《海水中的化学》PPT课件.ppt
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1、,海水中的化学 知识点探究,龙口五中 王桂钧,主要知识点第一节 海洋化学资源,1、海洋中的资源 2、保护海洋环境3、利用海洋资源 4、海水的淡化,探究活动1、认识海水中的化学物质和海底矿物2、海水的淡化3、开发利用海底矿物,对知识点的认识,1、海洋中的化学资源:按照资源的属性,分为生物、矿产、化学、动力资源 这些资源在教学中学生对各种资源有着粗浅的认识,通过教材阅读和教师讲解,来认识是很容易的事。这个知识点容易掌握。同时授课时可以利用多媒体的手段辅助教学。其中教材中的图片直观、形象。其中蕴含着丰富的内容,授课时借助图片,指导学生进行分析、概括、归纳、总结,既获得了相应的知识,又锻炼和培养了学生
2、的分析图表的能力。所以在课堂上不仅仅是让学生自学,传统 的做法就是 建议提前设置问题,让学生带着问题自学,还可以进行讨论。,海水中含量最多的物质是:H2O,含量前两位的金属元素为:Na、Mg 金属离子为:Na+、Mg 2+含量最多的非金属离子为Cl 海水主要含有的盐:NaCl、MgCl2,对知识点的认识,对于金属镁的问题1、了解海水中“镁元素”含量2、了解镁元素的重要用途3、设置问题来研究“如何从海水中提取金属镁”。环环相扣。并且引导学生分析从海水中提取金属镁的几个化学反应的特点,并思考“海水中本来就有氯化镁,为什么还要讲过这些反应提取呢”下面就通过师生共同分析,使学生认识到:海水中的镁的含量
3、很低,要想得到它,就要设法使之富集。那就可以和学生探讨一下富集的方法:(1)直接用海水为原料氯化镁转化为 沉淀的过程就是富集镁元素(2)以卤水为原料(即为下节课要学习到的海水晒盐阶段就经过了第一次富集)同时让学生还要知道,转化为沉淀的目的不仅仅是为了进一步富集,还有一个目的就是除去其中的氯化钠等杂质。补充知识点:富集的方法在化学常用,如蒸发浓缩溶液、萃取、工业上的选矿等,其中,重要的问题还有就是关于生产流程,让学生了解和初步形成化学工业的生产程序,对于学生从另一个角度掌握知识的系统非常有帮助。(在第二节海水“晒盐”的工业流程,第三节海水“制碱”的生产流程类同,后面就不赘述。)补充知识点:1、从
4、海水中提取重水、碘、溴等。可以用多媒体手段进行扩充2、国防元素镁,重要用途。工业生产实景。3、引导学生设计实验,如何制取富集氯化镁所需要的石灰乳(在第一章常见的“碱”知识上),利用贝壳等,这样可以把生产流程再进一步丰富,既开阔了眼界,有充分运用了所学的酸、碱知识。4、从海水中提取金属镁,涉及到的化学反应,应该是利用了酸碱盐的知识。有的是已经学过,如:将海水或卤水中氯化镁转化成氢氧化镁、氢氧化镁到氯化镁的转化,而及将氯化镁转化成金属镁的反应,则是利用了盐的性质(或氯化物),这对开阔学生的知识视野有着很好的帮助。借机可以补充用氯化钠制取金属钠等,对知识点的认识,广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金
5、属镁 就是从海水中提取镁盐(MgCl2)制取的海水蒸发,粗盐,母液(卤水)(含有NaCl MgCl2等),MgCl2,Mg(OH)2,Mg,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,“可燃冰”的教学处理:在学生自学的前提下,借助视频,更多的让学生感受到这种清洁能源的存在、开发和利用的价值,甚至是危害。补充的知识点:可燃冰的结构笼型水合物(简单说,就是水分子间以氢键相互吸引构成笼子,作为主体,甲烷作为客体居于笼中,并和水分子之间有作用力,且笼子的空间和气体分子的大小必须匹配,才能形成稳定的笼型水合物。运用图片或视频手段),对知识点的认
6、识,海底矿物的种类:(1)“可燃冰”(CH4 n H2O)“未来能源”、“21世纪能源”纯净物 在_下形成的一种固体可燃物。天然气水合物混合物(2)“锰结核”是一种多金属结核,含有铜铁金铬等许多金属(3)化石燃料_,高压和低温条件,煤、石油、天然气,“海水淡化”的处理:从水危机入手,让学生深刻认识到淡水资源的匮乏,引导学生理解向海洋要淡水的重要性和可行性。(此处可以用图片或视频解决之)实验探究海水淡化(蒸馏法淡化海水)目的是让学生学会蒸馏法分离物质,掌握氯离子的检验方法。同时这又是一个不复杂的探究实验,因此一定要在课堂上完成。为了达到教学目的,引导学生分析实验中的“导管为什么比较长”在初三的基
7、础上连接、组装仪器的基本要求可以边讲边做(或让学生讲,学生做或教师做,同时予以纠正。)(为了进一步让学生体验蒸馏法分离物质的过程,建议布置一个家庭小实验从盐水中制淡水。通过“尝”等来验证蒸馏法的实际作用。),对知识点的认识,海水淡化就是除去咸水中的盐,或将淡水透析出来。大致有3类办法:(1)蒸馏:让盐分留下,水蒸气凝结成水;(常用_)(2)结晶法:让咸水结冰,盐和冰分离开来;(3)膜法:让咸水的水在巨大的压力下通过特殊的膜,留下盐;以上三种方法都是_变化。,海水的淡化:,物理,多级闪极蒸馏法,蒸馏法所用的装置及原理,原理:加热到水的沸点,使水汽化变成水蒸气,再冷凝得淡水。海水蒸馏原理模拟实验,
8、NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3,问题:如何证明得到的冷凝水已被淡化?,取样,滴入AgNO3溶液和稀硝酸,若没有产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,则海水已淡化。,为了使水蒸气迅速冷凝,可将导管中出来的水蒸气通人试管中,然后在烧杯中放人冷水,将试管放入烧杯的冷水中冷凝。,对知识点的认识,补充知识点 氯离子的检验是酸碱盐知识中的重要部分。实验探究中涉及到了。建议先通过实验,介绍氯离子的检验方法,再在实验操作中进一步应用。通过多媒体,利用视频向学生介绍“多级闪急蒸馏法”。海水淡化的其他方法,既可以利用教材中的图片,也可用 多媒体视频等手段进行教学。补充资料:介绍我国在海水淡化方面的发展成就(图片
9、资料、视频等)通过海水淡化技术可以 为我们提供淡水,但是目前成本还是相当高的,所以无论何时何地,“节约用水”是我们首先要遵守的原则。对学生进行情感教育。,蒸馏是通过()而将()从()中提取出来的一种方法。是分离()体混合物的一种方法,目前,最普遍采用的是蒸馏法中的()。,加热蒸发,液体,溶液,液,多级闪急蒸馏法,多级闪急蒸馏法就是:设计了一套()一个比一个()的蒸发室,将它们连通在一起。当()海水从压强较()的蒸发室,流入压强较()的蒸发室后就会发生()变为水蒸气,水蒸气经过()成为淡水。,压强,低,高温,高,低,瞬间蒸发,冷凝,海洋化学资源,二.海洋矿物资源,三.海洋生物资源,四.海洋动力资
10、源,一.海水中的物质,海水制镁,海水淡化,海水或卤水中的MgCl2,Mg(OH)2,MgCl2,Mg,Ca(OH)2,HCl,通电,原因,方法,蒸馏法,结晶法,膜法,常规化石燃料:,煤.石油.天然气,新型矿产资源:,可燃冰,形成条件:,成分:,优点:,锰结核(锰团矿),低温高压,天然气水合物,1.燃烧放热多2.燃烧后几乎不留下任何残渣和废弃物,五.保护人类的母亲,1.海洋污染,陆源污染,海上污染,工业,生活,船舶,2.防止污染的措施:,海洋环境立法,建立海洋自然保护区,加强海洋环境监测,提高消除污染的技术水平,(2012烟台)烟台市座美丽的海滨城市。下列对海洋化学资源利用的有关叙述错误的是()
11、A 利用多级闪急蒸馏法淡化海水B 利用蒸发结晶的方法从海水中提取食品C 利用向海水或卤水中爱如石灰乳的方法将海水中的Mg2+富集沉淀出来D 利用海底蕴藏的大量“可燃冰”作燃料,以它为燃料不会加剧温室效应。,连线中考,D,本题的四个选项主要考查了第一节的基本知识,体现出现代社会可持续发展的重要方面,向海洋进军,向海洋要资源的趋势。,主要知识点第二节 海水“晒盐”,1、海水“晒盐”的过程 2、饱和溶液3、结晶(蒸发结晶与降温结晶)4、溶解度 5、溶解度曲线6、粗盐的提纯,探究活动1、饱和溶液的配制与蒸发结晶2、固体物质在水中溶解限量的影响因素3、认识溶解度 4、绘制溶解度曲线5、粗盐的提纯,关于“
12、海水晒盐”的过程采取学生自学的方式,配合图片及视频资料,对晒盐的过程予以展示。并让学生在脱离课本的前提下,在上一节“从海水中提取金属镁”的基础上,把海水晒盐的流程画下来。并把每个池的作用予以简要的描述。从而为接下来的“饱和溶液”、“不饱和溶液”及“结晶”概念的学习打下基础。让学生了解得到的粗盐的成分及母液(俗称苦卤)的主要成分和应用价值。,对知识点的认识,一、海水“晒盐”的过程,海水,蒸发池,结晶池,粗盐,母液(苦卤),许多化工原料,再蒸发,1、“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”),饱和溶液不饱和溶液结晶 在实验探究的基础上,让学生很容易给出前两个概念,但是往往容易出现条件控制上的疏漏,所以老师
13、应及时点拨和矫正。同时前两个概念的涉及到的实际溶液之间的转换条件也很容易从实验中得出。所以这个知识点的探究实验一定要圆满完成才是。为此,课后完全可以布置学生进行家庭小实验,先自制适量食盐或食糖的饱和溶液,再转化成不饱和溶液,再进行蒸发结晶的实验(放置在阳台上,自然蒸发)。通过两个内容的小实验,完全可以加深学生对饱和溶液与不饱和溶液转化条件的印象和理解。,1、你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”?,2、下列关于海水晒盐原理的分析,你认为正确的是()A、利用阳光照射使海水升温得到食盐 B、利用海风降温析出食盐 C、利用阳光和风力使水分蒸发得到食盐 D、利用阳光分解海水得到食盐,C,巩固练习,、常温
14、,向一未知质量分数的硝酸钾溶液中加入少量硝酸钾晶体,充分搅拌后,发现加入的硝酸钾晶体减少,则原溶液是()、饱和溶液 B、不饱和溶液、各部分性质不相同的液体、无法确定,B,4.下列关于饱和溶液与不饱和溶液的叙述正确的是()A浓溶液一定是饱和溶液 B浓溶液可能是饱和溶液C稀溶液一定是不饱和溶液 D饱和溶液一定是浓溶液,5、关于海水“晒盐”的叙述正确的是()A.利用海水降温析出晶体B.海水晒盐后的母液因食盐减少而变成不饱和溶液C.利用阳光和风力使水分蒸发得到食盐D.利用海水在阳光下分解得到食盐晶体,C,B,6怎样判断某一溶液是否是饱和溶液()A保持溶剂的质量不变,降低温度看是否有溶质析出B保持溶液的
15、温度不变,蒸发水分看是否有溶质析出C保持溶液的温度不变,继续加同种溶质,看能否继续溶解D保持溶液的温度不变,继续加不同种溶质,看能否继续溶解,C,(一)、饱和溶液、不饱和溶液,1.定义:一定温度下,一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液;,一、海水“晒盐”的过程,一定温度下,一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。,对知识点的认识,借助教材上的、加上教师再选择图片,结合生活中的食盐、蔗糖等,了解晶体的概念。而对探究实验的研究远不是教材上的三个小问题,还要引导学生认识到:海水晒盐是利用蒸发水分的方法获得食盐饱和溶液,本实验是用增加食盐溶质的方
16、法获得食盐饱和溶液的。不论用什么方法得到的“饱和溶液”,如果条件不变,都不能继续溶解食盐了,并且改变其中的溶剂量或改变温度,都会导致“晶体析出”或“溶液不饱和”。通过增加“给固液共存的硝酸钾溶液升温和加水”的实验,能让学生更好地感受饱和溶液和不饱和溶液的转化,可以顺利地总结转化的方法。同时也让学生加深了对饱和溶液概念中“在一定温度下,在一定量的溶剂中”的理解;也为继续探究“影响固体物质在水中的溶解限量的因素”奠定了基础。,(二)、海水晒盐,粗盐,母液,结晶:一定条件下,固体物质从它的饱和溶液中以 晶体的形式析出的过程叫结晶,蒸发溶剂结晶法,结晶的方法蒸发结晶、降温结晶(冷却热饱和溶液),晶体:
17、通常指天然形成的具有规则几何外形的固体晶体。,食盐,硝酸钾,明矾,用滴管取一滴管烧杯中的上述清夜,滴在洁净的玻璃上。用电热吹风机向玻璃片上的溶液吹风,观察现象。,玻璃片上有白色固体析出,该白色固体为食盐晶体,实验探究二,蒸发结晶,溶液的稀浓与饱和的关系,溶液的稀浓,是指一定量的溶剂中溶质的相对含量。用于粗略的表示溶液中溶质的多少。与温度无关。,饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;在同一温度下,对溶质、溶剂一定的溶液来说,饱和溶液比不饱和溶液浓一些。,饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;在同一温度下,对溶质、溶剂一定的溶液来说,饱和溶液比不饱和溶液浓一些。,3.饱和溶
18、液与不饱和溶液的相互转化,饱和溶液,不饱和溶液,加溶剂,改变温度,蒸发溶剂,改变温度,2.判断溶液是否饱和,增加溶质,在温度不变时,往溶液中加入同种溶质,看是否继续溶解。是最可靠的方法。,对于“结晶和溶解的过程”,可参考伴你学上的内容,让学生做一个初步的了解。,对知识点的认识,关于“固体物质在水中的溶解度”在学生已有生活经验(糖、食盐等物质不能无限制地溶解在水里,糖在热水中比冷水中更易溶解)的基础上,教师可以把上述学生的生活经验与固体的溶解限量、溶解度联系起来,让学生思考这些事实是否说明物质在水中的溶解是否有限量的?猜想物质的溶解还会受那些因素的影响?如何通过 实验来验证自己的猜想?这样做的目
19、的,就是能使“溶解度”的概念变得更贴近学生的日常生活,学生学习起来也就不那么抽象了。,对知识点的认识,实验探究 哪些因素影响固体物质在水中的溶解限量 可以设计成学生实验,在课堂上教师讲授时,让学生参照教材内容的设置,分组进行实验。通过实验学生能体会到实验条件的控制在探究实验中的重要作用,并逐渐学会用控制实验条件的方法进行简单的实验探究。这是一个并不复杂的学生实验,本堂课完全可以在实验室进行。,实验探究,提出问题:你能否配制室温下的一定量的食盐 的饱和溶液?,建立假设:,能,实验用品:托盘天平、量筒、小烧杯、药匙、胶头滴管、玻璃棒、玻璃片、吹风 机(或酒精灯)、食盐、水。,实验设计:,量取20m
20、l蒸馏水,倒入小烧杯中。称取10g食盐晶体,先取一半加入烧杯中,充分搅拌,观察食盐是否全部溶解。再将剩余的食盐晶体加入烧杯中,充分搅拌,观察食盐是否全部溶解。,第一次食盐固体全部溶解,第二次食盐固体有剩余,在此条件下、第一次得到的食盐溶液是不饱和的、第二次得到的食盐溶液是饱和的,实验探究一,饱和溶液的配制,关于固体“溶解度”这本是一个抽象难懂的概念,在实际教学中,可以从“饱和”“溶解限量”“影响因素”几个点切入,来引导学生:既然溶解度表示物质在某种溶剂中的溶解限量,就必须对影响这一限量的各个要素(如溶质的种类、温度、溶剂的质量等)做出限定。比较容易引出溶解度的概念。,对知识点的认识,结合“活动
21、天地认识溶解度”,先让学生认识到图中的每一个点就表示某一温度下硝酸钾在100g水中的溶解限量,这一溶解限量就是该温度下硝酸钾在水中的溶解度,再尝试引导学生总结溶解度的概念。这样,先通过探究实验学生体会到温度对溶解限量的影响,再通过查溶解度曲线,直接感知物质的溶解度,在此过程中领会溶解度的涵义,最后由学生讨论、总结得出概念的定义。如此设计,从感性到理性,符合认知规律,有利于突破教学难点。突出强调“四要素温度、100g溶剂、饱和状态、溶质的质量”,对知识点的认识,(二)固体溶解度,在一定温度下,某固体物质(即溶质)在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质的在这种溶剂里的溶解度。,四
22、要素,影响固体溶解度因素:,内因:溶质溶质的性质或种类外因:温度,20时,100g水中最多溶解31.6g硝酸钾,20时硝酸钾的溶解度为31.6g,20时,100g水中溶解硝酸钾达到饱和状态时,质量为31.6g.,Do you know,练习,判断下列说法中正确的是(),A、20时,100g水里最多能溶解36g氯化钠,所以20时氯化钠的溶解度为36g。B、20时,硝酸钾的溶解度为31.6。,C、20时,在100g水中加入35g氯化钠完全溶解,则20时,氯化钠的溶解度为35g。,D、20时,100g氯化钠的饱和溶液中有27g氯化钠,则20时,氯化钠的溶解度为27g。,A,E、硝酸钾的溶解度为31.
23、6g。,1、20时,10g食盐可以溶解在100g水里,所以 20时,食盐的溶解度是10g。2、20时,10g食盐溶解在水里制成了饱和溶液,所以20时,食盐的溶解度是10g。3、20时,20g某物质全部溶解在100g水中,溶液恰好达到饱和,这种物质的溶解度就是20g。4、20时,碳酸钙在100g水里,达到饱和时能溶解0.0013g。所以,20时碳酸钙的溶解度是0.0013g。,判断下列说法中是否正确,关于“溶解度曲线”研究物质的溶解度,方法很多。教材介绍了表格法和曲线法。在“活动天地”中,依托表格,学生绘制了溶解度曲线后,引导学生比较两种方法,显然曲线更直观。(让学生认识到,数形结合的方法,能更
24、好地体现事物变化的规律)在参考教材中的“几种物质溶解度曲线”,引导学生分析溶解度曲线的定义、曲线、点、区域等的涵义。,对知识点的认识,氯化铵溶解度的表格,要求;1、利用表格查找不同温度下氯化铵的溶解度。表格能确定每一个温度下的溶解度吗?2、要求以温度为横坐标、溶解度为纵坐标绘制曲线见课本。,(三)溶解度曲线:,表示物质溶解度随温度变化的曲线叫溶解度曲线,定义:,Ca(OH)2,物质的溶解性:在室温(20)时,溶解度10g,易溶;1g溶解度10g,可溶;0.01g溶解度 1g,微溶溶解度0.01g,难溶(又叫不溶),易溶,可溶,微溶,难(不)溶,10g,110g,0.01-1g,0.01g,易溶
25、,可溶,微溶,难(不)溶,记忆方法,室温(20)时(用S表示物质的溶解度),S 0.01g,易溶物,可溶物,微溶物,难溶物(不溶物),S10g,1gS10g,0.01g S 1g,判断:,固体(三种典型物质)的溶解度与温度的关系是怎样的?,1、大多数物质的溶解度随温度的升高而增大如:KNO32少数物质的溶解度受温度的影响不大,如:NaCl3极少数物质的溶解度随温度的升高而减小 如:Ca(OH)2,陡升型,缓升型,下降型,溶解度(克),温度(t),160,150,140,130,120,110,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,200,190,180,170,10,1
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