高三化学一轮复习公开课《第8讲 物质的分离与提纯——基于海水资源综合利用》的教学设计

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高三一轮复习 第8讲 物质的分离与提纯——基于海水资源综合利用 教案
（人教版2019必修1/必修2 化学物质及其变化、化学与自然资源的开发利用）
一、教材及学情分析
教材分析
本课时属于高三一轮复习“化学实验基础”与“化学与自然资源利用”的整合拓展内容，对应人教版2019必修1第一章“化学实验基本方法”及必修2第四章“化学与自然资源的开发利用”。教材原章节从基本分离提纯方法入手，延伸至海水资源的综合利用，本复习课则聚焦高考命题的“真实情境-实验逻辑-工业应用”综合逻辑，将海水资源中“盐分（NaCl）、镁元素、溴元素”的提取流程作为情境载体，整合“过滤、蒸馏、萃取、分液、蒸发、结晶”等分离提纯方法的原理、操作与适用场景，帮助学生建立“实验方法-工业流程-物质转化”的完整认知链条。本课时的复习既巩固了化学实验分离提纯的核心方法，又强化了实验原理与工业生产的关联，贴合《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等核心素养的培养要求。
学情分析
学生为高三年级，已掌握过滤、蒸馏、萃取、分液等基础分离提纯方法，但面对高考中“工业生产场景下的分离方法选择、复杂混合体系的分离流程设计、陌生情境下的分离方法应用”等高频难点时，难以精准关联实验原理与工业生产的实际需求（如海水淡化的蒸馏、溴提取的萃取），容易出现“分离方法选择错误、工业流程逻辑混乱、物质转化判断偏差”等问题。为帮助学生克服这些困难，教师可采用模型构建法、真实情境拆解法、小组合作探究等教学方法，激发学生的复习主动性，提升他们的知识迁移与综合应用能力。
二、教学目标
结合《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》及高三一轮复习的核心要求，围绕化学学科核心素养制定如下教学目标：
1. 宏观辨识与微观探析：从海水混合体系的宏观组分差异出发，关联微观粒子的性质差异（如NaCl与Br 的溶解性差异、Mg 与Na 的沉淀差异），建立“宏观组分差异-微观性质差异-分离方法选择”的递进认知，深化“性质差异决定分离方法”的核心逻辑。
2. 证据推理与模型认知：构建“分离提纯分析模型”（组分差异分析→性质差异判断→分离方法选择→工业流程设计），基于海水资源组分的性质证据，快速选择合适的分离方法、推导工业提取流程、判断混合体系的分离逻辑，提升模型迁移与逻辑推导能力。
3. 科学探究与创新意识：通过对海水资源综合利用真实工业流程的拆解与小组探究，合作分析复杂分离问题（如海水淡化、溴提取、镁提取的具体分离方法），培养从混合体系组分中提取证据、推导分离流程的探究能力。
4. 科学态度与社会责任：了解海水资源综合利用的意义，认识化学分离提纯方法在工业生产、环境保护中的应用价值，增强科学服务社会的责任意识。
三、教学重难点
教学重点
核心分离提纯方法的原理、操作与适用场景：
过滤：分离难溶固体与液体混合物，适用于海水提取镁中Mg(OH) 沉淀的分离
蒸馏：分离沸点差异较大的液体混合物，适用于海水淡化（淡水与海水盐分的分离）
萃取/分液：分离在不同溶剂中溶解度差异较大的溶质，适用于海水提取溴中Br 的分离富集
蒸发/结晶：分离可溶性固体与液体混合物，适用于海水提取NaCl中晶体的提取
沉淀转化：利用溶解度差异分离不同的离子，适用于海水提取镁中Mg 的沉淀与转化
海水资源综合利用的工业流程与分离逻辑：
NaCl提取：海水蒸发结晶→过滤→粗盐提纯→精盐
镁提取：海水→加石灰乳沉淀Mg →过滤→Mg(OH) 加盐酸→MgCl 溶液→蒸发结晶→电解MgCl →Mg
溴提取：海水→Cl 氧化Br →Br →鼓入热空气吹出→SO 水溶液吸收→Br →Cl 氧化→Br →CCl 萃取→分液→蒸馏→Br
教学难点
工业流程中分离方法的选择逻辑：如海水脱盐的蒸馏原理、溴提取的萃取富集原理
复杂混合体系的分离流程设计：如海水提取镁中杂质的去除（Ca 、SO ）
分离与提纯的差异：提纯要求目标产物的纯度，分离要求各组分的分离
四、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节：真实情境与任务驱动 5分钟 1. 展示海水资源综合利用的工业现场图与流程框图，提出任务：“如何从海水中分离提纯NaCl、Mg、Br ？”
2. 提出问题链：
① 海水的主要组分有哪些？
② 不同组分的性质有何差异？
③ 如何根据性质差异选择分离方法？
④ 工业流程中分离方法的选择需考虑哪些因素？
3. 梳理学生的初步回答，提炼出“NaCl、Mg 、Br 、Ca 、CO ”等组分，引出本节课主题：构建分离提纯分析模型，突破海水资源综合利用的高考综合题。 1. 认真观察情境图与流程框图，结合已有知识思考海水资源的组分与分离方法
2. 举手发言，分享自己的初步分离思路，如“海水蒸发结晶提取NaCl，Cl 氧化Br 提取溴，加石灰乳沉淀Mg 提取镁”
3. 明确本节课的复习目标：掌握核心分离提纯方法的原理、操作与工业应用，从海水中分离提纯NaCl、Mg、Br 。 1. 以真实的海水资源利用为情境，贴合高三复习的工业应用考点，快速暴露学生在分离方法选择、工业流程逻辑中的认知误区
2. 通过任务驱动与问题链制造认知冲突，激发学生的复习主动性
3. 建立“真实情境-模型构建”的直接关联
讲授环节一：分离提纯分析模型构建 10分钟 1. 分离提纯的核心逻辑：根据混合物中各组分的性质差异（溶解性、沸点、密度、化学性质等）选择合适的分离方法，分离要求各组分的分离，提纯要求目标产物的纯度
2. 构建“分离提纯分析模型”：
（1）组分差异分析：明确混合物中各组分的种类与存在形式（如海水含NaCl、Mg 、Br 、Ca 、SO 等）
（2）性质差异判断：分析各组分的物理性质（溶解性、沸点、密度）与化学性质（氧化性、还原性、沉淀性）的差异（如NaCl易溶于水，Mg 可与OH 沉淀，Br 可被Cl 氧化为Br ）
（3）分离方法选择：根据性质差异选择合适的分离方法，如溶解度差异选过滤/结晶，沸点差异选蒸馏，化学性质差异选化学反应分离，溶解度差异在不同溶剂中选萃取/分液
（4）工业流程设计：从原料开始，逐步应用分离方法，最终得到目标产物，需考虑成本、操作难度、产物纯度等因素
3. 工业流程设计原则：步骤简洁、操作可行、成本低廉、产物纯度高、符合环保要求。 1. 跟随教师的梳理，在笔记本上记录分离提纯分析模型的步骤，标注核心逻辑“性质差异决定分离方法”
2. 结合海水的组分，判断各组分的性质差异，标注对应的分离方法
3. 思考：“工业流程设计中如何平衡成本与产物纯度？”并举手发言分享思路
4. 总结分离提纯分析模型的核心步骤与工业流程设计原则，重点标注性质差异与分离方法的对应关系。 1. 构建通用分离提纯分析模型，将复杂的分离流程转化为可操作的步骤，降低判断难度
2. 强调工业流程设计的实际需求，贴合高考的工业应用考点
3. 通过性质差异与分离方法的对应关系，强化“结构决定性质，性质决定方法”的核心逻辑
讲授环节二：核心分离提纯方法的原理与工业应用 12分钟 1. 核心分离提纯方法的原理与操作：
（1）过滤：适用于难溶固体与液体混合物，如海水提取镁中Mg(OH) 沉淀的分离，操作要点为“一贴二低三靠”
（2）蒸馏：适用于沸点差异较大的液体混合物，如海水淡化，操作要点为“温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处，冷凝水逆流”
（3）萃取/分液：适用于在不同溶剂中溶解度差异较大的溶质，如海水提取溴中Br 的富集，萃取剂需满足“与原溶剂不互溶、不反应，溶质在萃取剂中溶解度大”，操作要点为“振荡后放气，下层液体下口出，上层液体上口出”
（4）蒸发/结晶：适用于可溶性固体与液体混合物，如海水提取NaCl中NaCl晶体的提取，操作要点为“蒸发至大量晶体析出时停止加热，余热蒸干”
（5）沉淀分离：适用于能与沉淀剂反应生成沉淀的物质，如海水提取镁中Mg 的沉淀，需选择廉价高效的沉淀剂（如石灰乳）
2. 结合海水资源综合利用的工业应用：
（1）NaCl提取：海水蒸发结晶→过滤→粗盐提纯（加BaCl 除SO 、加Na CO 除Ca 、加NaOH除Mg 、加HCl调pH）→精盐
（2）镁提取：海水→加石灰乳沉淀Mg →过滤→Mg(OH) 加盐酸→MgCl 溶液→蒸发结晶（HCl气流中防止水解）→电解MgCl →Mg
（3）溴提取：海水→Cl 氧化Br →Br →鼓入热空气吹出Br →SO 水溶液吸收生成HBr→Cl 氧化HBr→Br →CCl 萃取→分液→蒸馏→Br 1. 跟随教师的梳理，在笔记本上绘制核心分离提纯方法的原理模型，标注适用场景与操作要点
2. 结合海水资源综合利用的工业流程，标注每一步的分离方法与转化反应，如Mg 沉淀用石灰乳、溴的氧化用Cl
3. 思考：“海水提取镁中为什么要在HCl气流中蒸发MgCl 溶液？”并举手发言分享思路
4. 总结核心分离提纯方法的原理、操作要点与工业应用，重点标注适用场景与操作细节的高考考点。 1. 系统梳理核心分离提纯方法的原理与操作，帮助学生从实验原理推导工业应用，强化实验原理与工业生产的关联
2. 突出海水资源综合利用的工业流程，贴合高考的工业流程考点
3. 通过对比核心分离提纯方法的原理与适用场景，强化性质差异与分离方法的对应关系
实践环节一：小组合作——海水资源综合利用真题探究 10分钟 1. 将学生分成4人小组，发放“海水资源分离提纯任务单”，选取2022年新高考卷Ⅰ的真题：
“工业上从海水中提取Mg的流程如下：
海水→石灰乳→沉淀→过滤→Mg(OH) →HCl→MgCl ·6H O→HCl气流→MgCl →电解→Mg
回答下列问题：
（1）写出海水提取Mg的流程中各步的分离方法与反应类型
（2）说明在HCl气流中蒸发MgCl ·6H O的原因
（3）对比海水提取Mg与MgO电解的缺点，说明MgCl 电解的优点”
2. 巡回指导各小组，针对小组的疑问进行点拨，如“HCl气流如何防止水解？”“MgCl 电解的优点”
3. 请1个小组展示探究结果，其他小组进行补充与评价，最后教师总结：“Mg(OH) 沉淀用过滤分离，MgCl 溶液蒸发用蒸发结晶，电解MgCl 得到Mg；HCl气流中蒸发是为了防止Mg 水解生成Mg(OH) 沉淀，提高MgCl 的纯度；MgO熔点高，电解能耗大，MgCl 熔点低，电解能耗小”。 1. 4人小组分工合作，每人负责1个问题的分析，共同完成任务单
2. 小组内讨论争议点，如“HCl气流防止水解的原理”“MgCl 电解的优点与缺点”
3. 小组代表上台展示探究结果，结合分离提纯分析模型讲解分离方法与反应类型
4. 记录教师总结的核心结论，强化分离提纯分析模型的应用与工业流程设计的原则。 1. 通过小组合作演练真题，让学生在真实工业情境中应用分离提纯分析模型，提升知识迁移能力
2. 重点突破海水提取镁的工业流程与HCl气流防止水解的难点，及时纠正学生的认知误区
3. 培养学生的合作探究能力与表达能力
实践环节二：独立练习——分离提纯真题应用 10分钟 1. 发放2023年全国卷Ⅰ的真题：
“溴及其化合物广泛应用于医药、农药、纤维、塑料阻燃剂等，含溴的废水处理方法如下：
含Br 废水→Cl 氧化→Br →CCl 萃取→分液→Na SO 还原→Br →Cl 氧化→Br →NaOH溶液→NaBr/NaBrO →H SO 酸化→Br
回答下列问题：
（1）写出含Br 废水处理流程中各步的分离方法与反应类型
（2）说明Br 还原为Br 的原因
（3）说明酸化后生成Br 的反应原理”
2. 要求学生独立完成，运用本节课构建的分离提纯分析模型解题，教师巡回观察学生的解题过程，记录普遍存在的问题
3. 请1名学生上台展示解题过程，教师针对学生的易错点进行点评，如“萃取剂的选择条件，酸化后生成Br 的反应原理（Br 与BrO 在酸性条件下归中反应生成Br ）”。 1. 独立完成真题应用，按“组分差异分析→性质差异判断→分离方法选择→工业流程设计”的步骤逐一分析
2. 解题过程中回顾分离提纯分析模型的核心逻辑，结合性质差异与分离方法的对应关系，判断分离方法与反应类型
3. 观看同学的展示，对比自己的解题思路，修正错误
4. 记录教师点评的易错点，标注在自己的练习纸上，重点标注分离方法的选择与反应类型的判断。 1. 通过独立练习检测学生对分离提纯分析模型的掌握程度，贴合高考应试需求
2. 暴露学生在分离方法选择、工业流程设计中的易错点，及时纠正强化
3. 提升学生在高考分离提纯与工业流程真题中的解题信心与能力
总结环节：知识体系整合 3分钟 1. 引导学生一起梳理本节课的知识体系：以“分离提纯分析模型”为核心，分支为“核心分离提纯方法、海水资源综合利用工业流程”，强调各部分的关联：“分离方法是基础，工业流程是应用，核心逻辑是性质差异决定分离方法”
2. 强调：“无论实验分离还是工业生产，分离提纯的核心都是根据混合物中各组分的性质差异选择合适的方法，抓住性质差异，就能突破任何分离提纯的综合问题”
3. 提示学生课后整理本节课的易错点，重点标注核心分离提纯方法的原理与操作要点、海水资源综合利用的工业流程。 1. 跟随教师的引导，在笔记本上整理知识体系，标注各部分的关联点
2. 齐声复述分离提纯的核心逻辑“性质差异决定分离方法”，强化记忆
3. 记录课后整理任务，明确后续复习方向。 1. 通过知识体系整合，帮助学生将零散的知识点构建成结构化的认知网络，深化记忆
2. 再次强调分离提纯的核心逻辑，让学生建立“以性质差异为依据，以分离方法为工具，以工业流程为应用”的解题思维
3. 引导学生主动梳理易错点，提升复习的针对性
五、板书设计
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物质的分离与提纯——基于海水资源综合利用
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│ 分离提纯分析模型 │ 1. 组分差异分析：明确混合物中各组分的种类与存在形式│
│ │ 2. 性质差异判断：分析物理/化学性质的差异 │
│ │ 3. 分离方法选择：根据性质差异选择合适的方法 │
│ │ 4. 工业流程设计：步骤简洁、操作可行、成本
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