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1、
2019 最新新人教版化學選修 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
教學目標
1．了解氯堿工業(yè)反應原理；正確書寫電極反應方程式和電解的總化學方程式。
2．初步了解電解槽的簡單結構及食鹽水的精制。
3．常識性介紹以氯堿工業(yè)為基礎的化工生產。
4．通過電解食鹽水的實驗 ,培養(yǎng)學生的觀察能力、分析歸納能力和利用化學原理解決實際問題的能力。
5．通過閱讀材料 ,培養(yǎng)學生的自學能力。
6．通過對實驗現象的觀察 ,掌握觀察實驗的方法和步驟 ,準確記錄實驗現象 ,正確
2、分析實驗現象 ,探究實驗規(guī)律的方法。通過討論 ,激發(fā)學生的求知欲 ,閃現智慧火花 ,培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
教學重點
氯堿工業(yè)反應原理。
教學難點
氯堿工業(yè)反應原理。
教學方法
演示實驗法
教學用具
1．實驗儀器：鐵架臺、 U型管、石墨電極、導線、電流表、直流電源。
2．實驗藥品：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)課我們學習電解飽和食鹽水制燒堿 —— 又稱氯堿工業(yè)。我們學習的主要目標是掌握工業(yè)上制取氯氣和燒堿的反應原理 ,初步了解化工生產設備、原料及其精制、生產流程。
【板
3、書】第二節(jié) 氯堿工業(yè)
一、電解飽和食鹽水反應原理
【演示】實驗裝置如右圖：
【投影】實驗步驟：
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。
【設疑】電解池兩極上各有什么現象產生？
【提問】請描述實驗現象 ,試判斷出結論。
【學生回答】 (相互補充 )
1．兩極均產生氣體。
2．陰極區(qū)附近溶液出現紅色 ,有堿生成。
3．陽極淀粉碘化鉀試紙變藍 ,氣體有刺激性氣味 ,應是 Cl 2。
1
4、/ 7
【閱讀討論】閱讀教材 ,看后相互討論 ,推選代表回答產生這種現象的原因。
【小結并板書】師生共同總結：
在陰極：由于 2H +＋ 2e- = H 2↑,H +不斷被消耗 ,促進 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反應方程式。
【板演】 2NaCl ＋2H 2O = H 2↑＋ Cl 2↑＋ 2NaOH
【追問】這樣寫是否正確？
【回答】不正確 ,反應條件應寫通電或
5、電解。
【過渡】工業(yè)上就是應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的電解制堿技術是離子交換膜法。請同學們結合幻燈片上的自學提綱 ,閱讀教材。
【投影】 1．離子交換膜電解槽的簡單構造如何？
2．離子交換膜的作用是什么？
3．工業(yè)制堿的簡單生產流程怎樣？
【自學討論】學生閱讀 ,同學之間可以相互討論 ,教師解疑。
【小結】師生共同活動：
【板書】 1,生產設備名稱：離子交換膜電解槽
陽極：金屬鈦網 (涂鈦釕氧化物 )
陰極：碳鋼網 (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生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產量3．生產流程 (詳見教材內容 )。
【投影】
【設疑】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 ,
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行凈化。那么
,如何凈化鹽水
呢？
實際上這是一
7、個物質分離和提純的問題。請同學們思考：
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
,你能設計一個合理的順序逐一除雜嗎？
【討論】同學之間相互討論探討。
2 / 7
【歸納總結】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】由學生總結一下本節(jié)課所講述內容 ,教師適時給予點撥
【板書設計】
一、電解飽和食鹽水反應原理
二、離子交換膜法制燒堿
1．生產設備名稱：離子交換膜電解槽
陽極：金屬鈦網 (涂鈦釕氧化物 )
陰極：碳鋼網 (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生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉產量3．生產流程
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。
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第二單元 化學與資源開發(fā)
12、利用
課題二 海水的綜合利用
第 2 課時
教學目標
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
教學重點
1.海水提溴吹出法原理
,流程
2.海水提鎂的流程 ,
教學方法
展示圖片法
教學用具
海水提鎂、提溴的圖片
課時安排
2 課時
教學過程
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
工生產中重要的資源來源。我們已經知道它是氯堿工業(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 : 板書：海水提溴
目前 , 從海洋種提取的溴約占世界溴產量的三分之一。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變?yōu)?HBr, 再用氯氣將其氧化成
15、溴產品。
4 / 7
Br
2
+ SO
2
+2H O
=2HBr+HSO
2
4
Cl 2 +2Br
- =Br
2+ 2Cl
-
工業(yè)生產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 反應原理及反應式如下
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子外 , 比氫多了一個中子。氘的化
學性質與氫一樣 , 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 250 億噸。重水現在已
是核反應堆運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。
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新人教版化學選修2高中《海水的綜合利用》教案一
