科目：化学 授课时间：第 16 周 星期日

单元（章节）课题 第四章 化学与可持续发展 本节课题 第一节 开发利用金属资源和海水资源（第二课时） 三维目标 知识与技能

1．帮助学生认识和体会海水资源开发和利用中的意义和作用。

2．提示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。

3．初步培养自主查阅资料的能力。

过程与方法

1．自主学习、培养学生自学能力。

2．活动探究，通过了解海洋资源的类型，海水资源的开发及利用现状，培养学生归纳能

力，比较能力。

情感、态度与价值观

1．帮助学生树立节约资源，爱护环境，变废为宝等意识。

2．通过金属矿物及海水资源的开发利用两个专题，使学生热爱自然，热爱化学。 提炼的课题 海水资源的开发利用 教学重难点 了解化学方法在海水资源开发中的作用。 教 学 过 程 【引课】海洋是生命的摇篮，海水不仅是宝贵的水资源，而且蕴藏着丰富的化学资源。加强对海水（包括苦咸水）资源的开发利用，是解决沿海和西部苦咸水地区淡水危机和资源短缺问题的重要措施，是实现国民经济可持续发展战略的重要保证。

【板书】第二课时 海水资源的开发和利用

一、海水中蕴藏的资源及其开发意义

【讲解】海洋水资源：海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。

化学资源：含元素80多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的100多种化学元素，在海水中已找到80多种，其中70多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有1800万亿吨，钾有500万亿吨，溴约有90万亿吨，核燃料约40亿吨－50亿吨。海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为"元素的故乡"。

矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨。通常只要每平方米有5㎏的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。

生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，我国就有20278种，其中入药的有700种。

能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。

空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有18000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300万平方公里。

【板书】 1、海水资源的广泛性 2、海水资源的多样性 3、海水资源的分散性

4、海水资源的利用：

【讲解】海水的综合利用，主要有：1.海水中水资源的利用海水的淡化（咸水淡水）

2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）

【板书】 5、海水的淡化

【讲解】海水淡化：是指从海水中获取淡水的技术和过程。

【板书】（1）海水淡化的途径:从海水中提取淡水；从海水中分离出盐。

（2）海水淡化的方法:

蒸 馏 法（最先使用，技术成熟，但成本高）

电渗析法（成本低，但未能大量生产）

离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）

【投影】海水蒸馏原理示意图：

【讲解】蒸馏法海水淡化技术研究已有几十年的历史。天津大港电厂引进两台3000立方米/日多级闪蒸海水淡化装置，于1990年运转至今，积累了大量宝贵经验。低温多效蒸馏海水淡化技术经过"九五"科技攻关，作为"十五"国家重大科技攻关项目正在青岛建立3000吨/日的示范工程。

【投影】太阳能蒸发海水示意图：

【讲解】海洋是一个"蓝色的宝库"。据估算，如果把整个地球上的海水加以提炼,可得到550万吨黄金、4亿吨白银、40亿吨铜、137亿吨铁、41亿吨锡、27亿吨钡、70亿吨锌、137亿吨钼和137亿吨铝。可以说，地球陆地上有的，海洋里都有，而且有许多是陆地上蕴藏不多，而又难于提取的稀有元素，如锶、铀、铷、锂、钡等。这些化学元素都是工农业生产和国防上的重要资源。现在已在海底勘探和开发的矿产有：天然气、石油、煤、铜、铁、硫、砂、锰等数十种。估计海底石油可开采储量达一千多亿吨。在海水所含的各种化学元素及矿物中，数量最大的是食盐，即氯化钠。据计算，1立方千米海水中，含有近3千多万吨氯化钠。现在，全世界每年生产海盐1亿吨。如果按照这个数字消费，海洋里的盐可用5亿年!近年来，从海水里直接提取镁、铀、碘、溴都取得成功。镁是制造飞机、轮船、汽车的重要材料，海水中镁含量可用一千万年以上。溴在陆地上比较少见，绝大部分都储藏在海洋里。

【板书】二、海水中的化学资源

(一)海水中含有的各种元素的特点：

种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。

(二)从海水中提取物质的方法

1、从海水中提取食盐的主要工艺流程：

从海水中制取盐的方法主要有：盐田法、电渗析法和冷冻法。

【投影讲解】

（1）海水制盐--生产NaCl (2) NaCl的水溶液制NaOH

2NaCl+2H2O 2NaOH + Cl2 ↑+H2 ↑

(3)制漂白剂： 2NaOH + Cl2 = NaCl + NaClO+H2O

【思考与交流】实验方案设计：从海水中提取镁元素得到单质镁

【投影小结】

工业制镁的流程：

【板书】2、从海水中提取镁原理：

MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓+ CaCl2 Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 +H2O MgCl2 Mg + Cl2 ↑

【科学探究】1、如何将海水中的溴离子变成溴单质？并设计方案。

【投影】

【投影小结】从海水中提取溴的主要工艺流程

①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。

②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质： 2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl

③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4

④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2

⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

【板书】3、从海水中提取溴

2 NaBr + Cl2 =2 NaCl + Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2

【科学探究】如何证明海带中有碘离子？

【板书】4、从海水中提取碘

［投影实验］海带成分中碘的检验（课本实验4-2）

实验讨论：

1、实验前为什么要用刷子而不能用水洗食用干海带？

2、为什么要用新制氯水与滤液反应？加入氯水多了为什么不行？

3、为什么要向2号乙中加入NaOH溶液？

4、能否用焰色反应鉴定海带中存在的是NaI还是KI？

实验最终结论：

　　化学实验的操作和实验现象，证明海带中存在的碘元素主要形式为碘离子，因为查找资料可知卤族单质化学性质活泼，碘单质在自然界里没有游离态形式存在。可知海带中碘主要以NaI形式存在。

【投影】根据图4-5讲解海水综合利用。

【学生阅读】海水的其他应用

【板书】5、海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。

【学生自学】科学视野-自然资源的开源与节流。

【小结]】我国海水综合利用技术日臻成熟，海水制盐是我国从海水中提取化学资源最早的产业，此外，气态膜法提溴、海水提钾、海水镁盐晶提取等都取得了阶段性进展，突破了关键技术，尤其是海水提取磷酸二氢钾、碳酸钾、硝酸钾三元复合肥以及人工合成钾高效吸附剂的研究工作进展顺利，为我国开辟新的优质无氯钾肥来源，打下了坚实的基础。