《镁和海水提镁》教学设计

1、镁和海水提镁教学设计 北大附中深圳南山分校高中部 海堂课 题 镁和海水提镁教学目标 知识与技能1、了解镁元素在自然界的存在、镁的用途，了解我国镁资源和镁业生产慨况 2、掌握镁的性质，理解镁的性质与存在、用途的关系 3、理解海水提镁的化学原理，了解其工业流程 过程与方法 4、培养学生收集、整理、筛选、加工信息的能力，提高其阅读和提取有效信息的能力；培养分析问题和解决问题的能力。 情感、态度与价值观5、感受海洋资源的丰富和对人类的重要性，树立合理开发利用资源的意识。激发学生的爱国热情，增强其科技兴国的责任感和使命感重点难点 镁的化学性质，海水提镁的原理教材处理 根据教材知识间的关系和本节课的设计意

2、图，对教材内容进行适当调整：1、把镁的性质提到海水提镁之前，使之成为理解镁的存在和海水提镁原理及解决相关问题的知识支持。2、将镁的用途融入海水提镁项目开发的讨论之中，让学生在阅读相关资料时感受镁的广泛应用，使之与工业生产、生活实际紧密联系起来。3、适当拓展镁的化学性质有助于形成学科思想方法。教学策略 本节内容的知识难度要求不高，有利于学生的自主学习。因此在教学策略上主要是创设各种问题情境激发学习兴趣，使学生主动参与到学习活动中来，问题的开放性和答案的多样化使学生在一个动态的、多元的学习氛围中体验应用知识解决问题的愉悦；角色体验让学生体会一份亲近，感受一份责任，通过提供补充资料提高学生阅读提取有

3、效信息能力，激发爱国热情，增强责任意识；通过小组讨论和汇报，培养合作学习能力和表达能力；通过课堂讨论培养综合分析和解决问题的能力；通过实验探究培养学生的科学研究方法。教学方法 实验探究、问题讨论课前准备 学生收集有关镁的用途和海水提镁的资料（有条件的学生）和阅读教师提供的有关资料，思考三个问题，分小组讨论收集意见。教学过程引入：视频2004年国庆焰火片断欣赏 图片几张焰火照片欣赏过渡：节日的夜空，礼花怒放，红的、黄的、绿的、紫的.五光十色，璀璨绚丽，给节日增添了不少喜庆，更给人们以美的享受！我们知道这些美丽的图画都是由金属单质或离子在燃烧时绘制。那么你知道那最耀眼的银白色火花，是什么金属燃烧时

4、绽放的光芒？-镁！ 镁是一种什么样的金属？它有哪些用途？我们怎样获取它？今天就让我们一起来走进镁的世界，领略镁的风采吧！设计意图：用学生熟悉的焰火创设问题情境，迅速引起学生的注意，激发学生的学习兴趣和求知欲望，并促使学生的思维疑问指向本课的主角-镁。板书：镁和海水提镁一、镁展示镁条：下面请大家揭开它神秘的面纱，看看它的真面目。学生实验：用砂纸擦掉镁条表面的氧化膜，观察金属镁的颜色和光泽。学生：描述镁条物理性质板书：1、镁的性质金属镁具有银白色光泽，密度较小。设计意图：通过观察和触摸，体会镁的光泽和表面氧化膜，感受镁的质轻，使其对镁的物理性质留下深刻印象。设问：镁能在空气中燃烧。假如某一储镁库房

5、着火，能用二氧化碳灭火器灭火吗？追问：你能用实验证明吗？学生实验：镁条在二氧化碳中燃烧问：在实验中你们观察到什么现象？能得出什么结论？请你描述实验现象并写出有关化学反应方程式。投影：实验内容镁与氧气反应镁与二氧化碳反应 实验现象镁条剧烈燃烧，发出耀眼的光，放出大量的热，生成白色固体。镁条剧烈燃烧，发出耀眼的光，放出大量的热，瓶壁有白色和黑色固体。结 论 镁与氧气反应，生成氧化镁。镁与二氧化碳反应，生成碳和氧化镁。板书： 1、与氧气反应2Mg+O2 2MgO讲述：点燃能剧烈燃烧，常温下，也很容易与氧气反应，表面生成氧化膜板书：2、与某些氧化物反应2Mg + CO2 2MgO + C问：为什么集气

6、瓶底部要放一些细沙或少量水？板书：3、与酸反应 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Mg + 2H+ = Mg2 + + H2问：在上述反应中，镁的变化有什么共同之处？说明镁具有什么性质？分析反应实质，得出结论板书：镁是较活泼的金属，具有较强的还原性。设计意图：将演示实验改为学生实验，调动学生的学习积极性，学生对实验现象的观察更清楚，映象更深刻，有利于对反应实质的分析，更好的理解镁的还原性。设问：镁还能与哪些物质反应？提示：根据“镁是较活泼的金属，具有较强的还原性”的结论进行推测。设计意图：及时的拓展应用有利于强化“较强还原性”的理解，同时也训练了从个别到一般的思想方法。问：根据镁的性

7、质，你认为镁在自然界中会以什么形态存在？化合态：陆地菱镁矿、白云石等 海水-氯化镁、硫酸镁等设计意图：根据性质推测和理解物质的存在和用途是化学学习中知识整合、形成系统的重要方法，需要经常不断地进行训练和应用。同时可进一步强化“镁是活泼金属，具有较强还原性”的结论显然，要从自然界提取镁，就是要将化合态的镁还原为游离态的镁，我国目前主要是从镁矿石中提取镁，美国、英国、日本等走在海水提镁的前列。我们今天要讨论的是如何从海水中提取镁。请你用化学方程式表示海水提镁的化学原理。Mg2+2OH- = Mg（OH）2 利用氢氧化镁的难溶性Mg（OH）2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2OMgCl2 M

8、g + Cl2问：为什么用电解方法而不是像炼铁那样用一氧化碳等还原？设计意图：通过海水提镁的化学原理学习掌握镁的化合物性质，为下面的学习讨论提供知识支持设问：如果你是某集团公司老总，你打算开发“海水提镁”项目，你将怎样说服董事会同意你的选择？学生讨论，最后归纳：1、海水提镁化学原理简单，且已有比较成熟的工艺技术，有可行性。 可行2、尽管海水中镁的浓度很小，但海水中镁的总蕴藏量巨大，大有可为。 可为3、海水提镁所生产的镁质量好，对环境的负面影响小 有益4、镁的用途广泛，目前的市场需求量大，供不应求。 有求5、镁是二十一世纪的绿色材料，有广阔的发展空间，前景极好 ， 有前途6、公司具有开发该项目的

9、财力、人力 有实力。设计意图：让学生以企业老总的身份来提出并解决问题，充分发挥学生的主体意识，主动学习。培养学生收集、筛选、整理、加工信息的能力，培养阅读和提取有效信息的能力，体会做一个企业家所需要的各种能力和不易，使之内化为学习动力。 设问：如果你是一位工程师，你怎样实现镁离子的富集和分离？学生：可以加入一种试剂（碱）使镁离子沉淀，过滤即可。问：怎样操作？是往海水中直接加入沉淀剂吗？学生讨论：海水中镁离子浓度很小，直接加沉淀剂不利于镁离子的沉淀，且会增大沉淀剂的用量，增加生产成本。追问：那该怎么办？学生讨论，可能观点：1、将海水浓缩后再加入沉淀剂。 2、加热浓缩会浪费能源，增加成本。3、可以

10、将海水浓缩与海水淡化结合起来，也可以利用海水晒盐后得到的苦卤水为原料，既可以提高海水中镁的含量，同时又去掉了大部分杂质离子。设计意图：使学生明白从实验室到工业生产还有很大的差距，感受化学应用技术的重要性。问：实际生产中我们选择石灰乳而不采用氢氧化钠作为镁离子的沉淀剂，为什么？ 学生讨论，可能观点：1、氢氧化钠价格明显高于氢氧化钙。2、氢氧化钙可以就地取材制备，运输方便，综合成本可进一步降低。 获取氢氧化钙的化学反应原理 CaCO3CaO+CO2 CaO+H2O=Ca(OH)23、氢氧化钙完全可以达到沉淀要求，氢氧化镁的溶解度远远小于氢氧化钙。问：选择厂址，你会考虑哪些因素？学生讨论，可能观点：

11、1、 海边 有大量石灰石或贝壳的地方（原料），非人口密集区和自然风景区（环境）。2、 电力充足（能源），交通方便（交通）。设问：如果你是一位投资顾问，你会给这位老总什么建议？教师引导，形成观点：1、综合开发，同时建晒盐场、石灰石厂、盐酸厂和电解制镁厂，还可建氯碱厂（利用其电解产生的氢气和氯气来生产盐酸）、海水淡化厂等。（走综合开发之路）2、建立自己的研究所或与研究所合作，攻克技术难关，提高镁产品质量，开发高附加值镁产品，向规模化、专业化、集团化方向发展。（走科技兴企之路）。设计意图：让学生体会到解决任何一个问题都不是一蹴而就的事，都需要综合各种因素，全面考虑。只有综合开发利用、提高科技含量才是

12、富国强民的可持续发展之路，进一步增强环保意识。总结：通过以上的学习讨论，镁在我们心目中是一个什么形象？“大、小、多、少、美丽活泼小天使 ”1、大- 镁在自然界的储量巨大。2、小- 密度小3、多- 用途多。镁合金的强度高、机械性能好。4、少- 污染少。从海水中提取它能耗低、污染小，其产品回收性强，如果每辆汽车上使用70公斤镁合金，CO2的年排放量就能减少30%以上。被称为二十一世纪的绿色材料。5、美丽-镁具有美丽的银白色光泽，6、活泼- 镁是较活泼的金属，具有较强的还原性，可与氧气和某些氧化物反应，因而在冶金工业上常被用作还原剂和脱氧剂7、天使-制造汽车、飞机、火箭的重要材料。有“国防金属”的美

13、誉。结束语：无论是镁的提取还是镁的应用，都还有很多技术难题有待攻克。如：如何获得高纯度的镁，如何避免镁产品的腐蚀（因为镁具有较强的还原性）等，这些问题都得靠你们去解决，改变中国“应用开发严重滞后，技术和设备落后，产品技术含量低”的重任落在你们肩上。你们当不辱使命，奋发图强！设计意图：使学生形成对金属镁的整体印象，激发他们的爱国热情，增强其科技兴国的责任感和使命感。板书设计 镁和海水提镁一、镁 二、海水提镁1、镁的性质 化学原理物理性质 Mg2+2OH- = Mg（OH）2 银白色光泽 密度小 Mg（OH）2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O化学性质 MgCl2 Mg + Cl2较活泼

14、金属，较强的还原性 与氧气反应2Mg+O2 2MgO 沉淀剂获取与二氧化碳反应 CaCO3CaO+CO22Mg + CO2 2MgO + C CaO+H2O=Ca(OH)2与酸反应Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Mg + 2H+ = Mg2 + + H22、镁的存在化合态 陆地菱镁矿、白云石等 海水-氯化镁、硫酸镁等3、镁的用途附：预习材料表一 2003年中国原镁消费量（单位：万吨）5.120.500.300.400.801.022.10消费量合计其它金属还原稀土合金炼钢脱硫压铸铝合金消费领域表二 2002年世界主要地区的三大用镁行业的原镁用量（单位：万吨）15.7%5.740.030.372.100.472.77炼钢脱硫35%12.730.041.824.360.506.01压铸40%14.560.963.204.290.495.62铝合金占总消费量%总 量非洲中 东亚 洲大洋洲西欧拉美北美用镁行业表三 2000-2003年我国及全球原镁产量69.4574839.9占全球%35.426.821.619.5原镁（万吨）中国51474548.8全球（万吨）2003200220012000 年度表四 世界汽