识素养。
二、教材分析
本课时是科粤版九年级化学下册“溶液”单元的跨学科实践活动开篇内容,承接溶液、溶解度的核心知识,聚焦海洋资源中化学资源的开发利用,重点讲解从海水中获取粗盐的结晶原理与实践流程,为后续粗盐提纯、海水淡化等内容奠定基础,同时融合地理、生物等学科的海洋资源知识,体现跨学科实践的育人价值。
三、学情分析
九年级学生已掌握溶液、溶解度的基本概念,能理解溶解度曲线的意义,具备基础的实验观察与分析能力;对“海水晒盐”的生活场景有初步认知,但对结晶的本质、不同结晶方法的适用条件缺乏系统理解,对海洋资源的综合利用与保护的认识较为零散,需通过项目式实践活动构建完整知识体系,提升跨学科思维与实践能力。
四、教学目标
认识海洋资源的分类(生物资源、化学资源、矿产资源、能源资源)及其开发利用价值,了解我国保护海洋资源的相关措施与法律法规;
理解结晶的概念,区分冷却结晶法与蒸发溶剂结晶法的原理、适用条件;
掌握海水晒盐的流程与原理,能结合氯化钠的溶解度特点分析蒸发溶剂结晶法的应用依据;
初步建立物质分离的基本思路,发展科学探究与证据推理素养,树立绿色发展观与海洋保护意识。
五、教学重难点
重点:结晶的概念与两种结晶方法;海水晒盐的原理与流程;海洋资源的分类与保护。
难点:结合溶解度差异理解不同结晶方法的适用条件;建立物质分离的基本思路。
六、教学准备
多媒体课件(含海洋资源图片、溶解度曲线、海水晒盐流程图);
学生预习任务:查阅海洋资源开发与保护的相关资料。
七、教学过程
环节1:情境导入(问题探讨)
展示海洋盐场实景图片,呈现教材中柯柯与悦悦的讨论问题:
海洋中有哪些资源?
如何从海水中获得盐?
你能提出一些保护海洋的建议吗?
引导学生结合生活经验初步交流,引出本节课核心主题:海洋资源的综合利用与制盐。
环节2:项目活动1—认识海洋资源
1.海洋资源的分类
结合教材图7.4-1,讲解海洋资源的类型:
生物资源:海洋中以鱼虾为主的生物资源;
化学资源:海水中含有的氯化钠、氯化镁、硫酸镁、溴化钠、溴化镁等;
矿产资源:海底的石油、天然气,沿海矿砂沉积物中的石英砂、金、铂、金刚石、铁砂、锡砂、稀有元素矿砂等;
能源资源:潮汐能、波浪能等。
2.海洋资源的保护
介绍我国保护海洋资源的措施:建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、制定《中华人民共和国海洋环境保护法(2017年修正)》等,引导学生树立合理开发与保护海洋资源的意识。
3.调查与交流任务布置
明确调查任务:
查阅资料了解海洋中的各种资源及其应用;
调查我国海水制盐的方法及食用盐的国家标准;
了解开发利用海洋资源过程中需遵守的保护海洋的相关法律法规。
要求学生记录信息,后续以报告、图片等形式展示交流。
环节3:项目活动2—从海水中获取粗盐
1.结晶的概念与方法
(1)定义:饱和溶液析出晶体的过程叫作结晶。
(2)两种结晶方法:
冷却结晶法:适用于溶质的溶解度随温度变化改变明显的物质(如硝酸钾),原理为较高温度下的饱和溶液降温,溶质因溶解度降低析出晶体;
蒸发溶剂结晶法:适用于溶质的溶解度随温度变化改变不明显的物质(如氯化钠),原理为蒸发水分使氯化钠溶液结晶。
结合教材中氯化钠、氯化镁、硫酸镁的溶解度曲线,分析氯化钠溶解度的特点,说明海水晒盐采用蒸发溶剂结晶法的依据。
2.海水晒盐的流程
结合教材图7.4-2及流程图,讲解海水晒盐的步骤:
海水→引入蒸发池→日晒→进入结晶池→继续日晒(形成饱和溶液,析出粗盐,同时得到母液)
流程图:
3.实验7-6:从海水中获取粗盐
呈现实验用品与流程,完善实验表格:
实验内容与步骤
现象
1.获得海水:向1.5L塑料瓶中注入海水
静置后瓶内海水澄清,底部有少量难溶性固体
2.浓缩海水:将获得的海水倒入敞口容器中,通过日晒浓缩至500mL,获得浓缩海水
浓缩后的海水有少量白色晶体析出
3.获得粗盐:将装有浓缩海水的敞口容器放在灶台上边加热边搅拌,记录不同时刻的结晶现象,获得粗盐
随着加热时间增加,不断有粗盐晶体析出;0min无晶体析出,3min开始有少量白色晶体,6min晶体增多,9min溶液逐渐减少、晶体大量析出,12min晶体继续析出,15min获得较多粗盐晶体
4.收集粗盐:将粗盐转移至洁净的容器中保存,供后续项目活动使用
得到白色粗盐固体,收集于洁净容器中
4.讨论与交流
(1)海水晒盐时,工人们不会等到盐田中海水全部晒干才收集盐,而是在有盐析出、盐田内还有部分水时就开始收集盐,为什么?
解析:若海水全部晒干,海水中的氯化镁、硫酸镁等可溶性杂质也会随水分蒸发析出,混入粗盐中,降低粗盐纯度;保留部分水可使大部分可溶性杂质留在母液中,减少杂质混入。
(2)结合海水中化学资源的含量和溶解度差异,思考如何从海水中获取粗盐并除去杂质得到氯化钠?
引导学生初步建立“利用溶解度差异分离提纯物质”的思路,为下课时粗盐提纯铺垫。
环节4:课堂小结与作业
课堂小结:回顾海洋资源的分类与保护、结晶的概念与方法、海水晒盐的流程与原理,梳理物质分离的初步思路。
作业布置:
(1)完成“调查与交流”任务,整理海洋资源相关资料;
(2)预习粗盐提纯的实验步骤,思考如何除去粗盐中的难溶性杂质与可溶性杂质。
八、板书设计
跨学科实践活动:海洋资源的综合利用与制盐(第1课时)
1.海洋资源
分类:生物资源、化学资源、矿产资源、能源资源
保护:建立保护区、加强监测、法律法规保护
2.结晶
概念:饱和溶液析出晶体的过程
方法:冷却结晶法(溶解度随温度变化大)、蒸发溶剂结晶法(溶解度随温度变化小)
3.海水晒盐
原理:蒸发溶剂结晶法(氯化钠溶解度受温度影响小)
流程:海水→蒸发池→结晶池→粗盐+母液
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