3.3 海洋化学资源的综合利用 教学设计- 2026-2027学年高一上学期化学苏教版必修一

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第三单元 海洋化学资源的综合利用

——镁、溴、碘的提取

(高中化学苏教版必修 第一册)

课题

海洋化学资源的综合利用(镁、溴、碘的提取)

课型

新授课

课时数

1

授课时间

第___周第___课时

教学目标

(学科核心素养)

1.通过粗盐提纯、从海水中提取溴和碘、从海水中提取镁的流程分析,了解从海水资源中获取重要物质的基本方法,能正确书写相关化学方程式和离子方程式,发展宏观辨识与微观探析素养。

2.通过对"富集—转化—分离"提溴工艺的推理分析,学会运用氧化还原反应的观点研究物质的制备与转化,能依据氯、溴、碘单质氧化性的强弱判断置换反应能否发生,发展证据推理与模型认知素养。

3.通过了解海水提镁、提溴工艺的技术进展与盐湖化工成就,体会化学科学对资源利用和社会发展的贡献,增强节约资源、保护海洋环境的意识,发展科学态度与社会责任素养。

教学重点

从海水中提取镁、溴、碘的反应原理与工业流程,相关化学方程式、离子方程式的正确书写。

教学难点

海水中低含量离子的富集与分离思路;氧化还原观点在物质提取流程中的运用。

教学方法

情境探究 讲练结合 小组合作

教学过程

一、情境导入(复习检测)

【教师活动】多媒体展示资料:海水是一种低浓度的多组分溶液,海水中约含有3.5%的矿物质,其总量十分巨大。我国是世界上第一产盐大国,长芦、莱州湾等盐场每年产出大量海盐。这一锅"又咸又苦"的海水里,藏着哪些可用之物?怎样把它们"请"出来?上课之前,先做三道复习检测。

1.在氧化还原反应中,所含元素化合价降低的反应物是________剂;失去电子的反应物是________剂。

2.当元素处于最高价态时,只具有________性;处于最低价态时,只具有________性。

3.想一想:海水中的氯化钠以及溴、镁等元素,要转化为可以直接利用的物质,需要经过哪些基本环节?

【学生活动】独立完成填空,同位互评;结合资料初步讨论问题3。

【教师引导】海水中 、 的含量最高(如图1),、、 等离子的含量虽然较低,但海水总量巨大,它们仍然是提取镁、溴、碘的重要原料。把低含量的离子变成产品,要经过"分离提纯—富集—转化"等基本环节。

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图1 海水中部分离子的质量分数

【设计意图】以真实情境唤起学生对海洋资源的关注;用两个基础问题复习氧化还原的核心观点,为本课依据化合价变化选择氧化剂、设计转化路线做好知识铺垫。

二、探究新知

(一)粗盐的提纯

问题1:海水晒盐得到的粗盐中含有泥沙,还含有 、、 等杂质。怎样得到较纯净的氯化钠?

【学生活动】讨论并归纳:将粗盐溶解于水,先过滤除去泥沙,再蒸发结晶得到精盐。

【教师点拨】过滤、蒸发是分离不溶性杂质和获取晶体的基本操作;可溶性杂质离子则需要通过化学方法转化为沉淀等便于分离的形式。

【设计意图】从学生熟悉的晒盐出发,建立"分离提纯"的第一步认知,引出"除杂转化"的任务需求,自然过渡到溴、镁的提取。

(二)从海水中提取溴和碘

1.反应原理

问题2:晒盐后的苦卤中 的含量很低,工业上选择氯气把 氧化为 ,依据是什么?

【学生活动】联系氯、溴的原子结构(最外层均为7个电子)推测:氯的得电子能力更强。

【教师演示】向盛有 KBr 溶液的试管中滴加少量新制氯水,振荡;再加入四氯化碳振荡、静置。用 KI 溶液重复上述实验。

【实验现象】加入氯水后溶液变为黄色(橙色);加入四氯化碳振荡、静置后,下层液体呈橙色(溴)或紫色(碘)。

结论:氧化性 >>;还原性 >>。

相关化学方程式:

2.离子的检验

问题3:怎样证明溶液中含有 或 ?

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【学生活动】讨论后回答:滴加 溶液和稀硝酸,观察沉淀颜色。

对应反应:

【教师点拨】AgCl 为白色,AgBr 为浅黄色,AgI 为黄色,三种沉淀均不溶于稀硝酸,据此可检验卤素离子。

3.工业流程

【教师活动】展示空气吹出法提溴的工艺流程(如图3),引导学生用"氧化—吹出—吸收—再氧化—蒸馏"概括主要环节,并说明用 吸收液起到富集溴的作用。

图3 空气吹出法提取溴的工艺流程

【学生活动】对照流程图,用箭头和关键词复述各环节的作用,理解"富集"的意义。

【设计意图】通过实验证据建立氧化性强弱的认知模型,再迁移到工业流程,体会从"实验室原理"到"工业生产"的放大思路。

(三)从海水中提取镁

1.流程分析

问题4:海水中的 怎样变成金属镁?

【教师活动】出示工业提镁流程图(如图2),组织小组讨论四个环节的化学反应原理。

图2 海水提取镁的工业流程

环节一:贝壳制石灰乳。贝壳的主要成分是碳酸钙,在海边就地取材可以降低成本。

环节二:沉淀镁离子。将海水引入加有石灰乳的沉淀池,把 转化为 沉淀。

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