溴碘的提取教学设计.doc

《溴、碘的提取》教学设计
江苏省丹阳高级中学 许国霞
1 教材和学情分析
本节课选自苏教版高中化学必修1专题2第一单元，本节课主要内容包括三部分：溴碘的提取的原理及工业制取流程图；溴碘的性质及检验方法；溴碘及及其化合物的应用。本节课安排在专题1溴水碘水的萃取分液操作之后，专题2氯气的生产原理和氯气的性质之后，从氯气相关的内容寻找有关溴碘知识的生长点，氧化还原反应之后，应用 “氧化还原反应”的知识掌握提取溴、碘的反应原理，以实验探究的方式学习元素及其化合物，为下一单元“钠及其化合物”的学习提供方法指导，同时初步学习溴碘提取的工业流程图，为专题2从海水提取镁、专题3从土矿提取铝的工业流程图后续的学习打下基础，有承上启下的作用，体现了教材之间的内在逻辑和学生的认知规律相统一。从教材表面看，对学生的知识、能力要求并不高，但这部分内容不仅是巩固应用氧化还原反应理论，更是让学生体验化学知识与海洋、工业生产、生活实际紧密联系的极好时机。
在本节课之前，学生已经学习了”溴碘的萃取分液操作”“氯气的生产原理和性质”以及“氧化还原反应”的有关知识，对以实验探究的方式学习元素及其化合物有了初步的认知，学生也对溴碘及其化合物在生产和生活中的应用有一定的了解，但提取溴、碘的反应原理以及提取流程对于学生是陌生的知识，这也是本节课教学的重难点。为此，我将引导学生类比学习的思路，采用实验探究、合作学习的方式，突破这一教学重难点。高一学生思维活跃，好奇心强，对于一些实验现象和陌生新鲜事物比较感兴趣，作为四星级高中，我校的生源在本地区又处于比较优质的水平，学生有综合运用知识的可能和能力。

2 教学目标
2.1 知识与技能
（1）了解从海水或海产品中提取溴、碘单质的基本原理和方法；
（2）认识溴、碘及其化合物在生产和生活中的应用；能列举重要用途；
（3）知道溴、碘单质的性质。
2.2 过程与方法
（1）结合反应原理分析提取溴和碘的过程，体验从化合价的角度分析微粒的氧化性、还原性，让学生逐步掌握从海洋和海洋植物中提取无机物的一般方法和思路。
（2）通过设计实验方案，探究将溴碘离子转化为单质进行富集、分离、转化的过程，体会实验设计的方法，体会转化的方法在物质分离中的应用，并运用所学的化学知识对化工生产流程的原理、步骤和安全防护进行简单的解释。
2.3 情感态度与价值观
（1）认识到海水是人类的宝贵资源，激发爱国情怀和维护海洋权益的意识，初步学会从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题。
（2）通过对溴碘的提取及应用的了解，培养实事求是的科学精神。并对与化学有关的社会、工业生产问题进行思考和决策，培养学生的社会责任感、经济效益及化学工业中风险意识。
(3)深切感受化学知识的力量，感受化学与人类生产、生活的紧密联系，认识化学学科的价值培养热爱化学的情感，投身化学的志趣。
3 设计理念
新课程强调改变过去单一的接受式学习方式，本人坚持教为主导，学为主体的生本理念。首先以学生已有的知识和能力为基础，通过设计“化学密信”、“氯溴碘的置换”实验探究，给出溴碘提取的反应原理，即溴碘提取工业流程的核心反应，让学生感受到是在追寻知识的源头，理清知识的来龙去脉。然后本人设计一定梯度的探究问题，例如“氧化剂如何选择”、“海水中溴碘的浓度比较低, 怎么办”、“模仿工业提取碘的流程图，设计海水提取溴的流程图”、“溴碘性质有差异性，思考在设计思路上的差异有哪里”、 “从资源综合利用、形成产业链角度出发，你会把生产溴单质的工厂的厂址选择在哪些工厂的附近”、“课本碘工业流程与课堂介绍的碘工业流程的差异在哪里”、“课本习题介绍的实验室提取碘流程与工业生产差异在哪里”等等，进行任务驱动式教学，学生通过自主学习、小组合作学习等自主探究的方式，由于问题的陌生度和难度大，角度不同，有效激发学生根据信息提出合理的、可供选择的方案思维，为学生更深层次的学习和思维留下一定的发展空间，这些化学知识的新奇性、实用性极大的激发了学生的求知欲，培养了分析能力、观察能力、总结能力、自学能力和用所学知识的运用能力，提高学生合作意识，另外一个个鲜活的问题吸引了学生注意力和思维，将学生思想和行为引导到科学研究的轨道上来，带动学生发现研究方法，获得研究思路，水到渠成地获取和建构新的知识，在工业流程比较教学时特别倡导科学的质疑态度和批判精神。
本节课是典型理论联系实际的一节，前半部分是溴、碘的提取原理，后半部分是前面原理的实际应用。在自然界和生产生活的背景中进行元素化合物知识的教学，是将“裸露”的化学知识进行“包装”，把比较枯燥的化学知识融入到一定的人文情景之中进行学习。从自然界走进化学，从生活实践走进化学，化学又走向具体工业生产，化学走向日常社会生活应用等等，能很好体现出化学学科价值。以溴、碘的提取为线索，将物质性质的融入物质用途和工业生产过程，使学生初步学会从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题，通过分析和解决实际问题来诠释化学、技术、社会的关系，学生在解决实际问题的过程中加深对元素化合物知识的理解。学科观念层面，着重让学生用“结构观”“变化观”来认识海水中溴碘离子的存在及转化；通过提取过程中海水的富集、试剂的选择、生产中操作流程等培养学生的“绿色化学观”“化学价值观”“STS”等学科观念，实现了对学科观念的建构。另外通过对海洋政治、经济、资源等方面的宣讲，落实态度情感与价值规定维度的教学目标。用真实的政治形势介绍我国的“四海”现状，激发学生爱国热情和学习热情，种下热爱海洋事业的种子。我国是海洋大国，21世纪是海洋经济时代，海洋是世界经济的增长点，我们没有理由不认识不重视不开发海洋，要让学生学会关注国家命运和经济发展方向，珍惜自然资源，学会海水中化学资源开发利用的本领。

4.教学过程. 【情境创设引入课题】→【引导探究，学习新课】→【交流讨论，形成方案】→【学以致用，反思提升】→【解决问题，拓展延伸】
【创设情景，引入课题】
这是一封真实的化学密信。1935年方志敏在狱中用米汤在白纸上写下密信，通过地下工作的同志送给鲁迅。问题1.鲁迅先生如何看到这封信？问题2.为什么是淡淡的蓝色？
学生思考问题并抢答问题1：碘遇淀粉变蓝→用于检验碘。
【教师口述】我想国民党监狱伙食太差，米汤非常稀薄。
教学特色:①用真实的事例和模仿上述事例的演示实验来说明碘的特性，引人入胜、生动有趣，激发学生强烈学习热情。
②语言幽默：为什么是淡淡的蓝色？说明国民党监狱伙食太差，米汤非常稀薄，革命先烈的生活质量极差。
【引导探究，学习新课】
【设问】碘还有什么特性呢？
【教师演示实验】碘升华实验，并归纳知识。
【学生观察实验药品】在烧杯里放着7支试管，分别是碘、溴单质，碘水、溴水，碘的四氯化碳、溴的四氯化碳，碘遇淀粉溶液。
【教师展示实物】盛放液溴、固体碘的试剂瓶。由碘和溴的保存，你会发现什么问题？
【设问】实验室制取氯气时是如何检验氯气的？展示KI淀粉试纸。
【教师演示实验】

学生观察现象，写出有关方程式，标出电子转移方向和数目。思考：Br-、I – 如何变成Br2、I2 ？ Cl2 Cl2
【板书】 Br- ——→Br2 I - ——→I 2
【教师讲述】展示美丽富饶的海洋图片，讲述：（1）海洋实力由海军力量、海洋经济实力和科技实力等构成，各国家实力的比拼的是海洋实力，当今世界上哪个国家实力最强？当然是美国，有同学说中国，这是需要全体中国人努力后可以实现的中国梦，美国的舰队纵横各大洲，在全世界上有着绝对的话语权和决定权。美国重返亚太，希望通过日本海峡、台湾海峡组成封锁中国的第一岛链，钓鱼岛引起的纷争日本政府决不仅仅是为了几十海里的海域，也为了下面的海洋资源以及封锁中国出海通道，南海、东海、黄海、台海这四海危机需要中国政府直面解决的棘手问题，中国面临领土被瓜分海洋权益被剥夺的现状，现在的21世纪是海洋经济时代，没有一个内陆国家会成为世界强国，希望同学们能报效祖国，参加海军或者从事海洋事业的建设。（2）海洋资源：海水的直接利用；海洋的空间资源；海洋里的生物；海洋的物理资源或能源资源；海洋的地质（矿物）资源：锰核、石油、天然气、矿砂、底砂......等；海洋的化学资源：海水淡化成淡水、海水中直接提取元素（金、铀、氘、溴、碘、镁、钾......）、海水中直接提取化合物（食盐、芒硝、石膏、重水、卤水......）等。
【教师讲述】展示课本目录，说说从海水里获取的化学物质有哪些？
【资料卡】海水中部分元素含量图，海洋中含量较高的元素钠镁氯等，提取已成产业了。
溴碘等元素在陆地含量极少，只能从海洋提取。海洋中溴元素约为100万亿吨，碘元素约为800亿吨。溴0.00083mol/L；碘0.00000047mol/L。
【教师板书】100000000000000吨，80000000000吨。
【学生讨论】氧化剂选择
常见氧化剂
Cl2
O2
KMnO4
K2Cr2O7
KClO3
H2O2
Na2O2
价格（万元/吨）
0.155
0.13
3.4
3.76
2.7
1.4
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教学特色①用真实的政治形势介绍我国的“四海”现状，引人入胜，激发学生爱国热情和学习热情，种下热爱海洋事业的种子。
②通过海水中部分元素含量图，写出真实数据100000000000000吨，8000000000，计算出：溴0.00083mol/L；碘0.00000047mol/L，通过氧化剂价格和环保等因素来选择合适氧化剂（Cl2、H2O2），更加震撼和有说服力，引领学生思考如何利用海水海产品提取溴碘要富集（即浓缩）。
【交流讨论，形成方案】
Br－的浓度
（mg /L）
（mol /L）
海水
67
0.00083
卤水(晒盐之后)
2500--3000
0.03—0.038
【学生自学课本】二、工业提取溴 (阅读课本P46页)
问题1.海水中溴碘的浓度比较低, 怎么办?
问题2.利用什么反应原理生成溴碘单质? 如何提取出溴碘?
问题3.请模仿工业提取碘的流程图，设计海水提取溴的步骤。
【学生板演】尝试画出海水提取溴的步骤。
【教师点评】先总结提取溴的工业流程的设计思路：富集：蒸发浓缩→反应：通入氯气, 使Br- 氧化成单质Br2→粗溴：鼓入热空气或水蒸气, 溴挥发, 冷凝→溴单质：除氯气, 除水。对照该同学说画的流程说明：方框内注明物质，→上写操作名称，这是高中阶段同学们接触的第一个工业生产流程图。师生一起归纳整理出海水中提取溴的实际生产的化工流程图：

【拓展视野】
1、粗溴→溴单质
工艺一：SO2吸收富集，氯气氧化。SO2 + Br2 + 2H2O == 2HBr + H2SO4
2HBr + Cl2 == 2HBr + Br2
工艺二：Na2CO3溶液吸收富集，H2SO4酸化。3Na2CO3 + 3Br2 == NaBrO3 + 5NaBr + CO2 NaBrO3 + 5NaBr + 3H2SO4 == 3Br2 + 3Na2SO4 + 3H2O
碘的含量
海水
海带
浓度（mg/kg）
0.06
3000~5000
【资料卡】

海洋植物,如海带、马尾藻等是采碘能手，有吸附碘离子的特殊能力,它们能把海水中的碘富集到是海水中的近10万倍。
海带的成分：每100g中含水分94.4g，蛋白质1.2g，脂肪0.1g，膳食纤维0.5g，碳水化合物1.6g， VB1 0.02mg、VB2 0.15mg，尼克酸1.3mg:VE 1.85mg;钾246mg，钠8.6mg，钙46mg，碘0.28mg（有机碘化物），镁25mg、铁0.9mg，锰0.07mg、锌0.16mg，磷22mg、硒9.54μg。尚含藻胶酸(高达32%)和昆布素等。
【学生交流讨论，形成方案】
问题1、提取碘用海水好还是海带好？
问题2、用干海带好还是湿海带好？
问题3、用水浸泡海带好还是灼烧海带好？
问题4、灼烧的作用是什么？除去有机物, 使其中的C、H、O转化为CO2和H2O散逸, 海带灰中含有碘的无机盐, 浸泡, 过滤后得含KI的溶液。
问题5、对照提取溴的工业流程的设计思路“富集：蒸发浓缩→反应：通入氯气, 使Br- 氧化成单质Br2→粗溴：鼓入热空气或水蒸气, 溴挥发, 冷凝→溴单质：除氯气, 除水”，思考溴碘性质的差异性， 设计思路的差异在哪里？

【拓展视野】
以前：智利硝石（NaNO3+少量NaIO3）
碘的提取 现在：藻类，养殖、收集费用高
将来：海水，新型高效吸附剂，碘吸收量是成熟海带的3.6倍
教学特色:①化工流程图是学生高中第一次接触到，很陌生。教师利用资料卡的信息和一个个小问题来启发思维，引导学生解决法讲理论与实际生产联系起来，让学生模仿碘的流程写出溴的流程，自己亲手画出，亲手建构从海水中提取溴的知识网络，手脑双用手脑双赢，加深理解，提高自学能力和信息获取能力，能根据信息提出合理的方案即解决问题能力，也树立学生对流程图的学习信心。
②通过拓展视野栏目，不仅仅让学生了解溴碘尤其是碘的提取的知识，更培养人文素养，例如教师提出：人们的研究的视野越来越宽广，从陆地的智利硝石→海洋植物→海洋里的海水，科技发展使提取方法更先进和便捷，效益更高，让我们一起展望美好的未来，人们的视野可能投向太空，投向某个星球，也许上面不断飘着“溴气”、下着“碘雨”。
【学以致用，反思提升】
【学生讨论】问题1.本节课你学习的收获是什么？
问题2.对照学习目标，想想你有什么学习上的疑问？
问题3.我们为什么要学习今天说将的溴碘提取？——溴碘有什么用途？请举例说明。
【图片展示】含溴、碘物质在生活中用途
教学特色:①学生学会自我反思学会是一种学习能力，经常思考我有什么疑问是养成一种良好学习习惯，从产业链角度考虑设计工厂厂址，培养学生综合考虑问题的化学学科素养。
②教学目标的倒挂是强调目标和突出目标，“我们为什么要学习今天说将的溴碘提取”是让认识该学习内容的重要性，能启发学生思考它的用途，也体现了化学是有用的学科的课程理念。
【拓展延伸 解决问题】
【问题解决1】从资源综合利用、形成产业链角度出发，你会把生产溴单质的工厂的厂址选择在哪些工厂的附近？
【学生讨论】海边、晒盐厂、氯碱工厂。
【问题解决2】对照课本p46，我们总结的海带提取碘的工业流程与课本介绍的有哪些差异？哪种更好？

【学生讨论】课本没有灼烧过滤，只有浸泡，为了将有机碘提取出来应该先灼烧处理；课本没有具体讲粗碘提取方法明确。
【教师点评】书是人类进步的阶梯，但是读书要思考才能不盲从，课本不是万能的不一定是全面的，科学在发展，技术在进步。同学们要有创新精神和灵活变通能力。
【问题解决3】课本p62第8题的习题，对照实验室提取碘与工业流程提取碘有哪些差异？为什么？
【学生讨论并回答】8.某化学课外活动小组以海带为原料获得少量碘水, 并以CCl4为溶剂将碘从碘水中提取出来, 具体过程：

请回答下列问题：
（1）操作①的名称是_________，在操作过程中使用到的玻璃仪器有__________________________________________________________。
（2）操作②中发生的反应__________________________________________。
【教师点评】同学们找到了试剂不同、操作方法不同，为什么呢？科学研究：量少、不计成本、重方法；工业生产：量大、成本低、环保等，要综合各要素全面考虑。例如工业生产为什么不用四氯化碳萃取分液呢?同学们要从工业设计中能耗要低、步骤操作简单、环保等角度相互比较。
【问题解决4】课本资料卡有溴碘离子的检验，对照实验室提取碘与工业流程提取碘有哪些差异？为什么？
【问题解决5】溴碘离子如何鉴别？
【教师演示实验】往氯溴碘离子的溶液的试管中分别滴加硝酸银溶液和稀硝酸，振荡。
【学生讨论并回答】
教学特色:①问题解决1从经济效益和充分利用海洋化学资源角度考虑问题：:选用海水晒盐得到的母液最合适——价廉、易得；从产业链角度考虑设计工厂厂址，培养学生综合考虑问题的化学学科素养。学生学会自我反思学会是一种学习能力，经常思考我有什么疑问是养成一种良好学习习惯，从产业链角度考虑设计工厂厂址，培养学生综合考虑问题的化学学科素养。
②问题解决2和3是让学生反思课本碘流程与课堂介绍的店流程的不同；反思课本习题介绍的实验室提取碘流程与工业生产的不同，激发学生根据信息提出合理的、可供选择的方案思维，为学生更深层次的学习和思维留下一定的空间，也是要让学生最终知道要设计工业流程中要掌握的基本思想：物质的转化观，原料的去杂浓缩和富集，物质的分离提纯，环保问题，经济效益最大化等。
③通过3个问题解决，通过提取过程中海水的富集、试剂的选择、生产中安全风险等培养学生的“绿色化学观”“化学价值观”“STS”等学科观念，实现了对学科观念的建构。通过对习近平毕业于清华大学有机合成专业、江苏省教育厅沈键毕业于南京大学有高分子专业的介绍，让学生感知到化学学习使人灵活变通、勇于质疑大胆实践能让人能力提升，学好化学能更好地为人类生活服务，让学生深受鼓舞，激发对学习化学的热情。
【作业布置】
同学们完成学案作业。另外在传统银盐照相业有含贵金属银的废液，如果同学们有兴趣，可以到老师处或者网络上查询提取工艺的流程，化学能够变废为宝、节能减排，造福人类。谢谢各位专家指导，也谢谢同学们的帮助配合。

5 教学反思
本节课的整体构思是让学生“用实验探究化学，让化学走向工厂、社会、生活、自己人生发展”。旨在体现新课程的新理念，促进“以知识传递为主”向“以学生认知发展为主”的转变，鼓励学生在科学探究中提高能力，形成相应的学科观念，保证可持续发展。例如溴碘离子转化为单质是氧化还原反应理论的一个典型实例，结合实验介绍溴碘单质的性质和离子检验，工业提取溴碘的框图式流程图，落实了元素分类和变化的观念，特别是“模仿工业提取碘的流程图，设计海水提取溴的流程图”、“溴碘性质有差异性，思考在设计思路上的差异有哪里”、 “从资源综合利用、形成产业链角度出发，你会把生产溴单质的工厂的厂址选择在哪些工厂的附近”、“课本碘工业流程与课堂介绍的碘工业流程的差异在哪里”、“课本习题介绍的实验室提取碘流程与工业生产差异在哪里”等等，学生的参与程度非常热烈，培养学生学会“像企业家、科学家一样去思考”，通过高质量的问题解决使学生能力的提升，学生学到的不仅是科学知识，更重要的是科学过程和技术思想，让学生认识到化学学科的价值，学习和研究物质的性质的目的不仅仅是为了认识真实的化学世界，更主要是为了服务社会，把人类居住的环境变得更和谐美好，人类的生活质量得到提高。通过海洋的现状介绍激发学生爱国热情和从事海洋事业的志向，通过对名人介绍也培养了学生学好化学完善自我发展自我的积极人生观。我认为以上都是能够培养学生的化学学科观念的和学生整体素养。

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