魯科版必修1 第3章第4節(jié) 海水中的元素（第1課時(shí)） 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(shí) 海水中的元素鎂與海水提鎂三維目標(biāo)【知識(shí)目標(biāo)】1. 通過觀察思考，交流研討等教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)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?！厩楦心繕?biāo)】通過對(duì)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(shí)到海洋對(duì)人類的重要性，學(xué)會(huì)關(guān)注和珍惜自然資源。激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強(qiáng)其科技興國的責(zé)任感和使命感。教學(xué)重點(diǎn)鎂的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點(diǎn) 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(shí)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(shí)綻放的光芒？鎂！鎂是一種什么樣的金屬？它有哪些用途？我們?cè)鯓荧@取它？今天就讓我們一起來走進(jìn)鎂的世界，領(lǐng)略鎂的風(fēng)采吧！【設(shè)計(jì)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?、鎂【展示】下面請(qǐng)大家揭開它神秘的面紗，看看它的真面目?！緦?shí)驗(yàn)】用砂紙擦掉鎂條表面的氧化膜，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。【設(shè)計(jì)意圖】通過觀察和觸摸，體會(huì)鎂的光澤和表面氧化膜，感受鎂的質(zhì)輕，使其對(duì)鎂的物理性質(zhì)留下深刻印象?！驹O(shè)問】鎂能在空氣中燃燒。假如某一儲(chǔ)鎂庫房著火，能用二氧化碳滅火器滅火嗎？你能用實(shí)驗(yàn)證明嗎？鎂與酸反應(yīng)嗎？【板書】2. 鎂的化學(xué)性質(zhì)【實(shí)驗(yàn)】鎂的化學(xué)性質(zhì)【投影】實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)中你們觀察到什么現(xiàn)象？能得出什么結(jié)論？請(qǐng)描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式?！就队啊繉?shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)質(zhì)，得出結(jié)論?！景鍟挎V是較活潑的金屬，具有較強(qiáng)的還原性。【設(shè)計(jì)意圖】將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察更清楚，印象更深刻，有利于對(duì)反應(yīng)實(shí)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(qiáng)的還原性”的結(jié)論進(jìn)行推測(cè)?！驹O(shè)計(jì)意圖】及時(shí)的拓展應(yīng)用有利于強(qiáng)化“較強(qiáng)還原性”的理解，同時(shí)也訓(xùn)練了從個(gè)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(huì)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(jì)意圖】根據(jù)性質(zhì)推測(cè)和理解物質(zhì)的存在和用途是化學(xué)學(xué)習(xí)中知識(shí)整合、形成系統(tǒng)的重要方法，需要經(jīng)常不斷地進(jìn)行訓(xùn)練和應(yīng)用。同時(shí)可進(jìn)一步強(qiáng)化“鎂是活潑金屬，具有較強(qiáng)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。【板書】二、海水提鎂【思考】請(qǐng)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(huì)非常高，第三種方法不僅提高了海水中的鎂含量，而且同時(shí)去掉了大部分的鈉、鉀離子。【設(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(chǎng)價(jià)格圖表試劑氫氧化鉀氫氧化鈉氫氧化鈣氧化鈣價(jià)格5 2382 3051 200700【實(shí)驗(yàn)】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(yàn)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(huì)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(diǎn)714 ）得到鎂和氯氣。附：氧化鎂的熔點(diǎn)（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(gè)什么形象？【提示】（1）大鎂在自然界的儲(chǔ)量巨大。（2）小密度小（3）多用途多。鎂合金的強(qiáng)度高、機(jī)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(qiáng)，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(qiáng)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(jī)、火箭的重要材料。有“國防金屬”的美譽(yù)?！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?yàn)殒V具有較強(qiáng)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(qiáng)！【設(shè)計(jì)意圖】使學(xué)生形成對(duì)金屬鎂的整體印象，激發(fā)他們的愛國熱情，增強(qiáng)其科技興國的責(zé)任感和使命感。板書設(shè)計(jì)一、鎂1. 鎂的物理性質(zhì)顏色密度硬度熔、沸點(diǎn)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(qiáng)，很難找到更強(qiáng)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(shí)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(cè)1海水是一個(gè)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(yùn)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(hào))。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(jìn)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