内容正文:
专题7 溶液——跨学科实践活动
海洋资源的综合利用与制盐 导学案
一、四维核心素养
化学观念:认识海水是由多种物质组成的溶液体系,理解蒸发结晶使溶质以晶体形式析出的原理,形成混合物分离与提纯的基本观念。
科学思维:通过分析海水晒盐与粗盐提纯的过程,运用比较、归纳与推理方法,建立从混合物中分离提纯物质的一般思路。
科学探究:经历粗盐提纯的实验设计与操作过程,学习溶解、过滤、蒸发等基本实验技能,发展实验方案设计与评价能力。
科学态度与责任:认识海洋资源对人类社会发展的重要价值,树立合理开发、综合利用与保护海洋资源的可持续发展意识。
二、教学重难点
重点:海水晒盐的原理与工艺流程;粗盐提纯中溶解、过滤、蒸发的操作要点与注意事项。
难点:理解蒸发结晶的原理与适用条件;建立从海洋资源中提取多种有用物质的综合利用思路。
三、课前预习案
(一)填空题
1.海水中含量最多的物质是________,海水中溶解的盐类物质中含量最多的是________。
2.海水晒盐是利用日光和风力使海水中的________不断蒸发,当溶液达到________状态后,食盐便以________形式析出。
3.粗盐中含有较多的________杂质(如泥沙等)和________杂质(如氯化镁、氯化钙等)。
4.实验室提纯粗盐的主要步骤依次为________、________、________,最后计算产率。
(二)选择题
5.下列方法中,能将海水中的食盐提取出来的是( )
A.过滤 B.蒸发结晶 C.降温结晶 D.蒸馏
6.下列关于海水晒盐的说法中,正确的是( )
A.海水晒盐属于化学变化
B.析出晶体后的母液是食盐的不饱和溶液
C.利用蒸发结晶的原理得到食盐晶体
D.海水中的食盐在日晒下发生分解
7.粗盐提纯实验中,必须用到的一组仪器是( )
A.量筒、托盘天平、烧杯、酒精灯
B.烧杯、玻璃棒、漏斗、蒸发皿、酒精灯
C.烧杯、玻璃棒、试管、蒸发皿
D.铁架台、试管夹、蒸发皿、漏斗
8.下列各组混合物中,能用过滤方法进行分离的是( )
A.水和酒精 B.食盐和泥沙 C.水和油 D.食盐和蔗糖
(三)思考题
9.你知道海洋中除了食盐以外,还含有哪些人类可以利用的资源?请列举两三种,并简要说明用途。
四、课中探究案
探究活动一:粗盐提纯实验
10.某同学进行粗盐提纯实验,请回答下列问题:
(1)溶解粗盐时,玻璃棒不断搅拌的作用是什么?
(2)过滤操作中要注意“一贴二低三靠”,请简述其具体含义。
(3)蒸发操作中,当蒸发皿中出现较多量固体时,应如何操作?为什么不能等到水分完全蒸干再停止?
(4)实验结束后计算得到的精盐产率比实际值偏低,可能的原因有哪些?请写出两条。
探究活动二:海水晒盐与盐田设计
11.阅读材料,回答问题:
我国沿海地区有悠久的海水晒盐历史。盐田一般分为蒸发池和结晶池。先将海水引入蒸发池,经日晒蒸发水分到一定程度,再导入结晶池,继续日晒,海水就会成为食盐的饱和溶液,再晒就会逐渐析出食盐晶体。
(1)为什么盐田通常建在沿海平坦开阔的滩涂上?
(2)为什么利用阳光和风力自然蒸发水分,而不是直接用燃料加热煮沸?
(3)析出食盐晶体后剩余的母液(俗称苦卤)还有利用价值吗?请说明理由。
探究活动三:海洋资源的综合利用
12.阅读材料,回答问题:
海洋是巨大的资源宝库。从海水中不仅可以提取食盐,还可以提取镁、溴等元素。工业上常从海水中提取镁:先将石灰乳加入海水沉淀池中,得到氢氧化镁沉淀,再将沉淀与盐酸反应得到氯化镁溶液,最后经电解熔融氯化镁得到金属镁。此外,海水淡化技术的发展也为解决淡水资源短缺提供了新途径。
(1)上述材料中,从海水中提取镁的过程涉及哪些分离或提纯方法?请写出两种。
(2)为什么说海水是“混合物”而不是“单一物质”?请结合材料加以说明。
(3)结合材料和所学知识,谈谈你对“海洋资源综合利用”的理解。
探究活动四:跨学科讨论
13.讨论与交流:
(1)从地理学科角度分析,为什么我国北方沿海地区(如长芦盐场)比南方沿海地区更适合晒盐?
(2)从生物学角度思考,过度开采海水资源或向海洋排放污水,会对海洋生态系统造成什么影响?
(3)从经济学与社会学角度,海水淡化和海水综合利用产业的发展前景如何?可能面临哪些挑战?
五、板书设计
【板书设计】
海洋资源的综合利用与制盐
一、海水晒盐
原理:蒸发结晶(日光、风力)
流程:海水→蒸发池→结晶池→粗盐
二、粗盐提纯
步骤:溶解→过滤→蒸发→计算产率
玻璃棒作用:搅拌加速溶解 / 引流 / 搅拌防止局部过热
三、海洋资源综合利用
食盐 · 镁 · 溴 · 淡水 · 其他化学元素
合理开发 · 综合利用 · 保护海洋
六、参考答案
(一)填空题
1.水(海水);食盐(氯化钠)
2.水分;饱和;晶体
3.不溶性(难溶性);可溶性
4.溶解;过滤;蒸发
(二)选择题
5.B 6.C 7.B 8.B
(三)思考题
9.示例:镁——用于制造铝合金、建筑材料;溴——用于生产医药、农药和阻燃剂;淡水——通过海水淡化获得生活和生产用水;海洋生物资源——提供食物和药物原料。(合理即可)
探究活动一
10.(1)搅拌,加速粗盐的溶解。
(2)一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;二低:滤纸边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;三靠:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻靠三层滤纸处,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
(3)当蒸发皿中出现较多量固体时,应停止加热,利用余热将剩余水分蒸干。不能等到水分完全蒸干再停止,否则固体会飞溅,造成精盐损失,同时可能导致蒸发皿炸裂。
(4)示例:溶解时粗盐未完全溶解就过滤;过滤时滤液有损失;蒸发时液体飞溅;转移固体时有部分精盐留在蒸发皿或玻璃棒上。(写出两条合理即可)
探究活动二
11.(1)平坦开阔的滩涂有利于大面积铺设盐田,便于引海水入池和自然蒸发,且滩涂地价较低,适合大规模晒盐。
(2)利用阳光和风力自然蒸发成本低、节能,适合大规模生产;若用燃料加热煮沸,能耗大、成本高,不适合工业大规模制盐。
(3)有利用价值。苦卤中仍含有氯化镁、溴化物等多种有用物质,可以进一步提取镁、溴等元素,实现资源的综合利用。
探究活动三
12.(1)沉淀法(使氢氧化镁从海水中沉淀析出)、过滤法(分离沉淀与溶液)、结晶法(从溶液中获得溶质)、电解法(从熔融物中获得金属)。(写出两种即可)
(2)海水中含有水、食盐、氯化镁、氯化钙等多种物质,各物质保持各自的性质,彼此没有发生化学反应结合成一种新物质,因此海水属于混合物。
(3)海洋资源综合利用是指在开发海洋资源时,不仅提取某一种物质,而是尽可能从同一资源中提取多种有用物质,同时减少废弃物排放,提高资源利用率,实现经济效益与生态保护的协调发展。(合理即可)
探究活动四
13.(1)北方沿海地区降水较少、晴天多、光照充足、风力较大,有利于海水蒸发;南方沿海地区降水多、阴雨天多,蒸发条件不如北方。
(2)过度开采会破坏海洋生物的栖息地;污水排放会导致海水富营养化,引发赤潮,造成鱼类等海洋生物大量死亡,破坏海洋食物链和生态平衡。(合理即可)
(3)发展前景广阔:淡水资源短缺推动海水淡化需求增长;海洋化工产业链可带动就业和经济发展。面临的挑战包括:淡化成本较高、能源消耗大、浓盐水排放可能影响局部海域生态、技术研发投入大等。(合理即可)
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