内容正文:
北京版初中化学九年级下册
第二节 海水提取食盐 第二课时 教案
一、教材分析
本课时选自北京版初中化学九年级下册第二节“海水提取食盐”第二课时,承接第一课时对溶液、饱和溶液及溶解度的初步认识,聚焦海水晒盐的工业生产过程与蒸发结晶原理。教材以海水晒盐为真实情境,引导学生从化学视角分析食盐从海水中析出的过程,将溶解与结晶的微观宏观联系起来,为后续学习粗盐提纯及化学肥料奠定基础,体现化学来源于生活、服务于生产的课程理念。
二、四维核心素养
化学观念:认识蒸发结晶是物质从溶液中析出的重要途径,建立溶解与结晶动态平衡的初步观念。科学思维:通过分析海水晒盐流程,发展从宏观现象到微观本质的推理能力,形成证据推理与模型认知的思维方式。科学探究与实践:通过任务驱动活动,培养设计晒盐方案、观察结晶现象、分析工艺条件的实践能力。科学态度与责任:感受化学对人类获取食盐资源的贡献,树立节约资源、绿色生产的可持续发展意识。
三、教学重难点
教学重点:理解海水晒盐的基本原理与工艺流程,掌握蒸发结晶的概念及适用条件。教学难点:从微观角度理解蒸发过程中溶质与溶剂的变化关系,分析影响结晶速率和晶体质量的因素,将溶液溶解度知识与工业生产实际建立有效联系。学生易将结晶与过滤混淆,需通过对比实验和流程图帮助突破。
四、新课导入
教师展示一组海边盐田的航拍图片,引导学生观察阳光下广阔的盐田景观。提问:同学们,我们每天吃的食盐最初来自哪里?这些白茫茫的盐田是怎样把海水变成雪白食盐的?海水中的盐分原本看不见摸不着,经过日晒风吹后,为什么就变成了晶莹的盐粒?今天就让我们一起走进盐田,揭开海水提取食盐的奥秘。由此导入新课。
五、设计意图
以真实盐田情境导入,激发学生探究兴趣,建立化学与生活的联系,自然引出蒸发结晶的学习主题。
六、上课过程设计意图
本课时以任务式教学为主线,围绕“海水晒盐”这一真实生产情境,设计层层递进的探究活动。从观察盐田工艺入手,引导学生自主构建蒸发结晶的概念;通过对比分析,深化对结晶条件的理解;再通过方案设计与拓展应用,将知识迁移到新情境中。整个过程遵循“现象感知—原理探究—对比辨析—迁移应用”的认知规律,让学生在完成任务的过程中主动建构知识,发展化学核心素养。教师作为引导者,通过提问、追问和提供支架,帮助学生搭建从宏观现象到微观本质的桥梁,避免被动接受式学习,真正体现学生的主体地位。
七、教学过程
任务一:走进盐田——观察海水晒盐工艺流程
【任务情境】
教师播放一段关于我国沿海盐田生产的纪实短片,画面中呈现出一望无际的盐田、纵横交错的引水渠、阳光下闪闪发光的盐池,以及盐工们收获食盐的忙碌场景。短片结束后,教师呈现一幅完整的海水晒盐工艺流程图,图中标注了从引入海水到获得粗盐的各个环节。
【任务驱动】
教师引导学生以“小小盐工观察员”的身份,仔细观察流程图和短片中的关键信息,思考以下问题:海水进入盐田后经历了哪些步骤才能变成食盐?每个环节中海水发生了什么变化?盐田为什么要分成不同的池子?请同学们以小组为单位,对照流程图讨论并记录海水晒盐的主要步骤,用自己的话描述整个过程。
【学生活动】
学生分组观察流程图,组内交流讨论。教师巡视各小组,适时给予提示。学生代表发言后,教师引导全班共同梳理海水晒盐的工艺流程:第一步是引入海水,将海水通过引水渠导入初级蒸发池;第二步是蒸发浓缩,在初级蒸发池中利用阳光和风的作用,使水分逐渐蒸发,海水浓度不断增大;第三步是结晶析出,当海水浓缩到一定程度后,导入结晶池,继续蒸发,食盐便以晶体形式析出;第四步是收获采集,将析出的食盐从结晶池中捞出,得到粗盐产品。
【教师追问】
教师进一步追问:为什么海水不能直接在一个池子里晒成盐,而要分成不同的池子?学生思考后回答,教师总结:不同池子的功能不同,初级蒸发池主要负责初步浓缩,让大量水分蒸发;结晶池则是在海水已经浓缩到较高浓度后,让食盐有序析出。如果在一个池子里同时完成蒸发和结晶,杂质和食盐会混在一起,影响盐的品质。这体现了工业生产中分步操作的重要性。
【设计意图】
通过真实的盐田情境和工艺流程观察,让学生先建立对海水晒盐过程的整体感性认识,为后续深入理解蒸发结晶原理奠定基础。分步梳理工艺流程,培养学生观察、归纳和表达能力。
任务二:探究结晶——理解蒸发结晶的原理
【任务情境】
教师演示一个模拟实验:在一个蒸发皿中倒入少量浓盐水,用酒精灯加热蒸发,引导学生仔细观察蒸发过程中液体的变化。随着水分不断减少,蒸发皿底部开始出现白色细小晶体,晶体逐渐增多。教师停止加热,让学生观察最终得到的白色固体。
【任务驱动】
教师提出探究任务:请同学们结合实验现象和上节课所学的饱和溶液知识,思考并讨论以下问题:为什么加热蒸发浓盐水后会有白色固体析出?这些白色固体是什么?在蒸发过程中,海水中的食盐经历了怎样的变化?如果不加热,让浓盐水自然放置,会不会也析出晶体?请各组讨论后,用自己的语言描述蒸发结晶的过程。
【学生活动与交流】
学生分组讨论,教师深入各小组倾听并引导。讨论结束后,各组代表汇报交流。学生在教师引导下逐步形成共识:海水中溶解着食盐,当水分不断蒸发减少时,海水中食盐的浓度越来越大,直到达到饱和状态;如果继续蒸发水分,多余的食盐无法继续溶解,就会以晶体的形式从溶液中析出。这个过程就是蒸发结晶。加热可以加快水分蒸发,自然放置也能让水分慢慢蒸发,同样可以使食盐结晶析出,只是速度较慢。
【微观探析】
教师进一步引导学生从微观角度理解这一过程:在海水溶液中,食盐以微小的离子形式均匀分散在水分子之间。随着水分子不断蒸发扩散,溶液中水分子数量减少,食盐离子间的距离相对增大,当溶液达到饱和状态后,继续减少水分子,食盐离子就会相互结合,按照一定的规则排列成晶体结构,从溶液中“跑”出来,成为肉眼可见的食盐晶体。教师用动画或图示展示微观过程,帮助学生建立宏观现象与微观本质之间的联系。
【概念建构】
教师引导学生总结蒸发结晶的概念:通过蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会以晶体形式析出,这种结晶方法叫做蒸发结晶。教师强调,蒸发结晶适用于溶解度受温度影响变化不大的物质,食盐就是典型的例子。教师进一步引导:海水晒盐实际上就是利用大自然的能量——阳光和风,来完成蒸发结晶的过程,这是人类利用自然资源的智慧体现。
【设计意图】
通过实验演示和微观探析,帮助学生从宏观和微观两个层面理解蒸发结晶的原理,将溶解与结晶的知识串联起来,形成完整的认识链条。概念建构环节让学生自主归纳,而非被动接受,加深理解。
任务三:对比辨析——结晶方法的比较与选择
【任务情境】
教师呈现两组资料:第一组是食盐在不同温度下的溶解能力数据,显示食盐的溶解能力随温度变化很小;第二组是另一种物质——硝酸钾在不同温度下的溶解能力数据,显示硝酸钾的溶解能力随温度升高而显著增大。教师同时展示从海水中提取食盐和从硝酸钾溶液中获得晶体的两种不同工艺流程。
【任务驱动】
教师提出对比探究任务:请同学们仔细阅读两组资料,对比分析食盐和硝酸钾在溶解能力上的差异,思考为什么海水晒盐采用蒸发结晶的方法,而从硝酸钾溶液中获得晶体通常采用降温结晶的方法。请各组完成以下对比分析表的讨论:两种物质的溶解能力随温度变化有什么不同?两种结晶方法的原理有什么区别?什么情况下应该选择蒸发结晶?什么情况下应该选择降温结晶?
【学生对比分析】
学生分组阅读资料,开展对比讨论。教师巡视指导,提醒学生关注数据变化趋势。讨论结束后,教师引导全班共同梳理:食盐的溶解能力受温度影响很小,温度变化时,食盐的溶解量变化不大,因此要让食盐从溶液中析出,主要靠减少溶剂——蒸发水分来实现;硝酸钾的溶解能力受温度影响很大,温度降低时溶解量大幅减小,因此可以通过降低温度使多余的硝酸钾从溶液中结晶析出。
【归纳提升】
教师引导学生总结规律:对于溶解能力受温度影响变化不大的物质,通常采用蒸发结晶的方法获得晶体,如食盐、海水晒盐;对于溶解能力受温度影响变化较大的物质,通常采用降温结晶的方法获得晶体,如硝酸钾。教师进一步拓展:在实际工业生产中,有时还会将两种方法结合使用——先蒸发浓缩,再降温结晶,以获得更多的晶体产品。
【课堂小活动:方法选择连连看】
教师在屏幕上呈现几种物质的描述卡片和结晶方法卡片,请学生上台连线匹配,并说明选择理由。例如:海水晒盐——蒸发结晶;从硝酸钾溶液中分离硝酸钾晶体——降温结晶;从食盐水中获得食盐晶体——蒸发结晶;从明矾饱和溶液中获得明矾晶体——降温结晶。学生完成后,教师点评并强调选择结晶方法的依据。
【设计意图】
通过对比分析和方法选择活动,帮助学生深入理解蒸发结晶的适用条件,同时建立“性质决定方法”的化学思维。对比辨析可以有效防止学生对结晶方法的混淆,加深对知识的理解和运用。
任务四:工艺设计——改良海水晒盐方案
【任务情境】
教师呈现一段背景材料:某沿海地区计划建设一个新型盐场,当地夏季炎热干燥、多风少雨,秋季凉爽干燥,冬季寒冷少雪,全年光照充足。但当地也面临一些挑战:雨季时盐田容易被雨水冲淡,影响结晶效率;大风天气会使盐池中水分飞溅,造成损失;结晶出的粗盐含有较多泥沙和其他杂质,品质有待提高。
【任务驱动】
教师提出综合设计任务:假如你是这个盐场的工艺设计师,请结合本节课所学的蒸发结晶知识,针对当地的自然条件和面临的挑战,设计一套合理的海水晒盐方案。方案需要包括:盐田如何分区布置?不同季节的晒盐策略是什么?如何应对雨季和大风天气?如何提高结晶出的食盐品质?请各组讨论后,形成一份简要的工艺设计方案,准备在全班交流展示。
【小组设计方案】
学生分组讨论设计,教师提供必要的支架和提示。各组围绕以下要点展开设计:
第一,盐田分区设计。学生提出将盐田分为初级蒸发池、中级蒸发池和结晶池三个区域,初级蒸发池面积最大,负责引入海水并初步蒸发浓缩;中级蒸发池面积适中,继续浓缩提高海水浓度;结晶池面积较小,专门用于结晶析出食盐。不同区域之间用堤坝隔开,通过闸门控制海水流动方向和流量。
第二,季节性生产策略。学生提出夏季和秋季是晒盐的黄金季节,此时阳光充足、风力较大、降水较少,应充分利用这些有利条件加快蒸发,安排主要的结晶作业。冬季气温低、蒸发慢,可以进行盐田维护和修整。春季降水相对增多时,要注意密切关注天气变化,提前做好防范。
第三,雨季应对措施。学生提出在雨季来临前,将蒸发池中的浓缩海水转移到结晶池或较深的储水池中,避免被雨水稀释;在盐田上方搭建可移动的防雨棚,雨时遮盖、晴时打开;在盐田四周挖排水沟,及时排走多余雨水;在雨季暂停结晶作业,转为生产设施维护和设备检修。
第四,防风与防飞溅措施。学生提出在盐田迎风一侧设置防风屏障,如种植防风林带或搭建防风墙,减弱风力对盐池水面的直接冲击;适当加深盐池水深,减少水分飞溅损失;在大风天气减少蒸发池的操作,防止盐粒被风吹走。
第五,提高食盐品质的措施。学生提出在结晶前对浓缩海水进行过滤,去除较大的泥沙颗粒;合理控制结晶速度,避免过快结晶包裹杂质;结晶出的粗盐先在盐池中用少量淡水冲洗,去除表面附着的卤水和杂质,再进行收集;建立品质检测环节,对不同品质的盐进行分级处理。
【方案交流与互评】
各组派代表上台展示设计方案,其他组同学提问和补充。教师引导学生从科学性、可行性、创新性三个角度对各组方案进行评价。教师总结时肯定各组方案中的合理之处,并指出可以进一步完善的地方,强调化学知识在生产实践中的指导作用。
【设计意图】
通过综合工艺设计任务,将本节课所学的蒸发结晶知识应用于真实生产情境,培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。方案设计和互评环节,锻炼学生的工程思维、创新能力和合作交流能力。
任务五:拓展延伸——从海水到餐桌的全链条
【任务情境】
教师展示一组图片:从大海中的海水,到盐田里的粗盐,再到加工厂中的精盐,最后到餐桌上的调味品。教师引导学生思考:我们从超市买到的食用精盐,和盐田里刚晒出的粗盐,有什么不同?粗盐是怎样变成可以直接食用的精盐的?
【任务驱动】
教师布置拓展探究任务:请同学们课后查阅资料或利用已有知识,梳理从粗盐到精盐的加工过程,思考:粗盐中含有哪些主要杂质?工业上通常通过哪些步骤将粗盐提纯?为什么要在食盐中添加碘元素?请以“从海水到餐桌”为主题,绘制一张食盐加工流程图,并标注每个环节的作用。
【课堂交流预告】
教师预告下节课将专门学习粗盐提纯的实验操作,包括溶解、过滤、蒸发等步骤,请同学们课后先预习相关内容,下节课带来自己绘制的流程图进行交流分享。教师同时引导学生思考:海水不仅能提取食盐,还能提取哪些化学物质?海洋是人类巨大的资源宝库,课后请同学们搜集资料,了解海水综合利用的其他途径,为后续学习做好铺垫。
【课堂小结】
教师带领学生回顾本节课的学习内容:我们通过观察盐田工艺了解了海水晒盐的基本流程,通过实验探究理解了蒸发结晶的原理,通过对比分析掌握了蒸发结晶的适用条件,通过工艺设计活动体验了化学知识在生产中的应用。希望同学们课后继续探索海水资源的奥秘,感受化学与人类生活的紧密联系。
【设计意图】
拓展延伸环节将课堂学习延伸到课外,激发学生持续探究的兴趣。通过绘制流程图和课后查阅资料,培养学生自主学习和信息整理的能力。课堂小结帮助学生梳理知识脉络,形成结构化认识。
八、板书设计
第二节 海水提取食盐(第二课时)
一、海水晒盐工艺流程
引入海水 → 初级蒸发池(初步浓缩)→ 中级蒸发池(继续浓缩)→ 结晶池(结晶析出)→ 收获粗盐
二、蒸发结晶原理
蒸发溶剂 → 溶液由不饱和变饱和 → 继续蒸发 → 过剩溶质以晶体形式析出
微观本质:水分子不断减少,食盐离子结合排列成晶体
三、结晶方法比较
蒸发结晶:适用于溶解能力受温度影响变化不大的物质(如食盐)
降温结晶:适用于溶解能力受温度影响变化较大的物质(如硝酸钾)
四、海水晒盐的应用
利用阳光和风 → 节能、环保、成本低
盐田分区 → 分步操作 → 提高效率与品质
学科网(北京)股份有限公司
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