魯科版必修1 第3章第4節(jié) 海水中的元素（第1課時） 教案.doc

第3章 自然界中的元素第4節(jié) 海水中的元素第1課時 海水中的元素鎂與海水提鎂三維目標(biāo)【知識目標(biāo)】1. 通過觀察思考，交流研討等教學(xué)活動，使學(xué)生認(rèn)識鎂單質(zhì)的還原性和重要用途。2. 理解海水提鎂的化學(xué)原理，了解其工業(yè)流程?！灸芰δ繕?biāo)】1. 培養(yǎng)學(xué)生收集、整理、篩選、加工信息的能力，提高其閱讀和提取有效信息的能力。2. 培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。【情感目標(biāo)】通過對海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識到海洋對人類的重要性，學(xué)會關(guān)注和珍惜自然資源。激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強其科技興國的責(zé)任感和使命感。教學(xué)重點鎂的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點 海水提鎂的原理，物質(zhì)分離提純的方法。教學(xué)過程【引入】節(jié)日的夜空，禮花怒放，紅的、黃的、綠的、紫的.五光十色，璀璨絢麗，給節(jié)日增添了不少喜慶，更給人們以美的享受！我們知道這些美麗的圖畫都是由金屬單質(zhì)或離子在燃燒時繪制。那么你知道那最耀眼的銀白色火花，是什么金屬燃燒時綻放的光芒？鎂！鎂是一種什么樣的金屬？它有哪些用途？我們怎樣獲取它？今天就讓我們一起來走進鎂的世界，領(lǐng)略鎂的風(fēng)采吧！【設(shè)計意圖】用學(xué)生熟悉的焰火創(chuàng)設(shè)問題情境，迅速引起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，并促使學(xué)生的思維疑問指向本課的主角鎂?！景鍟恳弧㈡V【展示】下面請大家揭開它神秘的面紗，看看它的真面目?！緦嶒灐坑蒙凹埐恋翩V條表面的氧化膜，觀察金屬鎂的顏色和光澤。【學(xué)生】描述鎂條物理性質(zhì)?！景鍟?. 鎂的物理性質(zhì)：金屬鎂具有銀白色光澤，密度較小?！驹O(shè)計意圖】通過觀察和觸摸，體會鎂的光澤和表面氧化膜，感受鎂的質(zhì)輕，使其對鎂的物理性質(zhì)留下深刻印象。【設(shè)問】鎂能在空氣中燃燒。假如某一儲鎂庫房著火，能用二氧化碳滅火器滅火嗎？你能用實驗證明嗎？鎂與酸反應(yīng)嗎？【板書】2. 鎂的化學(xué)性質(zhì)【實驗】鎂的化學(xué)性質(zhì)【投影】實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式結(jié)論取一根cm長的鎂條，用砂紙將表面的氧化膜擦去，用坩堝鉗夾持鎂條的一端，將另一端在酒精燈上點燃后，逐漸伸入充滿二氧化碳的集氣瓶中，至瓶底，觀察現(xiàn)象取一根cm長的鎂條，用砂紙將表面的氧化膜擦去，用坩堝鉗夾持鎂條的一端，將另一端在酒精燈上點燃后，逐漸伸入充滿空氣的集氣瓶中，至瓶底，觀察現(xiàn)象將擦去氧化膜的鎂條，插入到盛有5 ml左右稀鹽酸的試管中【提問】在實驗中你們觀察到什么現(xiàn)象？能得出什么結(jié)論？請描述實驗現(xiàn)象并寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式?！就队啊繉嶒瀮?nèi)容實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式結(jié)論取一根cm長的鎂條，用砂紙將表面的氧化膜擦去，用坩堝鉗夾持鎂條的一端，將另一端在酒精燈上點燃后，逐漸伸入充滿二氧化碳的集氣瓶中，至瓶底，觀察現(xiàn)象鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的光，放出大量的熱，瓶壁有白色和黑色固體2mg + co2 2mgo + c鎂與二氧化碳反應(yīng)，生成碳和氧化鎂取一根cm長的鎂條，用砂紙將表面的氧化膜擦去，用坩堝鉗夾持鎂條的一端，將另一端在酒精燈上點燃后，逐漸伸入充滿空氣的集氣瓶中，至瓶底，觀察現(xiàn)象鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的光，放出大量的熱，生成白色固體2mg + o2 2mgo鎂與氧氣反應(yīng)，生成氧化鎂將擦去氧化膜的鎂條，插入到盛有5ml左右稀鹽酸的試管中鎂條溶解，表面產(chǎn)生大量氣泡mg + 2hcl = mgcl2 + h2mg + 2h+ = mg2 + + h2鎂是活潑金屬【提問】在上述反應(yīng)中，鎂的變化有什么共同之處？說明鎂具有什么性質(zhì)？【學(xué)生】分析反應(yīng)實質(zhì)，得出結(jié)論。【板書】鎂是較活潑的金屬，具有較強的還原性?！驹O(shè)計意圖】將演示實驗改為學(xué)生實驗，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察更清楚，印象更深刻，有利于對反應(yīng)實質(zhì)的分析，更好的理解鎂的還原性。【提問】鎂還能與哪些物質(zhì)反應(yīng)？【提示】根據(jù)“鎂是較活潑的金屬，具有較強的還原性”的結(jié)論進行推測。【設(shè)計意圖】及時的拓展應(yīng)用有利于強化“較強還原性”的理解，同時也訓(xùn)練了從個別到一般的思想方法?！咎釂枴扛鶕?jù)鎂的性質(zhì)，你認(rèn)為鎂在自然界中會以什么形態(tài)存在？【學(xué)生】化合態(tài)：陸地菱鎂礦、白云石等。 海水氯化鎂、硫酸鎂等?！驹O(shè)計意圖】根據(jù)性質(zhì)推測和理解物質(zhì)的存在和用途是化學(xué)學(xué)習(xí)中知識整合、形成系統(tǒng)的重要方法，需要經(jīng)常不斷地進行訓(xùn)練和應(yīng)用。同時可進一步強化“鎂是活潑金屬，具有較強還原性”的結(jié)論?！局v述】顯然，要從自然界提取鎂，就是要將化合態(tài)的鎂還原為游離態(tài)的鎂，我國目前主要是從鎂礦石中提取鎂，美國、英國、日本等走在海水提鎂的前列。我們今天要討論的是如何從海水中提取鎂?！景鍟慷?、海水提鎂【思考】請你用化學(xué)方程式表示海水提鎂的化學(xué)原理?！咎崾尽縨g2+2oh- = mg(oh)2 利用氫氧化鎂的難溶性mg(oh)2 + 2hcl = mgcl2 + 2h2omgcl2mg + cl2【設(shè)問】海水中的鎂主要是氯化鎂，濃度很小，那么人們?nèi)绾卫米匀毁Y源從海水中把氯化鎂提取出來，又怎樣將氯化鎂中的鎂還原出來呢？ 在海水提鎂的過程中為什么不用蒸發(fā)海水或向海水中加沉淀劑使鎂離子沉淀下來的方法？選擇用海灘曬鹽后得到的苦鹵為原料得氯化鎂，好處有哪些？【講述】從mg2在海水中的濃度分析，前兩種方法生產(chǎn)成本會非常高，第三種方法不僅提高了海水中的鎂含量，而且同時去掉了大部分的鈉、鉀離子?！驹O(shè)問】應(yīng)選擇什么試劑作為鎂離子的沉淀劑？【投影】有關(guān)氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀近期市場價格圖表試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價格5 2382 3051 200700【實驗】向模擬的濃縮海水（含較多的氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、氯化鉀）中加入石灰乳，檢驗生成的沉淀?！拘〗Y(jié)】應(yīng)選擇石灰乳作為鎂離子的沉淀劑?！咎釂枴繛橹苽涫胰?，廠址宜設(shè)在哪里？【提示】（1）石灰石礦區(qū)。（2）海邊有大量貝殼、珊瑚礁石，主要成分就是碳酸鈣，就地取材，更便宜。（3）大量開采會破壞生態(tài)環(huán)境，最好二者兼顧?！局v述】煅燒貝殼得到生石灰，生石灰加水得到石灰乳。我們將石灰乳加入到苦鹵中就得到了氫氧化鎂沉淀。這樣得到的鎂不夠純，所以我們必須要考慮提純。如何提純呢？我們可以考慮傳統(tǒng)菱鎂礦提取鎂中的一些方法。如：【投影】方法一：可以煅燒氫氧化鎂得到氧化鎂，再用類似煉鐵的方法，在2 000 下用焦炭還原氧化鎂，才能制得單質(zhì)鎂。這樣得到的鎂常含有較多的雜質(zhì)。方法二：在氫氧化鎂中加入鹽酸得到氯化鎂后，電解熔融氯化鎂（熔點714 ）得到鎂和氯氣。附：氧化鎂的熔點（2 800 ）【提問】哪種方法提純鎂更好？【總結(jié)】通過以上的學(xué)習(xí)討論，鎂在我們心目中是一個什么形象？【提示】（1）大鎂在自然界的儲量巨大。（2）小密度?。?）多用途多。鎂合金的強度高、機械性能好。（4）少污染少。從海水中提取鎂能耗低、污染小，其產(chǎn)品回收性強，如果每輛汽車上使用70公斤鎂合金，co2的年排放量就能減少30%以上。被稱為二十一世紀(jì)的綠色材料。（5）美麗鎂具有美麗的銀白色光澤。（6）活潑鎂是較活潑的金屬，具有較強的還原性，可與氧氣和某些氧化物反應(yīng)，因而在冶金工業(yè)上常被用作還原劑和脫氧劑。（7）天使制造汽車、飛機、火箭的重要材料。有“國防金屬”的美譽?！窘Y(jié)束語】無論是鎂的提取還是鎂的應(yīng)用，都還有很多技術(shù)難題有待攻克。如：如何獲得高純度的鎂，如何避免鎂產(chǎn)品的腐蝕（因為鎂具有較強的還原性）等，這些問題都得靠你們?nèi)ソ鉀Q，改變中國“應(yīng)用開發(fā)嚴(yán)重滯后，技術(shù)和設(shè)備落后，產(chǎn)品技術(shù)含量低”的重任落在你們肩上。你們當(dāng)不辱使命，奮發(fā)圖強！【設(shè)計意圖】使學(xué)生形成對金屬鎂的整體印象，激發(fā)他們的愛國熱情，增強其科技興國的責(zé)任感和使命感。板書設(shè)計一、鎂1. 鎂的物理性質(zhì)顏色密度硬度熔、沸點銀白色較小 較小 較低 2. 鎂的化學(xué)性質(zhì)2mg + co2 2mgo + c（耀眼的白光，生成白色固體，瓶壁上有黑色固體）2mg + o2 2mgo3mg + n2 mg3n2mg + 2h+ = mg2 + + h2二、海水提鎂caco3caoco2；caoh2o=ca(oh)2mg2+2oh- = mg(oh)2 mg(oh)2 + 2hcl = mgcl2 + 2h2omgcl2mg + cl2課堂小結(jié)1海水提鎂的原理和流程(1)原理鎂的還原性很強，很難找到更強的合適的還原劑將鎂從鎂的化合物中還原出來，工業(yè)制鎂時一般采用電解熔融鹽的方法制取。(2)原料苦鹵(曬鹽后的母液)、貝殼、鹽酸。(3)流程堿的制取需要的堿取自海邊豐富的貝殼(主要成分：caco3)，caco3分解后產(chǎn)生的cao再與水反應(yīng)即得堿，其反應(yīng)的化學(xué)方程式：caco3caoco2，caoh2o=ca(oh)2。mgcl2固體的制取mgcl2ca(oh)2 = mg(oh)2cacl2；mg(oh)22hcl = mgcl2h2o。mg的制取電解熔融的mgcl2固體即得到金屬鎂：mgcl2mgcl2。2鎂及其化合物的主要性質(zhì)當(dāng)堂檢測1海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是(c)a海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì)b海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化c從海水中可以得到nacl，電解熔融nacl可制備cl2d利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能2下列有關(guān)鎂的敘述中，正確的是(d)a鎂條燃燒引起的火災(zāi)可用co2撲滅b鎂不能與鹽酸反應(yīng)c鎂制容器可以貯存、運輸濃硫酸d鎂在co2中燃燒的產(chǎn)物不全為mgo3. 海水是非常豐富的化學(xué)資源。(1)下列物質(zhì)主要從海水中提取的是_(填序號)。alfenamgbr2si cusn2(2)工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氫氧化鈉、氯氣和氫氣。但電解前要進行粗鹽精制。試回答下列問題：選擇試劑以除去表中所列的可溶性雜質(zhì)。雜質(zhì)加入的試劑cacl2._mgcl2._硫酸鹽 iii._精制過程既要將雜