新人教版化學(xué)選修2高中《海水的綜合利用》教案一

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1、 2019 最新新人教版化學(xué)選修 2 高中《海水的綜合利用》教案 一 課題二 海水的綜合利用 第 1 課時 教學(xué)目標(biāo) 1．了解氯堿工業(yè)反應(yīng)原理；正確書寫電極反應(yīng)方程式和電解的總化學(xué)方程式。 2．初步了解電解槽的簡單結(jié)構(gòu)及食鹽水的精制。 3．常識性介紹以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)。 4．通過電解食鹽水的實(shí)驗 ,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析歸納能力和利用化學(xué)原理解決實(shí)際問題的能力。 5．通過閱讀材料 ,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。 6．通過對實(shí)驗現(xiàn)象的觀察 ,掌握觀察實(shí)驗的方法和步驟 ,準(zhǔn)確記錄實(shí)驗現(xiàn)象 ,正確

2、分析實(shí)驗現(xiàn)象 ,探究實(shí)驗規(guī)律的方法。通過討論 ,激發(fā)學(xué)生的求知欲 ,閃現(xiàn)智慧火花 ,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。 教學(xué)重點(diǎn) 氯堿工業(yè)反應(yīng)原理。 教學(xué)難點(diǎn) 氯堿工業(yè)反應(yīng)原理。 教學(xué)方法 演示實(shí)驗法 教學(xué)用具 1．實(shí)驗儀器：鐵架臺、 U型管、石墨電極、導(dǎo)線、電流表、直流電源。 2．實(shí)驗藥品：飽和氯化鈉溶液。 3．幻燈片若干張。 課時安排 2 課時 引入新課： 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)電解飽和食鹽水制燒堿 —— 又稱氯堿工業(yè)。我們學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)是掌握工業(yè)上制取氯氣和燒堿的反應(yīng)原理 ,初步了解化工生產(chǎn)設(shè)備、原料及其精制、生產(chǎn)流程。 【板

3、書】第二節(jié) 氯堿工業(yè) 一、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理 【演示】實(shí)驗裝置如右圖： 【投影】實(shí)驗步驟： 1．按裝置圖安裝好儀器。 2．向 U型管中注人飽和食鹽水 ,接通電源。 3．向陰陽兩極滴加幾滴酚酞溶液 ,把濕潤的淀粉碘化鉀試紙分別放在陰陽兩極試管口上方。 【設(shè)疑】電解池兩極上各有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？ 【提問】請描述實(shí)驗現(xiàn)象 ,試判斷出結(jié)論。 【學(xué)生回答】 (相互補(bǔ)充 ) 1．兩極均產(chǎn)生氣體。 2．陰極區(qū)附近溶液出現(xiàn)紅色 ,有堿生成。 3．陽極淀粉碘化鉀試紙變藍(lán) ,氣體有刺激性氣味 ,應(yīng)是 Cl 2。 1

4、/ 7 【閱讀討論】閱讀教材 ,看后相互討論 ,推選代表回答產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。 【小結(jié)并板書】師生共同總結(jié)： 在陰極：由于 2H +＋ 2e- = H 2↑,H +不斷被消耗 ,促進(jìn) H2O H +＋ OH -向右移動 ,破壞了水的 - 電離平衡 ,c(OH )相對的增大了 ,因此 ,在陰極附近形成了氫氧化鈉溶液。 【提問】寫出電解的總的化學(xué)反應(yīng)方程式。 【板演】 2NaCl ＋2H 2O = H 2↑＋ Cl 2↑＋ 2NaOH 【追問】這樣寫是否正確？ 【回答】不正確 ,反應(yīng)條件應(yīng)寫通電或

5、電解。 【過渡】工業(yè)上就是應(yīng)用電解食鹽水溶液的方法制取燒堿和氯氣的 ,下面我們研究工業(yè)制堿方法。 【板書】二、離子交換膜法制燒堿 【講述】目前世界上比較先進(jìn)的電解制堿技術(shù)是離子交換膜法。請同學(xué)們結(jié)合幻燈片上的自學(xué)提綱 ,閱讀教材。 【投影】 1．離子交換膜電解槽的簡單構(gòu)造如何？ 2．離子交換膜的作用是什么？ 3．工業(yè)制堿的簡單生產(chǎn)流程怎樣？ 【自學(xué)討論】學(xué)生閱讀 ,同學(xué)之間可以相互討論 ,教師解疑。 【小結(jié)】師生共同活動： 【板書】 1,生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽 陽極：金屬鈦網(wǎng) (涂鈦釕氧化物 ) 陰極：碳鋼網(wǎng) (有鎳

6、涂層 ) 陽離子交換膜：只允許陽離子通過 ,把電解槽隔成陰極室和陽極室。 2．離子交換膜的作用： (1) 防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸 (2) 避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量3．生產(chǎn)流程 (詳見教材內(nèi)容 )。 【投影】 【設(shè)疑】氯堿工業(yè)的原料是飽和食鹽水 ,由于粗鹽中含有泥沙、 Ca2+ 、Mg 2+、 Fe3+、 SO4 2-雜質(zhì) , 會在堿性溶液中形成沉淀 ,損壞離子交換膜 ,所以必須要對粗鹽水進(jìn)行凈化。那么 ,如何凈化鹽水 呢？ 實(shí)際上這是一

7、個物質(zhì)分離和提純的問題。請同學(xué)們思考： 1．用什么方法除去泥沙？ 2．用什么試劑除去 Ca2+、 Mg 2+、 Fe3+、 SO42-？ 3．所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì) ,你能設(shè)計一個合理的順序逐一除雜嗎？ 【討論】同學(xué)之間相互討論探討。 2 / 7 【歸納總結(jié)】師生共同活動。 【板書】 4．精制食鹽水 步驟及原理如下： (所加試劑必須過量 ,過量試劑必須除去

8、 ,步驟必須最簡單 ) ①過濾以除去泥沙。 2-： SO42- + Ba 2+ = BaSO 4↓。 ②加入稍過量的 BaCl2溶液以除去 SO4 2 3溶液以除去 Ca2+和 Ba2+： CO32- 2+ = CaCO 3 ↓； CO32- + Ba 2+ = ③加入稍過量的 Na CO + Ca BaCO3↓ 2+ 3+ 2+ - 3+ ＋ 3OH - ④加入稍過量的 NaOH溶液以除去

9、Mg ＝ 、Fe ： Mg ＋ 2OH ＝ Mg(OH) 2↓； Fe Fe(OH) 3↓ ⑤過濾以除去上述產(chǎn)生的沉淀。 ⑥這樣處理后的鹽水仍含有一些 Ca2+、 Mg2+ 等金屬離子 ,必須用離子交換樹脂除去。 【小結(jié)】由學(xué)生總結(jié)一下本節(jié)課所講述內(nèi)容 ,教師適時給予點(diǎn)撥 【板書設(shè)計】 一、電解飽和食鹽水反應(yīng)原理 二、離子交換膜法制燒堿 1．生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽 陽極：金屬鈦網(wǎng) (涂鈦釕氧化物 ) 陰極：碳鋼網(wǎng) (有鎳涂層 )

10、 陽離子交換膜：只允許陽離子通過 ,把電解槽隔成陰極室和陽極室 2．離子交換膜的作用： (1) 防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸 (2) 避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉產(chǎn)量3．生產(chǎn)流程 4．精制食鹽水 步驟及原理如下： (所加試劑必須過量 ,過量試劑必須除去 ,步驟必須最簡單 ) ①過濾以除去泥沙 2-： SO42- + Ba 2+ = BaSO 4↓。 ②加入稍過量的 BaCl2溶液以除去 SO4 2+ 2+ 2- 2+ 2- + Ba 2+ = ③加入稍過量的

11、 Na2CO3溶液以除去 Ca 和 Ba ： CO3 + Ca = CaCO3 ↓； CO3 BaCO3↓ 2+、Fe3+： Mg 2+＋ 2OH -＝ Mg(OH) 2↓； Fe3+ ＋ 3OH- ＝ ④加入稍過量的 NaOH溶液以除去 Mg Fe(OH) 3↓ ⑤過濾以除去上述產(chǎn)生的沉淀。 ⑥這樣處理后的鹽水仍含有一些 Ca2+、 Mg2+ 等金屬離子 ,必須用離子交換樹脂除去。 3 / 7 第二單元 化學(xué)與資源開發(fā)

12、利用 課題二 海水的綜合利用 第 2 課時 教學(xué)目標(biāo) 1.海水提溴吹出法原理 ,流程 2.海水提鎂的流程 , 3.海水中提取重水的意義和方法 教學(xué)重點(diǎn) 1.海水提溴吹出法原理 ,流程 2.海水提鎂的流程 , 教學(xué)方法 展示圖片法 教學(xué)用具 海水提鎂、提溴的圖片 課時安排 2 課時 教學(xué)過程

13、 引入新課 : 浩瀚的海洋是個巨大的寶庫 , 不僅可以提供給我們豐富的食物、食鹽、也是化 工生產(chǎn)中重要的資源來源。我們已經(jīng)知道它是氯堿工業(yè)的來源 , 那么 , 還有那些行業(yè)需要從海洋 中獲得資源呢？ 新課教學(xué) : 板書：海水提溴 目前 , 從海洋種提取的溴約占世界溴產(chǎn)量的三分之一。常用的海水提溴的方法叫做吹出 法。下面我們看一下它的反應(yīng)原理 1、氧化 工業(yè)上從海水中提取溴時 , 首先通氯氣于 pH為 3.5 左右曬鹽后留下苦鹵 ( 富含 Br - 離 子) 中置換出 B

14、r 2。 Cl 2 +2Br - =Br 2+ 2Cl - 2、吹出 然后用空氣把 Br 2 吹出 , 再用 Na2C03 溶液吸收 , 即得較濃的 NaBr 和 NaBrO3 溶液： 3CO32- + 3Br 2 = 5Br - + BrO 33- + 3CO 2↑ 最后 , 用硫酸將溶液酸化 ,Br2 即從溶液中游離出來： 5Br - + BrO 3 3- + 6H + = 3Br 2 + 3H 2O 3、吸收 用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)?HBr, 再用氯氣將其氧化成

15、溴產(chǎn)品。 4 / 7 Br 2 + SO 2 +2H O =2HBr+HSO 2 4 Cl 2 +2Br - =Br 2+ 2Cl - 工業(yè)生產(chǎn)種它的工藝流程有時怎樣的呢？ 展示圖片 不僅可以從海水中提取到溴 , 還有很多材料 , 比如說鎂 其 反應(yīng)原理及反應(yīng)式如下

16、 5 / 7 過濾，加鹽酸 海水 母液 Mg(OH) 2 b MgCl 2 煅燒 a 溶液 CaO 貝殼 石灰乳 a Ｍ gCl 2 +Ca(OH) 2 =Mg(OH) 2 +CaCl b Mg(OH) 2

17、 +2HCl=MgCl2 +2H 2 O 通電 Mg+Cl c MgCl 2 ( 熔融 ) = 2 工業(yè)生產(chǎn)流程  加熱 電解 MgCl 2 ?6H 2 O MgCl 2 c Mg 濃縮 2 ； ； 。

18、 除此之外 , 還可以從海水中提取重水。 6 / 7 氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質(zhì)子外 , 比氫多了一個中子。氘的化 學(xué)性質(zhì)與氫一樣 , 但是一個氘原子比一個氫原子重一倍 , 所以叫做“重氫”。氫二氧一化合成水 , 重氫和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要賦存于海水中 , 總量可達(dá) 250 億噸。重水現(xiàn)在已 是核反應(yīng)堆運(yùn)行不可缺少的輔助材料 , 也是制取氘的原料 它的制備方法有 蒸餾法：這種方法只能得到純度為 92%的重水； 電解法：可得 99.7%的重水 , 但消耗電能特別大。 7 / 7