7.4跨學科實踐活動:海洋資源的綜合利用與制鹽課標分析內容要求1.了解海洋中的資源。2.知道海水曬鹽的基本原理。3.能舉例說明結晶現象。4.依據探究目標設計并實施實驗方案、通過觀察和實驗等方法獲取證據,體會合作和交流在科學探究中的重要作用。學業要求1.通過粗鹽中難溶性雜質的去除,掌握稱量、溶解、過濾、蒸發等實驗操作技能。2.根據物質的溶解性不同能設計出簡單的物質分離或去雜質的方案。3.通過小組的實驗探究,培養學生的合作能力和實驗操作能力。4.對海洋資源等社會性科學議題展開討論,積極參與相關的綜合實踐活動。5.能利用物質的溶解性,設計粗鹽提純的方案。教材分析本節課利用海水制鹽來認識晶體及其形成過程,初步學習分離混合物的方法。學生在學習了飽和溶液及溶解度的知識后,已經知道在一定溫度下和一定量溶劑中,物質的溶解度是有一定限度的。如果條件發生改變,溶液中的溶質超過了溶解限度,就會變成固體析出,這就是結晶現象。在教學中通過情境設疑,讓學生猜想,再觀察實驗,發生概念。通過學生實驗活動,粗鹽提純,掌握過濾操作。課后學生實驗制作晶體,加深對晶體的認識,提高動手實驗能力。學情分析學生已經知道了冷卻熱飽和溶液會析出晶體,具備一定分析、實驗操作能力,但對晶體和結晶概念容易混淆,應啟發學生通過對比加以區別,使學生明確晶體是有一定規則形狀的固體,而結晶是一個過程。對物質的結晶,應與物質的溶解過程聯系起來加以比較,結合固體物質的溶解、溶解度及溶解度曲線的知識。素養目標1.能根據實驗步驟正確選擇實驗儀器,并能進行正確的實驗操作。2.掌握溶解、過濾、蒸發等基本實驗操作技能,培養科學素養,提高實踐能力。3.通過粗鹽難溶性雜質的去除實驗過程中小組同學之間的合作、交流,培養學生的合作精神。4.通過粗鹽難溶性雜質的去除的實驗過程,讓學生體驗實驗過程中嚴格的次序性以及實驗過程中注意事項的重要性。教學重點1.溶解、過濾、蒸發、結晶操作。2.蒸餾法淡化海水的原理及實驗探究。3.混合物分離的一般思路和方法。教學難點混合物分離的一般思路和方法續表教學過程教師活動學生活動設計意圖[創設情境導入新課]【教師活動】【問題導入】如何用簡單的實驗方法來區分蒸餾水和食鹽水?最簡單的方法就是用玻璃棒蘸取少量的兩種液體分別放在酒精燈火焰上觀察是否有白色固體出現,有白色固體出現的就是食鹽水。這樣的原理也比較適合我們所吃食鹽的制作原理。也就是我們本節將要學習的海水“曬鹽”。曬鹽過程中的原理你理解嗎?什么樣的自然環境有利于食鹽的析出呢?本節我們就一塊來探究一下。[新知探究]一、認識海洋資源【教師活動】為什么說海洋是巨大的資源寶庫?海洋中含有以魚蝦為主的生物資源;海水中含有氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、溴化鈉、溴化鎂等化學資源;海底蘊藏豐富的石油和天然氣資源,沿海的礦砂沉積物中還含有石英砂、金、鉑、金剛石、鐵砂、錫砂、稀有元素礦砂等礦產資源;海洋還能產生潮汐能、波浪能等能源資源。【提問】為了保護海洋,我們應該采取的措施有哪些?比如建立海洋自然保護區、加強海洋環境監測、制定《中華人民共和國海洋環境保護法(2017年修正)》等。二、結晶【教師活動】提問:飽和溶液和不飽和溶液的轉化方法。講解:高溫下的飽和硝酸鉀溶液放到冷水中降溫,觀察現象。飽和硝酸鉀溶液中有晶體生成。【總結】(1)結晶:飽和溶液析出晶體的過程。(2)結晶的方法:冷卻結晶法。【過渡】是不是所有的物質都用這種方法結晶呢?【觀看視頻】潘冬子運鹽上山【教師活動】我們觀看視頻受到什么啟發?學習了什么知識?受到什么教育?【總結】結晶的方法:蒸發溶劑結晶法。【討論】(1)欲得到硝酸鉀晶體,用蒸發溶劑法是否合適?欲得到硝酸鉀晶體,用蒸發溶劑法不合適,應該用冷卻結晶法。(2)欲得到氯化鈉晶體,冷卻結晶法是否合適?欲得到氯化鈉晶體,冷卻結晶法不合適,應該用蒸發溶劑結晶法。【教師活動】如何從鹽水中獲取實驗(模擬海水曬鹽)(提示:結合教材第53~54頁內容)學生:積極思考,各抒己見,小組討論閱讀教材第51~52頁,作出回答引導學生回顧以前知識,回答結論引導分析學生討論后回答,總結結晶法分離混合物的方法利用學生已知知識,激發學生的學習欲望鍛煉學生的閱讀能力、歸納能力。提高學生從資料中獲取信息的能力復習鞏固前面知識通過分析得出結晶方法;同時進行革命傳統教育通過討論,弄懂結晶兩種方法的適用條件培養學生設計實驗的能力續表【展示】海水曬鹽基本步驟:獲得海水→濃縮海水→獲得粗鹽→收集粗鹽。三、粗鹽轉化成精鹽【教師活動】思考:如何除去粗鹽中的不溶性雜質?【實驗步驟】(一)稱量:稱量粗鹽應用托盤天平,按“左物右碼”的原則,粗鹽和砝碼下應墊質量相同的稱量紙。(二)溶解【教師活動】完成溶解操作用量筒量取10mL水,倒入燒杯中。稱取3.0g粗鹽,加入水中。用玻璃棒不斷攪拌,直至粗鹽不再溶解。稱量剩余的粗鹽,計算10mL水中溶解的粗鹽。【教師活動】溶解過程中玻璃棒的作用?攪拌,加速溶解。(三)過濾【教師活動】進行過濾(1)過濾操作注意事項?(2)過濾中玻璃棒的作用?(3)過濾后濾液仍渾濁怎么操作?【總結】(1)過濾操作要點:一貼、二低、三靠。(2)引流。(3)應再過濾一次。(四)蒸發【教師活動】完成實驗蒸發。請同學閱讀教材第56~57頁的內容,歸納出蒸發的注意點。(1)將蒸發皿放到鐵架臺的鐵圈上,把濾液倒入蒸發皿中,用酒精燈加熱。(2)并用玻璃棒不斷攪拌液體,待出現較多晶體時停止加熱。【教師活動】(1)蒸發過程中玻璃棒的作用?攪拌,防止因局部溫度過高,造成液滴飛濺。(2)蒸發過程中什么時候停止加熱?待蒸發皿中出現較多晶體時。結合問題,小組同學們設計實驗,并選擇合適的儀器完成實驗學生進行實驗,然后填寫實驗報告學生觀察、思考、回答學生進行實驗,然后填寫實驗報告學生思考、回答通過實驗更利于學生理解混合物分離的方法訓練量筒、托盤天平的使用技能。培養學生的動手能力和表達能力培養學生的實驗能力和科學探究精神以及合作交流的能力續表【教師活動】在實驗的三個步驟中都用到了玻璃棒,那么玻璃棒的作用一樣嗎?如果不一樣,分別是什么作用?【總結】在溶解、過濾、蒸發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攪拌作用,目的是加速溶解;在過濾操作中,玻璃棒起引流作用;在蒸發操作中,玻璃棒起攪拌作用,防止因局部溫度過高,造成液滴飛濺。(五)計算產率【教師活動】分析產率的計算方法,讓學生將精鹽稱量,并計算。計算產率=m精鹽m【問題】(1)產率偏低的原因①粗鹽未完全溶解;②溶解或蒸發時液滴飛濺;③蒸發時晶體飛濺。(2)產率偏高的原因①蒸發時未完全蒸干;②過濾時,濾紙破損,部分泥沙進入燒杯。【總結】實驗成功的關鍵(1)稱量時:托盤天平使用時要調平衡,讀數要準確;取試劑要規范,不撒落。(2)溶解時:攪拌要勻速,不能過快,防止有液滴濺出。(3)過濾時:要規范裝置和操作,做到“一貼、二低、三靠”。(4)蒸發時:不斷攪拌,防止因局部溫度過高,造成液滴飛濺;蒸發皿中出現較多固體時,停止加熱。(5)轉移時:要全部轉移進行準確稱量。【問題交流,鞏固知識】(1)制取粗鹽時,曬鹽和煮鹽的目的都是通過蒸發鹽溶液中的水分使之濃縮。能否采用降低溶液溫度的方法來達到同一目的?(提示:根據氯化鈉的溶解度曲線考慮)(2)本實驗中采用的方法利用了氯化鈉的哪些性質?考慮到粗鹽的來源,請判斷這樣提純得到的精鹽是否為純凈物。【解答】(1)不能,因為氯化鈉的溶解度受溫度影響變化不大。(2)溶解性和溶解度隨溫度的變化;這樣提純只能除去粗鹽中難溶性質的雜質,不能將粗鹽中的可溶性雜質去除。四、粗鹽中可溶性雜質的去除【教師活動】【問題】若粗鹽中的可溶性雜質為硫酸鎂,結合下列表格,你認為采取的除雜方法是什么?應該如何操作?某粗鹽的部分配方及70℃時氯化鈉和硫酸鎂的溶解度物質質量/g溶解度/g氯化鈉2.737.5硫酸鎂0.358.5轉移精鹽、稱量精鹽、計算產率。學生匯報計算結果思考,討論,交流,并解答老師提出的問題學生聆聽記錄筆記學生依據提出的問題和表格,分析、討論、設計、優化實驗方案,并完成實驗讓學生通過實驗練習溶解、過濾、量取等基本的實驗操作,學習蒸發操作,體驗粗鹽初步提純的樂趣培養學生獲得知識的能力和相互合作的學習能力。關注知識獲得的過程培養學生在實驗探究中發現問題、解決問題的能力,以及分析問題和歸納、總結的能力培養學生分析數據、設計實驗并實施實驗的能力,增強學生的合作意識續表【演示實驗】(1)稱量:稱量3g粗鹽,或按照表中的配方取2.7g氯化鈉和0.3g硫酸鎂配成粗鹽。(2)溶解并過濾:將粗鹽放到濾紙上,加入一定量70℃的水(不少于計算所得的最小質量),并趁熱過濾。(3)烘干:將濾紙上的精鹽轉移到蒸發皿上烘干。(4)計算產率:稱量精鹽質量,并計算產率。【小結】通過粗鹽提純過程,分析物質分離的一般思路與方法物質分離的一般思路與方法的應用從海水中獲得鹽和淡水的過程,就是物質分離的過程。其主要步驟包括:分析混合物成分、比較各成分的性質差異、明確分離方法。下圖以粗鹽提純為例,闡述物質分離的一般思路與方法的應用。分析混合物成分→比較各成分的性質差異→明確分離方法粗鹽成分:

氯化鈉、可溶性雜質、難溶性雜質→溶解性比較:

1.氯化鈉和可溶性雜質溶解度較大,難溶性雜質溶解度較小。

2.氯化鈉和可溶性雜質在相同溫度時,溶解度有差異。→分離方法:

溶解、過濾、蒸發結晶五、海水淡化【教師活動】海水資源豐富為什么還要節約用水呢?如何解決這個問題呢?【提出問題】(1)如何區分海水和淡水?(2)如何將海水轉化成淡水?紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。讓我動起手來操作一下。投影:實驗操作步驟、注意事項及簡易裝置圖。【溫馨提示】(1)先預熱,再集中加熱。(2)實驗過程中不要用手直接接觸熱的導氣管。(3)當收集到少量冷凝水時,就停止蒸餾。檢驗淡水。(4)酒精燈要用燈帽蓋滅。投影:為使水蒸氣的冷凝效果更好,你認為對實驗裝置可以做哪些改進?投影改進后的裝置,這個方法有兩個不足:一是耗能大,二是易成水垢,目前世界上普遍使用的是“多級閃急蒸餾法”。【提問】海水淡化的方法還有哪些?反滲透法(膜法)、低溫多效蒸餾法(熱法)。學生:蒸餾法學生討論、制定方案、交流方案學生回答:檢驗淡水的化學方法學生動手實驗觀看動畫理解多級閃急蒸餾法的簡單原理閱讀教材第58~60頁內容,了解海水淡化的方法通過探究淡水的檢驗,學會用不同的方法對物質進行鑒別通過實驗探究使學生學會用蒸餾法提純物質給學生動手操作的機會,體會學習化學和解決實際問題的關系通過對實驗裝置的改進,幫助學生更好地理解蒸餾的原理續表課堂小結本節課學習了海水資源、海水曬鹽、粗鹽中難溶性及可溶性雜質的去除、海水淡化,同學們學會了提純的各步操作及操作順序:1.溶解2.過濾3.蒸發,以及混合物分離的一般思路和方法,懂得了在操作過程中的注意事項,如每步操作中都要使用玻璃棒,過濾操作要注意一貼、二低、三靠等,并應用質量分數的公式計算產率。精鹽產率=m精鹽m粗鹽×100%。化學教學實驗,多數是化學變化的實驗,而粗鹽的提純是物理過程的實驗,板書設計7.4跨學科實踐活動:海洋