摘要:
**基本信息**
跨学科实践活动“海洋资源的综合利用与制盐”同步练,通过基础认知、应用理解、综合探究三层设计,实现从单一知识点到跨学科实践的知识巩固,培养化学观念、科学思维与探究能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知层|海洋资源类型、物理/化学变化、元素概念|以归纳总结题考查物质组成与分类,强化化学观念|
|应用理解层|结晶方法、饱和溶液应用、化学方程式书写|结合制盐流程分析,培养科学思维中的证据推理|
|综合探究层|溶解度计算、工业应用、实际生活选择|通过数据表格分析与低钠盐选择,体现科学探究与实践,渗透科学态度与责任|
内容正文:
跨学科实践活动8 海洋资源的综合利用与制盐
任务一 了解海洋中的资源
海洋覆盖了地球70%以上的面积,浩瀚的海洋蕴含着十分丰富的海洋资源。海洋是世界上最大的生物栖息地,有超过25万种生物生活在其中。世界水产品中,有85%左右的鱼类产自海洋。化学资源中,氯、钠、镁、钾、钙等占海水溶解物质总量的99.8%以上。动力资源有潮汐能、风能等,我国近海风电资源约7亿千瓦,位列全球第三。海洋吸收了绝大部分全球变暖的热量,还“消化”了2~3倍人为排放的二氧化碳,减缓了气候变化速度及影响。可见,海洋为人类提供了丰富的生物资源、化学资源、动力资源等,是人类应对气候变化的忠实“朋友”。
【归纳总结】
(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源有 化学资源或矿产资源、动力资源、生物资源等 (写一种)。
(2)海洋吸收热量发生的变化属于 物理变化 (“物理变化”或“化学变化”)。
(3)海洋“消化二氧化碳”的过程中发生反应的化学方程式为 CO2+H2O=H2CO3 。
(4)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等11种 元素 (填“元素”“原子”或“单质”),占海水所溶解物质总质量的99.8%以上,从中可以提取50多种化学物质。海水中含量最多的元素是 氧元素 ,含量最多的酸根离子是 氯离子 。
(5)海洋动力资源发电与火力发电相比,其优点是 减少环境污染(合理即可) (写一条)。
任务二 从海水中制取粗盐
利用海水制取粗盐的过程如下图所示。晒盐过程中得到粗盐和母液。
(6)海水晒盐利用 蒸发溶剂 (选填“蒸发溶剂”或“冷却热的饱和溶液”)的方法进行结晶,析出晶体后的母液一定为氯化钠的 饱和 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(7)用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐,能增大粗盐中氯化钠的纯度,原因是 饱和氯化钠溶液可以溶解其他物质,但不会继续溶解氯化钠 。
任务三 从粗盐制取精盐
某粗盐成分为NaCl 39.8g、MgCl2 7.25g、其他成分2.95g,将其溶于100g温度为100℃的水中。
NaCl、MgCl2的部分溶解度数据
温度/℃
20
60
100
溶解度
(g)
NaCl
36.0
37.3
39.8
MgCl2
54.6
61.3
73.0
(8)此时的溶液是NaCl的 饱和 (选填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(9)为得到尽可能多且纯度较高的氯化钠晶体,将此溶液在100℃恒温蒸发90g水,再 趁热过滤,洗涤烘干 ,原因是 100℃时,MgCl2溶解度73g,10g水中能溶解MgCl2 7.3g,7.25g<7.3g,故氯化镁就不会析出 。
(10)若将海水完全蒸干反而不利于制盐,原因是 若将海水完全蒸干,MgCl2等杂质会留在所得氯化钠固体中,导致得到的盐不纯,增加了分离它们的难度和成本 。
任务四 了解氯化钠的重要价值
材料1 氯碱工业指的是工业上用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠(NaOH)氯气(Cl2)和氢气(H2),并以它们为原料生产一系列化工产品。
材料2 在人体中,钠元素具有重要的生理功能,如维持水分、维持酸碱平衡、维持血压等。若膳食结构中钠元素过多,钾元素过少,易使高血压患者症状加重。因此,为降低钠元素含量,增加钾元素含量,同时又保持“咸”的特色,在食品工业中,常用氯化钾代替部分氯化钠,生产低钠盐。低钠盐有利于防治高血压,通常属于推荐用盐,但高温作业者、重体力劳动强度的工作人员(汗液流失会带走大量钠离子)、肾脏病或高钾血症患者不建议选用。
某超市低钠盐商品配料表的部分内容如下:
种类
NaCl/(g/100g)
KCl/(g/100g)
KIO3(以I计)/(mg/kg)
深井岩盐
≥98.5
0
18~33
低钠岩盐
65~80
20~35
18~33
(11)材料1,电解饱和氯化钠溶液的化学方程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 。
(12)根据材料2,回答下列问题:
①超市中常见的深井岩盐属于 混合物 (选填“混合物”或“纯净物”)。
②低钠盐主要就是在氯化钠中加入 KCl 来降低钠元素含量。从其功能看,低钠盐主要是面向 高血压患者 群体。此袋低钠岩盐中钠元素的百分含量最低为 25.6% (精确到0.1)。
③你建议外卖小哥在炎热的夏天食用 深井岩盐 (填“深井岩盐”或“低钠岩盐”)。
【实践作业】
请调查市场上销售的食用盐种类、成分及功能,为自己的家庭选择合适的食用盐,并跟父母交流选择的依据。
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