开发海水中的化学资源

第二章开发海水中的化学资源内容分析:海水中化学资源的开发和利用;氯的单质和化合物性质的研究;氯溴碘的原子结构,性质递变规律和用途的认识;氧化还原反应中化合价变化与电子得失关系的分析.第一节以食盐为原料的化工产品概述:了解海水晒盐的过程,通过课本P26表2.1,让学生知道海水在浓缩过程中先析出何种盐类,知道在实际生产过程中卤水的密度应该控制在什么范围才能使得到的粗盐中除了氯化钠外含少量的杂质.引导学生复习粗盐提纯的过程,掌握粗盐提纯的步骤;学会提纯中的相关操作事项;并要求学生能够表述实验中三次用到玻璃棒的作用和目的.得到精细盐后,将其配成饱和溶液,可在电解的情况下制备烧碱.这个工业制法是本节需要学生掌握的重点.理解电解池中电源正负极和电极阴阳极的意义,并且知道在两极上得到的产物分别是什么;能够知道如何验证所得到的产物.本实验不是学生实验,所以需要在原理上向学生表述清楚.在讲述化学史话,中国近代著名实业家----吴蕴初先生的时候,可以适当的向学生讲述一些我国近代化学工业的发展史,使学生增强民族自尊心和自强感.盐酸的工业制法中,向学生引入环保的概念..补充知识点:1.电解质电解质的电离方程式2.氯化氢气体的实验室制法3.喷泉实验及其相关问题讲述一.海水晒盐要求学生自己阅读课本内容.提问:怎样从海水中得到盐·生活中的盐是怎样得到的？·想象海水晒盐的工艺过程。·了解海水晒盐的工艺过程。海水晒盐的原理是利用日晒风吹蒸发海水中的水分，使氯化钠晶体析出。下图能正确表示海水晒盐过程中，海水中NaCl的质量分数（A%）与蒸发时间（t）的关系是A%A%A%A%0t0t0t0tABCD资料内容:早期海盐，是支起大锅用柴火煮熬出来的。汉、魏以前的历史书上多有“煮海为盐”的记载。开辟盐田，利用太阳和风力的蒸发作用，晒海水制盐的工艺，比起煮海为盐，是很大的进步。我国是海水晒盐产量最多的国家，也是盐田面积最大的国家。我国有盐田37.6万公顷，年产海盐1500万吨左右，约占全国原盐产量的70%。我国著名的盐场，从北往南，有辽宁的复州湾盐场，河北、天津的长芦盐场，山东莱州湾盐场，江苏淮盐盐场，以及浙江、福建、广东、广西、海南的南方盐场。每年生产的海盐，供应全国一半人口的食用盐和80%的工业用盐。还有100万吨原盐出口。我国海盐业对国家的贡献是很大的。江苏盐场机械化收盐收获二.粗盐提纯要求学生回忆在初中学习粗盐提纯过程中的相关问题提问:1.粗盐提纯的步骤是什么?称量→溶解→过滤→蒸发→结晶2.提纯过程中所需要的仪器有什么?烧杯,量筒,玻璃棒,漏斗,铁架台,酒精灯3.提纯过程中一共用了几次玻璃棒?分别各自的作用是什么?一共用了三次玻璃棒.分别的作用是加速溶解,引流,均匀受热.4.实验中还应该注意什么问题?一贴二低三靠思考和讨论课本P27的问题三氯碱工业讲述:氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气的基本化学工业。它不仅为化学工业提供原料，其产品还广泛用于农业及冶金、造纸、纺织、印染、食品、电子等工业部门，在国民经济中具有重要的地位。资料内容:我国的氯碱工业开始于20世纪20年代末。爱国实业家吴蕴初1929年在上海集资创办了天原电化厂，这是我国第一个氯碱厂。天原电化厂一建立，就遭到了外商的打击和排挤。外商为了垄断中国市场，不惜大幅度降价倾销烧碱和漂白粉，企图把这一新生的民族工业扼杀。为此，天原电化厂同外商展开了激烈的竞争，终于站住了脚。1932年，国民党政府的兵工署在巩县兵工厂引进美国电解槽。1935年，西北实业公司在太原筹建了西北电化厂，采用西门子式水平隔膜电解槽。新中国成立后，氯碱工业迅速发展。我国的氯碱工业从科研、设计到生产，形成了一个完整的工业体系。1983年，全国有184个氯碱生产厂点，分布在28个省、自治区、直辖市。烧碱的产量从1949年的1.5×104t增加到1988年的3.005×106t。1983年的烧碱产量仅次于美国、联邦德国、日本、苏联，居世界第5位；氯产品已有70多种；1983年全国烧碱一天半的产量就相当于旧中国一年的产量。电解饱和食盐水:NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑注：1.此装置的名称＿电解池（特点：电源正极和电极阳极相连，电源负极和电极阴极相连）2．氯化钠溶液中离子有：Na+H+Cl-OH-3．Na+H+定向移动至阴极附近Cl-OH-定向移动至阳极附近4．在阳极附近能够收集到能够使淀粉-碘化钾试纸变蓝的气体-Cl2在阴极附近能够收集到可以点燃的气体-H2问题：在教师演示的过程中，在小烧杯（或U形管）里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。请学生观察现象。为什么在阴极附近出现了红色。分析与解答：变红的情况发生在阴极附近，因为OH-在阴极区生成。虽然溶液中OH-在外电场作用下会移向阳极，但OH-在阴极的生成速率远大于它移向阳极的迁移速率，由于移向阳极的OH-会和阳极产物Cl2发生化学反应，甚至会发生漂白现象，因此，只可能在阴极区出现红色。资料内容：在厨房里味精是调味品中不可缺少的重要角色，它和“鲜”字紧密相连。其实味精的历史不长，从发现至今还不到百年，和源远流长的油、盐、酱、醋、酒等调味品相比，味精只能算是个蹒跚学步的幼儿。1908年的一天，日本东京大学化学教授池田菊苗先生正在进食晚餐，喝了夫人做的汤觉得格外鲜美，惊问夫人是什么汤，回答是海带黄瓜汤。敏锐的池田猜测一定是海带中所含的某种物质所致，他饭未吃完就将剩余的海带带进了实验室，经过多次反复的化学分析，他发现海带中含有一种叫谷氨酸钠的物质，是它使菜汤变得美味可口。经过一年多不懈的工作，他提取了谷氨酸钠还获得专利。以后池田教授用小麦、大豆为原料来制取谷氨酸钠，并投入工业化生产，正式向市场推出取名为“味之素”的商品，不久立即风靡日本乃至世界。二十进纪初，在中国不少地方也可看到大幅日本“味之素”广告。当时我国有位叫吴蕴初的化学工程师，对这种白色很鲜的粉末产生了极大兴趣。他买了一瓶进行分析研究，得知它的化学成份是谷氨酸钠，分子式C5H8NO4Na。于是下决心制出中国自己的味之素。他凭着顽强的毅力和学识，经过一年多的试验，提炼出10克白粉似的晶体一尝和日产味之素味道相同，喜获成功。吴蕴初受当时已有的“香水精”、“糖精”名称的启示，将这种很鲜的物质取名“味精”，从此中国也有了国产的味之素。味精味道鲜美，吴蕴初形容它只有天上的庖厨才能烹调出来，因此将和张崇新合资办的生产味精的工厂取名为“天厨味精厂”。该厂则建于1923年，生产“佛手牌”味精，“天厨”和“佛手”两者十分协调。推出的商品广告词也短小精悍，颇具特色，“天厨味精、鲜美绝伦”、“质地净素、庖厨必备”、“完全国货”，味精生意顿时打开局面,遍销全国经久不衰。1939年又在香港建味精分厂，“佛手牌”味精敢和日货竞争高低，不仅畅销东南亚各国还打入了美国市场。成为化学实业家的吴蕴初搏得了一个“味精大王”的称号，为旧中国民族工商业争了口气四．工业盐酸的制备利用在氯碱工业中产生的氢气和氯气通过化合反应后，溶于水可以制得盐酸。补充知识：1．首先提醒学生回忆或者有条件演示初中已做过的实验：“物质的导电性实验”，复习电解质、非电解质概念。电解质：在熔融或水溶液状态下能够导电的化合物叫做电解质。非电解质：在熔融和水溶液状态下都不能够导电的化合物叫做非电解质。例：请判断下列物质是否是电解质铜氯化钠晶体氯化氢二氧化碳分析HCl、NaOH、NaCl在水溶液里的导电能力强，而CH3COOH、NH3·H2O在水溶液里的导电能力弱，从而得出强电解质和弱电解质的概念。＊引出有关电离方程式的概念2．电离方程式：表示电解质如酸，碱，盐在溶液中或者受热熔化时电离成自由移动离子的方程式。练习书写一些“酸、碱、盐”的电离式。总结：1.溶液能够导电，是因为在溶液中有能够自由移动的离子。但是溶液不带电。2．电解质在溶液或熔化时电离出的阴阳离子所带的电荷数相等--------电荷守恒3．氯化氢气体的实验室制法首先带领学生回忆中学学到的三种气体的实验室制法1．实验室制法(用不挥发性酸制挥发性酸，或高沸点酸制低沸点酸)（2）．干燥：浓硫酸（3）．收集：向上排气法HCl=36．5空气=29（4）．吸收：用水→盐酸液倒置漏斗（使漏斗边缘刚好落在液面上）HCl与制Cl2装置不同，吸收装置不同HCl的溶解度极大（500：1）若用导气管、导管内压强减小，水会倒吸（要使用，应使导管口接近液面），即可使HCl充分吸收，又可防止倒吸。防倒吸原因：当气体被吸收时，液体上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中液体又流回烧杯，避免倒流。（5）检验：用润湿蓝色石蕊试纸检验是否HCl↑已收集满（变红则满）总结：现在所学过的四种气体制法的装置，并要求学生能够手绘装置图。4．喷泉实验I．首先向学生解释喷泉实验的装置II．体验实验III．若某同学做这个实验失败了，请分析该同学实验失败的原因是什么？IV．总结能够用做喷泉实验的气体还应该有哪些？两种：极易溶于水的气体如NH3和能够跟某些溶液发生剧烈的化学反应的气体如CO2课后思考：喷泉的原理是什么？内外压强差教学反思：本节的难点在于让学生理解电解质及有关简单电离方程式的书写，建议应该多加练习。第二节海水中的氯概述：1.突出重点从物质种类上来看，重点学习氯元素的单质──氯气；从氯气的知识结构来看，重点学习氯气的强氧化性；从氯气的氧化性来看，重点学习氢气在氯气中的燃烧、氯气与水的反应。本节的另一个重点内容是氯离子的检验。教科书对重点知识不仅作了比较详细的介绍，而且安排了“实验”“思考与交流”“学与问”等活动，以调动学生各种感官，使学生建立起知识结构并不断加深。而教科书对氯气的实验室制取、氯的化合物、卤族元素等通过“科学史话”“科学视野”作了简单的介绍。本节突出典型元素氯的介绍，又有所体现卤素的性质，较好地体现了以点为主、点面结合的编制思想。2.讲究实用性重点知识选择的依据之一是实用性。氢气在氯气中的燃烧是工业上制盐酸的重要方法，氯气与水反应是氯气用于自来水消毒的原理所在，离子检验是化学实验的重要内容，也是一项重要的基本技能。因此，这些重点知识的学习对学生知识与能力的发展有非常重要的作用。而氯气的实验室制法，实用意义不大，若介绍就要安排实验，会对环境造成污染，因此，仅在“科学史话”中作了介绍。3.体现思想性教学内容体现了对立统一规律和辩证唯物主义观点。例如，氯气是有毒气体，但它可用于自来水消毒，而且是重要的化工原料。通过学习可以使学生认识到要学好知识，正确运用，才能让自然资源更好地为人类服务。此外，学生还可以从科学史话──“氯气的发现和确认”中学习科学家的科学态度和研究方法。本节教学重点：氯气的化学性质。本节教学难点：氯气与水反应、氯气与NaOH溶液反应。教学建议如下：1.引导学生充分利用已有的知识学习新知识。在第二章中学生对分类方法已有所了解，本节应从离子反应、氧化还原反应等不同角度来理解和认识所涉及的化学反应，并以新知识为载体，巩固氧化还原反应的有关概念。初中化学中，学生已学过盐酸、NaCl与AgNO3溶液的反应。在介绍Cl-的检验时，可以先复习这两个反应，再进行实验。2.准确把握教学要求，突出重点。教师要充分利用教科书中的资源做好实验、引导思考、广泛交流、适当拓展，突出教学重点。还可以利用课外教学资源，如漂白粉的漂白原理、漂白粉的含氯量计算等，进一步强化重点知识。由于原子结构和元素周期律、元素周期表等知识在以后学习，因此，对于氯元素在周期表中的位置、原子结构、卤族元素原子结构的比较等内容不必展开。氯气的实验室制法的介绍也不必加深，做简单介绍可以。3.运用化学史实，积极创设探究情景。教学中先以氯气的发现和确认这一科学史话作为阅读材料，激发学生的学习兴趣，让学生在比较轻松的环境里了解氯气可以从氧化盐酸中的氯离子得到，氯气是黄绿色、有刺鼻气味的气体等，而且从科学家身上学习到科学研究的思想和科学探究的精神。然后安排了“思考与交流”，让学生谈一谈从这一史实中得到的启示，然后很自然地引出氯气的实验室制法，再写出相应的化学方程式。在思考和交流