海水中盐的开发和利用.docx

海水中盐的开发和利用
一、教学目标
【知识与技能】
1.了解海水制盐的过程和氯碱工业的反应原理，能正确书写电极反应方程式和电解反应方程式；
2.初步了解电解槽的结构和食盐水的精制方法；
3.了解以氯碱工业为基础的化工生产。
【过程与方法】
1.通过电解食盐水的实验，掌握观察实验现象的方法和步骤，学会探究规律的方法，提升观察能力和利用化学原理解决实际问题的能力；
2.通过阅读材料，观看视频，学会搜集和处理信息，增强自学能力。
【情感态度价值观】
1.了解海水的综合利用，认识科技发展对自然资源利用的贡献；
2.通过小组讨论，形成团队合作的意识，形成创新意识。
二、教学重难点
教学重点：氯碱工业原理
教学难点：氯碱工业原理
三、教学用具
药品：饱和食盐水、酚酞溶液、淀粉碘化钾试纸
仪器：铁架台（带铁夹）、U型管、石墨电极、导线、夹子、直流电源、电流表、烧杯、玻璃棒
四、 教学方法
讲授法、讨论法、实验探究法
五、 教学课型
新授课
六、 教学设计过程

教学
环节
教师活动
学生活动
教学意图
参与
【引入】氯化钠占海水盐类中的80％，若将其结晶平铺于陆地，地球将上升150米。我国明代采用砖砌结晶池晒盐，清代采用淋卤板晒盐，海水制盐是海水综合利用的重要实例。
【板书】海水中盐的开发与利用
学生倾听
通过简单介绍海水制盐的方法，引出工程技术问题，激发学生的学习兴趣

探索

探索

【思考与讨论】请同学们观看海水制盐的视频，讨论思考：1.盐田应具备哪些条件？2.盐田由哪几部分组成？3.海水制盐的方法有哪些？
【投影展示】
一、海水制盐
1.作为盐田需要符合的条件
（1）海滩平坦宽阔，潮汐落差较大
（2）气候干燥、多风、少雨
（3）远离入海口，避免被海水冲稀
2.盐田的组成
贮水池、蒸发池和结晶池
3.海水制盐的方法
盐田法、电渗析法、冷冻法
【思考与交流】氯碱工业是通过电解饱和食盐水生产化工产品的工业。请设计电解饱和食盐水的实验方案和实验装置。
【演示实验】（投影展示）
配制饱和NaCl溶液，按图2-9连接好实验装置，向U型管中加饱和NaCl溶液，并滴加几滴酚酞溶液至阴极和阳极，将石墨电极与电源的正负极相连，将外接直流电源调至12V左右，接通电源一段时间后，将湿润的淀粉KI试纸放在阴、阳极试管口上方，观察实验现象。

【投影展示】实验现象：
1.两极均产生气体。
2.阴极区附近溶液出现红色，说明有碱生成。
3.阳极淀粉KI试纸变为蓝色，产生刺激性气体，应是Cl2。
学生观看视频，进行小组讨论，展示讨论结果

学生在课前查阅电解饱和食盐水的资料，思考交流，设计、展示实验方案和装置

学生展示实验方案，说明反应原理，评价实验方案

学生描述实验现象
引导学生利用信息技术寻找资料解释工程问题，培养学生搜集信息的能力

学生通过信息技术获取信息，设计方案，展示和评价实验方案和装置，培养学生形成创新意识和批判性思维
学生通过观察实验操作，规范使用实验仪器

解释

解释

解释
【思考与交流】请分析产生该现象的原因。
【讲解】氯化钠溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-，当通入直流电源时，Cl和OH移向阳极，Na+和H+移向阴极。电解过程中，Cl-比OH-容易失电子，H+比Na+容易得电子，电离出的H+和Cl-形成Cl2和H2，导致溶液中OH-浓度增大。
【思考】请写出电解饱和食盐水的电极反应方程式和总反应方程式。
【投影并板书】
二、食盐资源的利用
1.电极反应和电解饱和食盐水总反应：
（1）电极反应：
阳极：
阴极：
（2）电解饱和食盐水总反应：

【提问】可以直接将电解饱和食盐水的实验装置用于工业生产吗？
【追问】该实验装置直接用于工业生产有什么缺陷呢？请结合所学知识进行分析。
【追问】如果将这一装置用于工业生产，应该如何改进？请结合书本知识提出解决方案。
【思考与讨论】请观看离子交换膜法的视频和图片，思考：离子交换膜电解槽的内部构造是什么？

【投影展示】
2.离子交换膜法
（1）生产设备：离子交换膜电解槽
阳极：金属钛网（涂钛钌氧化物）
阴极：碳钢网（有镍涂层）
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，将电解槽分隔成阴极室和阳极室。
【追问】离子交换膜起什么作用？
【投影并板书】
（2）离子交换膜的作用：
防止氯气和氢气混合而引起爆炸
避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产量

【提问】工业上采用离子交换膜法制NaOH简单的流程是什么呢？
【投影并板书】③生产流程

学生阅读材料，思考讨论，尝试解释产生实验现象的原因

学生书写反应方程式

学生观点：不可以
学生观点：
1.H2和Cl2混合不安全
2.Cl2能够与NaOH发生反应，产物NaOH不纯
学生提供解决方案：采用离子交换膜法

学生思考讨论，设计出简单的工业流程
通过解释实验现象，学生形成科学探究的能力和严谨的科学探究态度

将大问题细分为小问题，引导学生运用STEM知识解决工程技术问题

引导学生将化学原理与实际问题联系起来
阐释或延伸
【提问】粗盐中含有泥沙和杂质离子（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-），易损坏离子交换膜，因而氯碱工业使用饱和食盐水，如何将粗盐水净化为饱和食盐水呢？请思考以下问题：
1.如何除去泥沙？
2.用什么试剂除去以下杂质离子：Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？
3.所用试剂过量，请设计一个合理除杂方案？
【投影展示】3.精制食盐水的步骤
【投影展示】请看教科书p34中图2-12（氯碱工业产品），说说氯碱工业产品的用途？
【板书】4.氯碱工业产品的应用
学生思考，设计除杂方案
引导学生运用化学知识解决工程技术问题
评估
【总结】教师引导学生总结氯碱工业的反应原理以及工业生产中需要注意的问题。
【练习】请设计一个从贝壳中获得碱性物质的综合方案。
学生进行课堂小结
设置开放性问题，引导学生设计实验方案，巩固所学知识
板书
设计
海水中盐的开发和利用
一、海水制盐
二、食盐资源的利用
1.电极反应和电解饱和食盐水总反应：
（1）电极反应：
阳极： 阴极：
（2）电解饱和食盐水总反应：

2.离子交换膜法
（1）生产设备：离子交换膜电解槽
（2）离子交换膜的作用：
防止氯气和氢气混合而引起爆炸
避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化钠的产量
3.精制食盐水的步骤
4.氯碱工业产品的应用