第三章第四节 海水中的元素
第1课时 海水提镁
滕州一中东校
教材分析
在前面几节介绍非金属元素及其化合物的基础 ( http: / / www.21cnjy.com )上，拓展学生对元素化合物知识的认识，让他们认识元素在自然界中的广泛存在；另一方面是让他们认识开发海水化学资源的重要意义。
二、设计思路
学生已经初步掌握了学习元素化合物性质的基本 ( http: / / www.21cnjy.com )方法和基本程序，尤其对非金属如C、N、S等元素的物质的性质有了比较深入的了解，在此基础上，以海水资源为载体，来学习有关金属镁的重要性质，比较容易。在前面学习氮的循环和硫的转化两节，都介绍了人类活动对环境的影响，本节介绍富含多种元素的海水资源，也是对学习体系的补充，资源、能源、环境问题一直以来，都是我们面临的巨大挑战，合理开发利用资源能源、保护环境也是我们当代人的责任。本节教材以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，本节重点定位在金属镁的提取原理、主要化学性质和主要用途上。
课型 新授课 授课教师 滕州一中东校 杜艳飞
教学目标 知识与技能 1．了解海水中微量元素的存在和应用2．认识镁单质的还原性和主要用途
过程与方法 1．通过对金属镁的化学性质的研究，是学生熟练研究物质性质的方法和程序2．通过对“化学与技术”中氯碱工业的认识，和对海水提镁流程的了解，使学生学会如何全面认识问题
情感、态度与价值观 1．通过对海水中微量元素的了解和海水提镁工艺流程的了解，使学生认识综合开发利用海水化学资源的重要意义2．使学生认识海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源
教学重点难点 1.海水提镁的工艺流程2.金属镁的还原性3.通过海水提镁全面认识工业生产
教学手段教学方法 多媒体辅助教学，实验探究法
教学用具 多媒体、实验、常规
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
引入新课 【导入】【展示图片】【讲述】宇航员从太空遥看地球时发现，它是一 ( http: / / www.21cnjy.com )颗美丽的蓝色星球。这主要是因为地球表面70%以上的面积都被海洋覆盖着。浩瀚的大海里蕴含着丰富的化学资源。请问，你们知道海水中都含有哪些元素吗？它们又是以什么形式存在的呢？【展示图片】【引入】由上图可知，现已发现的110多种元素中，有80多种能在海水中找到。今天，我们就一起认识一下海水中的元素。 观察听讲。回答：含有H、O、Cl、Na等多中元素。 情境引入，激发学生学习兴趣
板书 §3-4海水中的元素一、海水——元素宝库
自学 请同学们阅读教材95-96页，了解海水中元素含量及存在 学生自学，并在教材中划出
强调定义 【展示图片】1000g海水中化学组成示意图 有关海水组成的惊人数字【讲述】根据不同元素在海水中的含量的不同，可将其分为常量元素和微量元素。你知道海水中的常量元素有哪些吗？【板书】1、常量元素【讲述】这些元素大部分以盐的形式存在。其中NaCl占80%以上。知道NaCl对人体生命活动的重要用途吗？【设疑】你知道，在化工生产中，NaCl有什么重要用途吗？【展示多媒体】2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑ 读图，思考。阅读、回答：氯、钠、镁、硫、在每升海水中含量大于1mg的元素。钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟等11种。占海水中所溶解物质总量的99%。成人摄盐量以每天2~6 g 为宜。了解。 培养学生识图能力。惊叹海水中含量丰富的化学元素，初步体会开发海洋资源的重要意义。了解海水中的常量元素。了解NaCl的重要用途。了解氯碱工业，使学生感受化学与技术之间的关系。
板书 【板书】2、微量元素
了解引入重点 【提问】海水中常见的微量元素有哪些？ 你知道它们的用途吗？我国政府规定：在食盐中必须加碘，你知道其成分吗？【展示图片】缺碘的危害【展示图片】核能燃料——铀【讲述】在海水中，存在很多种元素，同学们说出含量最多的几种元素。【讲述】海水中镁的含量一般为1.28g/L，总储量为2×1015t。目前，世界上生产的镁有60%来自海水。【展示图片】了解镁的用途：【讲述】因为就是因为镁具有这样广泛的用途，所以从海水中提取金属镁具有很重要的意义。那么，我们是如何从海水中提取镁的呢？【导学】阅读P98“交流·研讨”及相关内容，填写学案，并以学习小组为单位思考，讨论相关问题。【讨论】1、贝壳起到什么作用？其主要成分发生了哪些变化？2、从海水中的Mg2+到金属镁，经历了哪些变化？试写出反应的离子方程式或化学方程式3、在此法提取镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？ 回答：在每升海水中含量低于1mg的元素。如Li、I、U等。回答：KIO3了解回答：Cl、Na、Mg等。聆听了解，联系生活讨论，回答1.CaCO3=(高温)=CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2↓2.Mg2++2OH-=Mg(OH)2Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O MgCl2=(电解)=Mg+Cl2↑3、采取的措施：①就地取材-利用海滩上的贝壳②节约原料-循环利用氯元素 联系生活实际，激发学习兴趣，体会化学的实用性。了解缺碘的危害。了解微量元素铀对我国科技、军事的重要意义。让学生感受化学与化工生产的区别于联系，使学生感悟化学的魅力
过渡 初中时，你已经学习过了镁了，你对镁有那些认识？ 回顾，回答：Mg为金属固体，较活泼，能与稀盐酸、稀硫酸反应置换H2 ，能置换比Mg活泼性弱的金属
展示镁条 【展示】被氧化的镁条，打磨并观察镁的外观。让学生总结镁的物理性质。 强调：有“国防金属”美誉 镁是具有金属光泽的银白色固体，密度较小，镁合金强度高、机械性能好。 培养学生观察能力
实验探究 【交流讨论】镁条都具有什么化学性质？你是如何预测的？【展示课件】请完成下列反应的化学方程式：①Mg在氧气中燃烧②Mg在氯气中燃烧③Mg在氮气中燃烧④Mg和稀盐酸反应⑤Mg和稀硝酸反应⑥Mg和水反应（参照Na和水反应）⑦Mg和硫酸铜溶液反应（还原性） 讨论：根据以前学习过的金属钠、铁的性质预测，镁可以在氧气、氯气中燃烧，可以和酸反应。完成化学方程式。 复习相关方程式，并引入一些新的反应
设疑 【设疑】由镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？ 思考 引起学生兴趣
【演示实验】 【演示】取一根除去氧化膜的镁条，点燃后插入充满CO2的的集气瓶中。【提示】①注意观察反应的剧烈程度。②反应后镁条的变化及集气瓶内壁上的附着物。请尝试写出反应的化学方程式【讲述】镁条在CO2中可以 ( http: / / www.21cnjy.com )燃烧，故不能用泡沫灭火器灭火。此反应属于置换反应，即Mg置换出了CO2中的碳元素，换个角度讲，就是Mg能够“夺取”CO2中的氧元素，所以，镁常用作脱氧剂。 观察、描述现象：燃着的镁条在CO2中继续燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，在集气瓶的内壁有黑色固体附着。
讨论 Mg条在空气中燃烧，可能发生的化学反应有哪些？生成的物质会有哪些？ 讨论，回答：可以和空气中的氧气、氮气、二氧化碳气体反应，产物有MgO、Mg3N2、和C。 培养学生归纳能力。
作业 1.完成自主丛书第1课时 2.预习下一节：海洋元素——溴 课下按时完成作业 及时练习巩固
板书设计 板书设计§3-4-1海水 海水提镁一、海水——元素宝库1．常量元素2．微量元素3、氯碱工业二、镁与海水提镁提取过程镁的物理性质镁的化学性质O2、N2、Cl2 、等非金属单质稀盐酸、稀硝酸等酸H2O （加热）CuSO4溶液
反思 1.这节课涉及到两个主要知识点，即海水中的常 ( http: / / www.21cnjy.com )量元素和微量元素，镁和海水提镁。第一部分多数 是需要学生了解的内容，所以以学生的自主学习为主。后面海水提镁是重点也是难点，其中，学生回顾以前学过的有关镁的性质的时候，可适当提醒。不少学生认为Mg与稀硝酸反应生成氢气。2.对“从海水提镁的过程中，采取了 ( http: / / www.21cnjy.com )哪些措施，对你有什么启示”讨论的不够，应该尽量发挥学生的能量。真正让学生体会化工生产与资源、能源、环境之间的关系。3.金属镁在氮气中燃烧可以作为了解内容，不必让学生掌握。4.金属镁在二氧化碳中燃烧，要强调让学生注意反应的剧烈程度，注意观察反应结束后集气瓶壁上的附着物，让学生根据现象分析生成的产物，并让学生尝试书写化学方程式。
盐酸
漂白剂
通电
点燃
2Mg + CO2=2MgO+C
2Mg + CO2=2MgO+C
点燃第3章 自然界中的元素
第4节 海水中的元素 第2课时
课型：新授课 备课人：枣庄三中 高一（三部）化学组 穆爱芹
使用时间：2014年12月27日 课题：第3章 第4节 海水中的元素 第2课时
一、教材分析
（一）知识脉络
本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途；然后通过实验探究，得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系，以此为启示，介绍溴单质的提取原理和主要用途。
（二）知识框架
二、教学设计
1、学生预习枣庄编《学生自主学习丛书》P81页【预习导学】部分。指导学生在自学过程中可以查阅手中的各种参考资料，学会自学。
2、高一化学（必修1）本来 ( http: / / www.21cnjy.com )没有多少学生进行实验探究的机会，这一节可以尝试在老师的指导下，学生自己设计、讨论和确定实验方案，并亲自实施实验，使其体验科学探究的过程。特别是有关颜色的变化会使学生影响更深刻。
3、最后由老师引导，让学 ( http: / / www.21cnjy.com )生把上节课的知识和本节课所学的知识进行概括、整合，使学生认识到海水对人类的重要性，同时回归到第四节“海水中的化学元素”是本章题目“自然界中的元素”的一部分，以此体现化学与社会生活的密切相关。
三、教学目标
知识与技能
1)通过实验能比较出氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序；
2)理解海水提溴的反应原理及步骤。
过程与方法
通过对氯、溴、碘单质的氧化性强弱比较的 ( http: / / www.21cnjy.com )探究活动，使学生亲身体会科学探究的过程和方法，并学会运用氧化还原反应的原理来设计实验，探究比较物质的氧化性和还原性相对强弱的方法。
情感态度与价值观
让学生体验科学探究成功的喜悦，同时培养 ( http: / / www.21cnjy.com )他们的表述能力和与他人合作的良好心理素质。通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生产生人类与环境友好相处的情感，激发他们运用化学知识解决环境和资源问题的兴趣和热情。
【教学重点、难点】
重点：通过实验比较氯、溴、碘单质氧化性强弱；
难点：如何设计实验，观察现象、分析推理得出结论。
四、教学准备：1、演示实验用品：
药品：溴单质1瓶、碘单质1瓶、水1瓶、酒精1瓶、碘升华瓶；
仪器：中试管6支、酒精灯、火柴。
2、分组实验用品：
药品：氯水、溴水、碘水、NaCl溶液、NaBr溶液、KI溶液；
仪器：试管、试管架、试管刷、废液缸。
3、多媒体课件
五、教学过程
【复习引入】：上节课我们学习了镁单 ( http: / / www.21cnjy.com )质的提取原理及性质，今天，我们来学习另一种被人们称之为“海洋元素”的元素--溴，根据上节课所学知识，溴是常量元素还是微量元素呢？
学生：常量元素
老师：同学们，你们知道人们为什么有这样的认识吗
学生：因为地球上99%的溴元素是以Br-的形式存在于海水中。
【板书】：三、溴和海水提溴
学生：在元素周期表中排在同一纵列里。
【过渡】：我们在第一章中已经学习了氯气的性质，下面请同学们回顾一下。
学生：氯气是一种黄绿色的气体，能溶于水， ( http: / / www.21cnjy.com )其水溶液为浅黄绿色的氯水，能与许多金属（如Cu、Fe）、非金属（如H2等）反应，能与碱（如NaOH)反应，是一种非常活泼的非金属单质。
老师：第一章学的氯元素和我们今天要学 ( http: / / www.21cnjy.com )的溴、碘元素，都属于卤族元素，在元素周期表中排在同一纵列里，在原子结构和元素性质方面具有一定的相似性。
【板书】：氯、溴、碘属于卤族元素（简称卤素），原子结构和元素性质相似。
【设问】：那么溴单质和碘单质在物理性质上与氯单质有何不同呢
【板书】：1．氯、溴、碘单质的物理性质
【讲述】：首先，通过演示实验，请同学们仔细观察物质本身的颜色、状态态及它们在不同溶剂中的颜色。
【演示实验】：教材P99页 【实验1】：溴单质、碘单质在不同溶剂中的颜色
要求：老师边做演示实验，边要求学生仔细观察，让学生回答观察到的实验现象，同时老师对学生观察到的实验现象进行校正，然后填入书上的实验记录。
（投影1）实验记录:
物理性质 Br2 I2
颜色 红棕色 紫黑色
状态 液态 固态
溶解性和溶液颜色 水中 微溶 黄→橙 微溶 黄→褐
酒精中 易溶 橙→橙红 易溶 淡紫→紫红
四氯化碳中 易溶 橙→橙红 易溶 紫→深紫
（投影）【问题1】如何保存溴单质 在保存溴单质时应注意哪些问题
学生：溴的保存：盛放在细口棕色瓶中加少量的水后，放入溴单质，低温、避光处存放。
加水的目的是防止溴挥发；
【演示实验】：用碘升华管代替P100页实验-2
学生（描述实验现象）：碘锤中紫黑色的固体经加热后直接变成紫红色的碘蒸汽充满整个碘锤，经冷却，紫红色的碘蒸汽又直接慢慢变成紫黑色的碘固体。
【讲述】：碘固体受热时，不经过液体状态，直接变成为气体状态，这叫做碘的升华；反之，碘蒸气遇冷，也不经过液态，直接凝结为晶体。
（投影）2．特性
(1)溴的特性：常温下为液体，易 挥发 。
(2)碘的特性：易 升华 。
（投影）问题2：如何保存碘单质 在保存碘单质时应注意哪些问题
学生：碘的保存：将固体碘单质放在棕色广口瓶中，密封后，放在低温、避光处。
老师总结：总之，要求溴单质和碘单质保存在密封的棕色瓶中，并放于低温和避光处；
【板书】：保存：溴：棕色细口瓶中加少量水，防止溴挥发，密封置于低温避光处
碘：棕色广口瓶中，密封置于低温避光处
（投影）问题3： NaCl固体中混入碘单质如何分离？
学生：可以加热来分离、提纯碘单体（利用碘升华的特性）。
【过渡】：氯、溴、碘的单质，除了具有上述物理性质特点外，在化学性质上有什么特点呢
【活动 探究】：氯、溴、碘的单质的氧化性强弱比较
老师提出问题：（投影）
试剂：氯水、溴水、碘水、NaCl溶液、NaBr溶液、KI溶液，四氯化碳。
从化合价高、低的角度判断，哪些具有氧化性，哪些具有还原性
3.氧化性较强的物质与还原性较强的物质发生氧化还原反应，如何预测反应产物
老师：请同学们分析元素的化合价，确定其氧化性、还原性，如何设计实验方案来探究三种单质的氧化性强弱。
学生讨论得出结论：根据试剂的氧化性和还原性，根据实验的不同现象，按照下面图表，将实验分成六步进行。
【过渡】：这时有个学生问道，CCI4怎 ( http: / / www.21cnjy.com )么没用上？这一问题立即引起大家的注意看来学生顾于设计反应，做实验，一时疏忽了CCI4的用武之地。有位同学说明了他加CCI4的作用，同学们立即动手给反应后的试管里继续滴加CCI4，振荡、静置、分层，惊喜地发现下层出现橙红色的应该有Br2，下层出现紫红色的应该有I2……。CCI4帮助同学们更清楚地认识到反应的事实，也更有力的证明了预测的结果。
【活动探究】：学生独立进行实验探究，老师不断巡视，对学生出现的错误及时纠正、指导。
学生回答：（投影）教材P100页实验记录 。
序号 实验内容 实验现象 实验结论
1 溶液由无色变为 橙 色，滴加CCl4，振荡后，液体分层，下层液体呈 橙红 色 离子方程式为Cl2+2Br-=Br2+2CI- ，说明氧化性Cl2 大于Br2
2 溶液由无色变为褐 色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈紫色 离子方程式为Cl2+2I-= I2+2CI- 说明氧化性：Cl2大于 I2
3 NaCl溶液中滴加Br2水 无明显变化
4 溶液由无色变为 褐色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈 紫 色 离子方程式为 Br2 +2I-= I2+2Br-说明氧化性：Br2 大于 I2
5 NaCl溶液中滴加碘水 无明显变化
6 NaBr溶液中滴加碘水 无明显变化
实验结论 卤素单质的氧化性强弱顺序为 Cl2>Br2>I2阴离子的还原性强弱顺序为 I－>Br－>Cl－
老师小结：通过同学们的实验探究 ( http: / / www.21cnjy.com )，我们得出下列结论：Cl2能置换出Br2，Br2又能置换出I2，这与我们初中学过的金属活泼性顺序表中，排在前面的活泼性强的金属能把排在后面的活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来的规律是一致的。与今天我们的实验结果有什么联系呢
学生： 对非金属而言：氧化性强的物质能把氧化性弱的物质从其化合物中置换出来
老师： 金属（易失电子，化合价升高）做还原剂，具有还原性。
非金属（易得电子，化合价降低）做氧化剂，具有氧化性。
【板书】： Cl2+2Br-=Br2+2CI- 氧化性：Cl2 Br2；
Cl2+2I-= I2+2CI- 氧化性：Cl2I2；
Br2 +2I-= I2+2Br- 氧化性：Br2I2；
所以，卤素单质的氧化性：Cl2 Br2I2
Cl、 Br、I
非金属性 减弱
【讲述】：海水中溴以Br-的形式存在，我们怎样才能把溴离子氧化成溴单质呢？
【板书】：海水中提溴：
【指导阅读】 阅读P98-P99，思考并回答下列问题：
1、海水提溴的化学反应原理是什么？工业流程所经历的主要步骤有哪些？
2、溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？
3、为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？我国科学家在此领域取得了哪些成就？
老师：下面请一位同学到黑板上写出该反应的离子方程式。
2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2
【海水提溴工艺流程】：
海水经浓缩、氧化和提取三步，从而提出溴单质。
学生活动：学生阅读教材P101页，了解溴和溴化合物的用途
老师小结：本节课我们学习了溴单质和碘单 ( http: / / www.21cnjy.com )质的物理性质，重点和难点是探究氯、溴、碘单质的氧化性及其比较氧化性强弱的的方法，并应用到海水中溴单质的提取。
【当堂检测】：（投影）
1.从混有沙子的碘固体，提取碘单质的方法为
A . 加水 B.升华 C .加酒精 D .加氯气
2.下列微粒只具有还原性的是：
A. Br- B. Br2 C. Cl2 D. I2
3在含Br-的溶液中，加入下列哪种试剂可以将Br-氧化为Br2？
A．I2 B . I- C. Cl2 D . Cl-
4.已知有以下化学反应：
1）2FeCl3+2KI= 2FeCl2+ 6KCl +I2 2）2FeCl2+ Cl2=2FeCl3
3）2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnO2+5Cl2+8H20
溶液中有当Fe2+、Cl-共存，若要除去I-而不影响Fe2+、Cl-，可选用的最佳试剂是下列的：
A.氯水 B.KMnO4溶液 C.FeCl3溶液 D.HCl溶液
4）淀粉碘化钾试纸是一种用淀粉和碘化钾溶液浸泡后晒制而成的试纸，主要用于检验碘单质或者较强的氧化剂的存。下列物质不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的是（ ）
A．碘水 B．碘酒 C．溴水 D．碘化钠
【布置作业】：1.教材P102：1、3
2.枣庄自主学习丛书P88页三维达标1、2、3、4
【板书设计】
海水中的化学元素(第二课时)
三.溴和海水提溴
氯、溴、碘属于卤族元素（简称卤素），原子结构和元素性质相似。
1．氯、溴、碘单质的物理性质
溴的保存：在棕色瓶中加少量的水，防止溴挥发，密封、置于低温避光处。
碘的保存：将固体碘单质放在棕色瓶中，密封后，放在低温、避光处。
2．氯、溴、碘的单质的氧化性强弱比较
Cl2+2Br-= Br2+2Cl- ；Cl2+2I-=I2+2 Cl-； Br2+2I-=I2+2Br-
卤素单质的氧化性：Cl2 Br2I2
海水中提溴：用Cl2做氧化剂。
步骤： 浓缩——氧化——提取
2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2
六、教学设计说明：
此课题虽然是为了探知海水提溴的反 ( http: / / www.21cnjy.com )应原理，设计中似乎重点放在了比较Cl2 、Br2 、 I2单质的氧化性强弱上，迟迟未入正题，但恰恰是这一重点与正题只是一步之遥，水到渠成的问题。学生虽然熟悉金属的置换反应，但还未曾正式接触非金属的置换反应，据以往经验，学生难以直接理解接受象Cl2+2NaBr=Br2+2NaCI等这些反应。为了使学生更好地理解、熟悉、应用，以学生熟知的反应知识做铺垫引导，步步推进，使学生自然顺利地进入实验探究的活动中，并且使学生能有序地设计反应进行实验，防止思维混乱、判断不清、延误时间的现象。
正是恰当切入的引导，才使学生 ( http: / / www.21cnjy.com )产生类似联想，打开思维，启迪心智，激发了学生探究的欲望，联想应用，积极主动、大胆有序地设计反应实验，观察思考、探索新知。同时通过合作探究，培养了学生的科学探究、合作、交流能力，激发深层次的思维，提高学习化学的兴趣。
对于正题无需多言，学生已是豁然明了。可见，教师正确的引导点拨在学生获取知识、摘取果实的过程中所起的重要作用。
海水化学资源的综合利用
氯、溴、碘单质之间氧化性的比较
海水提溴和含溴化合物的用途
海水中的化学元素
种类、含量和存在形式
海水提镁及镁的性质、用途
元素化合价: 0 -1
氯水（Cl2） NaCl溶液
溴水（Br2） NaBr 溶液
碘水（I2） KI溶液
具有氧化性 具有还原性
NaBr溶液
氯水
CCl4溶液、振荡
水层
CCl4层
KI溶液
氯水
CCl4溶液、振荡
水层
CCl4层
KI溶液
溴水
CCl4溶液、振荡
水层
CCl4层
