化学跨学科实践活动海洋资源的综合利用与制盐教学设计 2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）下册

7.4跨学科实践活动:海洋资源的综合利用与制盐课标分析内容要求1.了解海洋中的资源。2.知道海水晒盐的基本原理。3.能举例说明结晶现象。4.依据探究目标设计并实施实验方案、通过观察和实验等方法获取证据,体会合作和交流在科学探究中的重要作用。学业要求1.通过粗盐中难溶性杂质的去除,掌握称量、溶解、过滤、蒸发等实验操作技能。2.根据物质的溶解性不同能设计出简单的物质分离或去杂质的方案。3.通过小组的实验探究,培养学生的合作能力和实验操作能力。4.对海洋资源等社会性科学议题展开讨论,积极参与相关的综合实践活动。5.能利用物质的溶解性,设计粗盐提纯的方案。教材分析本节课利用海水制盐来认识晶体及其形成过程,初步学习分离混合物的方法。学生在学习了饱和溶液及溶解度的知识后,已经知道在一定温度下和一定量溶剂中,物质的溶解度是有一定限度的。如果条件发生改变,溶液中的溶质超过了溶解限度,就会变成固体析出,这就是结晶现象。在教学中通过情境设疑,让学生猜想,再观察实验,发生概念。通过学生实验活动,粗盐提纯,掌握过滤操作。课后学生实验制作晶体,加深对晶体的认识,提高动手实验能力。学情分析学生已经知道了冷却热饱和溶液会析出晶体,具备一定分析、实验操作能力,但对晶体和结晶概念容易混淆,应启发学生通过对比加以区别,使学生明确晶体是有一定规则形状的固体,而结晶是一个过程。对物质的结晶,应与物质的溶解过程联系起来加以比较,结合固体物质的溶解、溶解度及溶解度曲线的知识。素养目标1.能根据实验步骤正确选择实验仪器,并能进行正确的实验操作。2.掌握溶解、过滤、蒸发等基本实验操作技能,培养科学素养,提高实践能力。3.通过粗盐难溶性杂质的去除实验过程中小组同学之间的合作、交流,培养学生的合作精神。4.通过粗盐难溶性杂质的去除的实验过程,让学生体验实验过程中严格的次序性以及实验过程中注意事项的重要性。教学重点1.溶解、过滤、蒸发、结晶操作。2.蒸馏法淡化海水的原理及实验探究。3.混合物分离的一般思路和方法。教学难点混合物分离的一般思路和方法续表教学过程教师活动学生活动设计意图[创设情境导入新课]【教师活动】【问题导入】如何用简单的实验方法来区分蒸馏水和食盐水?最简单的方法就是用玻璃棒蘸取少量的两种液体分别放在酒精灯火焰上观察是否有白色固体出现,有白色固体出现的就是食盐水。这样的原理也比较适合我们所吃食盐的制作原理。也就是我们本节将要学习的海水“晒盐”。晒盐过程中的原理你理解吗?什么样的自然环境有利于食盐的析出呢?本节我们就一块来探究一下。[新知探究]一、认识海洋资源【教师活动】为什么说海洋是巨大的资源宝库?海洋中含有以鱼虾为主的生物资源;海水中含有氯化钠、氯化镁、硫酸镁、溴化钠、溴化镁等化学资源;海底蕴藏丰富的石油和天然气资源,沿海的矿砂沉积物中还含有石英砂、金、铂、金刚石、铁砂、锡砂、稀有元素矿砂等矿产资源;海洋还能产生潮汐能、波浪能等能源资源。【提问】为了保护海洋,我们应该采取的措施有哪些?比如建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、制定《中华人民共和国海洋环境保护法(2017年修正)》等。二、结晶【教师活动】提问:饱和溶液和不饱和溶液的转化方法。讲解:高温下的饱和硝酸钾溶液放到冷水中降温,观察现象。饱和硝酸钾溶液中有晶体生成。【总结】(1)结晶:饱和溶液析出晶体的过程。(2)结晶的方法:冷却结晶法。【过渡】是不是所有的物质都用这种方法结晶呢?【观看视频】潘冬子运盐上山【教师活动】我们观看视频受到什么启发?学习了什么知识?受到什么教育?【总结】结晶的方法:蒸发溶剂结晶法。【讨论】(1)欲得到硝酸钾晶体,用蒸发溶剂法是否合适?欲得到硝酸钾晶体,用蒸发溶剂法不合适,应该用冷却结晶法。(2)欲得到氯化钠晶体,冷却结晶法是否合适?欲得到氯化钠晶体,冷却结晶法不合适,应该用蒸发溶剂结晶法。【教师活动】如何从盐水中获取实验(模拟海水晒盐)(提示:结合教材第53~54页内容)学生:积极思考,各抒己见,小组讨论阅读教材第51~52页,作出回答引导学生回顾以前知识,回答结论引导分析学生讨论后回答,总结结晶法分离混合物的方法利用学生已知知识,激发学生的学习欲望锻炼学生的阅读能力、归纳能力。提高学生从资料中获取信息的能力复习巩固前面知识通过分析得出结晶方法;同时进行革命传统教育通过讨论,弄懂结晶两种方法的适用条件培养学生设计实验的能力续表【展示】海水晒盐基本步骤:获得海水→浓缩海水→获得粗盐→收集粗盐。三、粗盐转化成精盐【教师活动】思考:如何除去粗盐中的不溶性杂质?【实验步骤】(一)称量:称量粗盐应用托盘天平,按“左物右码”的原则,粗盐和砝码下应垫质量相同的称量纸。(二)溶解【教师活动】完成溶解操作用量筒量取10mL水,倒入烧杯中。称取3.0g粗盐,加入水中。用玻璃棒不断搅拌,直至粗盐不再溶解。称量剩余的粗盐,计算10mL水中溶解的粗盐。【教师活动】溶解过程中玻璃棒的作用?搅拌,加速溶解。(三)过滤【教师活动】进行过滤(1)过滤操作注意事项?(2)过滤中玻璃棒的作用?(3)过滤后滤液仍浑浊怎么操作?【总结】(1)过滤操作要点:一贴、二低、三靠。(2)引流。(3)应再过滤一次。(四)蒸发【教师活动】完成实验蒸发。请同学阅读教材第56~57页的内容,归纳出蒸发的注意点。(1)将蒸发皿放到铁架台的铁圈上,把滤液倒入蒸发皿中,用酒精灯加热。(2)并用玻璃棒不断搅拌液体,待出现较多晶体时停止加热。【教师活动】(1)蒸发过程中玻璃棒的作用?搅拌,防止因局部温度过高,造成液滴飞溅。(2)蒸发过程中什么时候停止加热?待蒸发皿中出现较多晶体时。结合问题,小组同学们设计实验,并选择合适的仪器完成实验学生进行实验,然后填写实验报告学生观察、思考、回答学生进行实验,然后填写实验报告学生思考、回答通过实验更利于学生理解混合物分离的方法训练量筒、托盘天平的使用技能。培养学生的动手能力和表达能力培养学生的实验能力和科学探究精神以及合作交流的能力续表【教师活动】在实验的三个步骤中都用到了玻璃棒,那么玻璃棒的作用一样吗?如果不一样,分别是什么作用?【总结】在溶解、过滤、蒸发操作中都用到了玻璃棒,但作用各不相同。在溶解操作中玻璃棒起搅拌作用,目的是加速溶解;在过滤操作中,玻璃棒起引流作用;在蒸发操作中,玻璃棒起搅拌作用,防止因局部温度过高,造成液滴飞溅。(五)计算产率【教师活动】分析产率的计算方法,让学生将精盐称量,并计算。计算产率=m精盐m【问题】(1)产率偏低的原因①粗盐未完全溶解;②溶解或蒸发时液滴飞溅;③蒸发时晶体飞溅。(2)产率偏高的原因①蒸发时未完全蒸干;②过滤时,滤纸破损,部分泥沙进入烧杯。【总结】实验成功的关键(1)称量时:托盘天平使用时要调平衡,读数要准确;取试剂要规范,不撒落。(2)溶解时:搅拌要匀速,不能过快,防止有液滴溅出。(3)过滤时:要规范装置和操作,做到“一贴、二低、三靠”。(4)蒸发时:不断搅拌,防止因局部温度过高,造成液滴飞溅;蒸发皿中出现较多固体时,停止加热。(5)转移时:要全部转移进行准确称量。【问题交流,巩固知识】(1)制取粗盐时,晒盐和煮盐的目的都是通过蒸发盐溶液中的水分使之浓缩。能否采用降低溶液温度的方法来达到同一目的?(提示:根据氯化钠的溶解度曲线考虑)(2)本实验中采用的方法利用了氯化钠的哪些性质?考虑到粗盐的来源,请判断这样提纯得到的精盐是否为纯净物。【解答】(1)不能,因为氯化钠的溶解度受温度影响变化不大。(2)溶解性和溶解度随温度的变化;这样提纯只能除去粗盐中难溶性质的杂质,不能将粗盐中的可溶性杂质去除。四、粗盐中可溶性杂质的去除【教师活动】【问题】若粗盐中的可溶性杂质为硫酸镁,结合下列表格,你认为采取的除杂方法是什么?应该如何操作?某粗盐的部分配方及70℃时氯化钠和硫酸镁的溶解度物质质量/g溶解度/g氯化钠2.737.5硫酸镁0.358.5转移精盐、称量精盐、计算产率。学生汇报计算结果思考,讨论,交流,并解答老师提出的问题学生聆听记录笔记学生依据提出的问题和表格,分析、讨论、设计、优化实验方案,并完成实验让学生通过实验练习溶解、过滤、量取等基本的实验操作,学习蒸发操作,体验粗盐初步提纯的乐趣培养学生获得知识的能力和相互合作的学习能力。关注知识获得的过程培养学生在实验探究中发现问题、解决问题的能力,以及分析问题和归纳、总结的能力培养学生分析数据、设计实验并实施实验的能力,增强学生的合作意识续表【演示实验】(1)称量:称量3g粗盐,或按照表中的配方取2.7g氯化钠和0.3g硫酸镁配成粗盐。(2)溶解并过滤:将粗盐放到滤纸上,加入一定量70℃的水(不少于计算所得的最小质量),并趁热过滤。(3)烘干:将滤纸上的精盐转移到蒸发皿上烘干。(4)计算产率:称量精盐质量,并计算产率。【小结】通过粗盐提纯过程,分析物质分离的一般思路与方法物质分离的一般思路与方法的应用从海水中获得盐和淡水的过程,就是物质分离的过程。其主要步骤包括:分析混合物成分、比较各成分的性质差异、明确分离方法。下图以粗盐提纯为例,阐述物质分离的一般思路与方法的应用。分析混合物成分→比较各成分的性质差异→明确分离方法粗盐成分:

氯化钠、可溶性杂质、难溶性杂质→溶解性比较:

1.氯化钠和可溶性杂质溶解度较大,难溶性杂质溶解度较小。

2.氯化钠和可溶性杂质在相同温度时,溶解度有差异。→分离方法:

溶解、过滤、蒸发结晶五、海水淡化【教师活动】海水资源丰富为什么还要节约用水呢?如何解决这个问题呢?【提出问题】(1)如何区分海水和淡水?(2)如何将海水转化成淡水?纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。让我动起手来操作一下。投影:实验操作步骤、注意事项及简易装置图。【温馨提示】(1)先预热,再集中加热。(2)实验过程中不要用手直接接触热的导气管。(3)当收集到少量冷凝水时,就停止蒸馏。检验淡水。(4)酒精灯要用灯帽盖灭。投影:为使水蒸气的冷凝效果更好,你认为对实验装置可以做哪些改进?投影改进后的装置,这个方法有两个不足:一是耗能大,二是易成水垢,目前世界上普遍使用的是“多级闪急蒸馏法”。【提问】海水淡化的方法还有哪些?反渗透法(膜法)、低温多效蒸馏法(热法)。学生:蒸馏法学生讨论、制定方案、交流方案学生回答:检验淡水的化学方法学生动手实验观看动画理解多级闪急蒸馏法的简单原理阅读教材第58~60页内容,了解海水淡化的方法通过探究淡水的检验,学会用不同的方法对物质进行鉴别通过实验探究使学生学会用蒸馏法提纯物质给学生动手操作的机会,体会学习化学和解决实际问题的关系通过对实验装置的改进,帮助学生更好地理解蒸馏的原理续表课堂小结本节课学习了海水资源、海水晒盐、粗盐中难溶性及可溶性杂质的去除、海水淡化,同学们学会了提纯的各步操作及操作顺序:1.溶解2.过滤3.蒸发,以及混合物分离的一般思路和方法,懂得了在操作过程中的注意事项,如每步操作中都要使用玻璃棒,过滤操作要注意一贴、二低、三靠等,并应用质量分数的公式计算产率。精盐产率=m精盐m粗盐×100%。化学教学实验,多数是化学变化的实验,而粗盐的提纯是物理过程的实验,板书设计7.4跨学科实践活动:海洋