高中化学 3.4海水中的元素 鲁科版必修1
高中化学_鲁科版 必修一 第三章 第四节 海水中的化学元素教学设计学情分析教材分析课后反思
第四节海水中的化学元素（第二课时）溴和海水提溴一、教学目标：知识与技能：通过“观察、思考”和“活动、探究”等教学活动，使学生认识氯、溴、碘单质的物理性质，探究其氧化性强弱的比较方法，了解溴单质及溴的化合物在生产中的应用。
过程和方法：通过对氯、溴、碘单质的氧化性强弱比较的探究活动，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：让学生体验科学探究成功的喜悦，同时培养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。
二、本节课的重点、难点：氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性强弱的比较方法。
三、教学分析：在学习本节之前，学生在第一章已经学过氯气的物理性质和化学性质，知道氯气是氧化性很强的非金属单质；在第二章学过氧化还原反应，知道氧化剂、还原剂与所含元素化合价之间的关系；另外，学生在初中已学过金属活动性顺序表，知道活泼性强的金属（具有还原性）能把活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来；学生通过第一课时的学习，已经了解了海水是化学元素的宝库，并认识了镁单质的还原性和主要用途，以及从海水中提取镁的原理和方法。
所有这些，都为学生学习本课时的内容奠定了基础。
通过分析学生已具备的知识基础及其本节课的教学目标，在教学时应有意识地把氯与溴、碘单质的物理性质进行对比，并引导学生明确“可根据物质颜色的特殊性来检验物质的存在”的基本实验方法，为后面的学习做好铺垫，也为今后学习元素周期律打好基础。
四、教学媒介及教学素材：教材：化学1（必修）山东科学技术出版社教学媒介：PPT五、教学过程：[复习引入]：上节课我们学习了镁单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，[板书]：三、溴和海水提溴[问题]：同学们知道人们为什么这样认为吗?[学生看书后回答]：因为地球上99%的溴元素是以Br-的形式存在于海水中。
高中化学鲁科版必修1 3.4海水中的化学元素
冶金工业等 合成农药等 造纸、玻璃等
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4
海水提镁
[交流讨论]
1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。 2、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在
生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎 样的化学变化？ 3、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学 变化？ 4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施 来提高经济效益？这对你有什么启示？
稀→浓）
溶剂
水
溶质
溴
黄→橙
酒精
橙→橙红
四氯化碳 （比水重）
橙→橙红
碘
黄→褐
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淡紫→紫红
紫→深紫
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I2的特性
升华
碘使淀粉变蓝
碘水
淀粉溶液
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氯 Cl 、 溴 、 碘 Br 的 原 子 结 构I
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性
质
最 外
相 似
—
层
最 子
都
数 相
有
同氧
化
性
13
氯溴碘单质氧化性强弱比较
⑵与氧气反应： ⑶与CO2反应：
点燃
2Mg+O2===2MgO
点燃
2Mg+CO2===2MgO+C
[思考] 由镁引起的火灾能否用 泡沫灭火器灭火？
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CCl4
溴
的 溶解
CCl4
性 振荡
碘水
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水层
CCl4层
水层 CCl4层
10
溴和碘在不同溶剂中的颜色比较（溶质
KI溶液
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鲁科版高中化学必修1-3.4《海水提镁》参考课件
市场价格
试剂 价格 (元/吨) 氢氧化钾 氢氧化钠 氢氧化钙 氢氧化钡
6160
2300
580
3700
问题:如何把Mg(OH)2转化为单 质镁？
物质 熔点 氧化镁 （MgO） 2825℃ 盐酸 氯化镁 （MgCl2） 714℃
解决： Mg(OH)2
MgCl2
电解
熔融
Mg
问题：从海水提取镁的过程中，
三、镁的物理性质：
镁的硬度较小，熔点较低，银白色的金属， 是热和电的良导体，质地柔软。
四、镁的化学性质：
（一）镁的原子结构示意图： 比较：根据钠和镁的原子结构示意图比较下列问题： ①原子半径； ②失电子的能力； ③金属性强弱； Na >Mg ④单质还原性强弱； ⑤化学活动性
（二）化学性质： 1.与O2反应：2Mg + O2 = 2MgO 2.与N2反应：3Mgห้องสมุดไป่ตู้+ N2 = 2Mg2N3 3.与CO2反应: 2Mg + CO2 = 2MgO + C 4.与酸反应：Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2
点燃
点燃 点燃
五、镁的用途：
练习：
1.氧化镁是优质的耐高温材料，现在有氢氧 化镁或碳酸镁，不用其他试剂，通过什么方 法制取氧化镁？ 2.在氯化镁溶液中，分别投入下列各物质， 既有沉淀出现又有气体产生的是 （ B ） A.氢氧化钠 C.碳酸钠 B.金属钠 D.硫酸钠
1.贝壳煅烧成石灰：
CaCO3 = CaO + CO2
电解
问题：工业上氢氧化钙从哪里 获取？
解决：利用海边的贝壳生产石 灰乳， 降低成本。
2.石灰制成石灰乳：
鲁科版高中化学必修一课件海水中的化学元素
有关海水组成的惊人数字
海水中元素种类
80多种
常量元素（>1mg/L） 11种
进入海洋的物质/年 2.5×1010t
溶解的盐类物质总量 5×1017t
氯（Cl）元素总量
2.6×1016t
氡(Rn)元素总量
<1kg
锂(Li)元素总量
2.5×1011t
U
碘(I)元素总量
9.3×1010到提供碱-消石灰的作用。 主要成分发生的化学变化有：
的工艺
CaCO3===高=温==CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2
海水
煅烧
水
贝壳（CaCO3）
生石灰
石灰乳
Mg(OH)2
盐酸 MgCl2
结晶 过滤 干燥 电解 Mg
经历的主要化学变化有：
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
海水提取镁的工艺流程图
交流研讨
请结合海水中提镁的工艺流程讨论以下几个问题
1.海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流 程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？
2. 从海水中的Mg2＋到金属镁，经历了哪些化学变化？ 3.为什么海水中已有MgCl2我们却要加碱转化为 Mg(OH)2再加酸变回MgCl2? 4.在上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经 济效益？
4.5×109t
镁(Mg)元素总量
2×1015t
氯碱工业简介
直流电
原理： 2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑
原料：
饱和食盐水
产品： 氢气
氯气
氢氧化钠
用途：
盐酸
漂白剂
鲁科版化学必修1《海水中的化学元素》课件
溴、碘、钴、镍等痕 量元素
氯、钾、铁、铜、锌 等微量元素
海水中元素的存在形式
离子态
如钠离子、钙离子等
络合态
与有机物或无机物形成络合物
溶解气态
如氧气、氮气等
海水中元素的含量
氧元素含量最高，约占海水质 量的85%
钠元素次之，约占海水质量的 12%
其他元素含量较低，但也是海 水中不可缺少的成分
03 海水资源的利用
课程目标
知识目标
了解海水中的主要化学元素及其含量、 分布和存在形式。
能力目标
情感、态度和价值观目标
培养学生对海洋资源的珍惜和保护意 识，认识到海洋资源对于人类生存和 发展的重要性。
能够分析海水中的化学元素，掌握相 关的实验技能和方法。
02 海水中的化学元素
海水元素
洋。
海水污染的危害
破坏生态平衡
影响人类健康
污染物进入海洋后，会破坏海洋生态平衡 ，导致生物种群数量减少或死亡。
被污染的海水可能含有有害物质，如重金 属、有机污染物等，这些物质可能通过食 物链进入人体，影响人类健康。
损害渔业资源
损害景观和旅游资源
被污染的海水可能导致鱼类、贝类等水产 品受到污染，从而影响渔业资源的可持续 利用。
关注环境问题
结合当前的环境问题，如海洋污染和 酸雨等，探讨这些现象对海水化学成 分的影响。
增加跨学科内容
可以引入其他相关学科的知识，如生 物学、地理学等，以更全面的视角来 研究海水中的化学元素。
利用新技术改进教学
随着科技的发展，可以利用虚拟现实、 增强现实等技术来改进教学方式，提 高教学效果。
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鲁科版化学必修1《海水中的化学 元素》课件
鲁科版高中化学必修一3.4海水中的元素.docx
高中化学学习材料（灿若寒星**整理制作）第4节 海水中的元素第1课时 镁与海水提镁(1)金属镁属于有色金属中的轻金属。
(2)完成下列反应的化学方程式。
①Mg 与O 2反应：2Mg ＋O 2=====点燃2MgO ，剧烈燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体。
②Mg 与盐酸反应：Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑。
③MgCl 2溶液与NaOH 溶液反应：MgCl 2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl 。
④Mg(OH)2与盐酸反应：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O 。
⑤电解MgCl 2：MgCl 2=====电解Mg ＋Cl 2↑。
一、海水——化学元素的宝库 1．海水中的元素元素⎩⎪⎨⎪⎧常量元素(11种)：如氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、 锶、溴、硼、氟。
微量元素：锂、碘、铀等。
2．海水中元素对人体的重要性(1)食盐是人体的必需物质，并对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用。
(2)幼儿缺碘易患呆小症，成人缺碘可引起甲状腺肿瘤。
碘过量也能引起甲状腺肿大。
(3)在食用盐中必须加入一定量的碘酸钾(KIO 3)以确保人体对碘的摄入量。
二、镁及海水提镁 1．海水提镁(1)工业流程步骤：①加碱沉淀；②过滤、加盐酸；③结晶、过滤、干燥；④电解。
(2)主要反应：①MgCl 2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl 2。
②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O 。
③MgCl 2(熔融)=====通电Mg ＋Cl 2↑。
2．镁的性质 (1)物理性质：颜色 密度 硬度 熔、沸点 银白色较小较小较低(2)化学性质：1．下列说法正确的是________。
(1)海水中的常量元素有Cl 、Na 、S 、I 等。
(2)海水的主要成分是水，除能得到淡水和食盐外无其他用途。
(3)微量元素是指1 L 海水中的含量低于1 mg 的元素。
(4)微量元素含量太小，无多大用途。
2020-2021学年鲁科版必修1：3.4海水中的元素 课件(59张)
(2)溴单质和碘单质的颜色和状态及其在不同溶剂中溶液颜色的比较:
溶液 颜色
物理性质 颜色
状态
水中 有机溶剂酒精、
四氯化碳中
溴单质 _深__红__棕__色
_液__体__ _橙__色
_橙__红__色
碘单质 _紫__黑__色
_固__体__ _棕__色
_紫__色
(3)溴的特性: 常温下为液体(唯一的液态非金属单质),易_挥__发__。 (4)碘的特性:
【做一做】(1)萃取剂的条件:萃取剂和原溶剂_互__不__相__溶__;萃取剂和溶质互不发 生反应;溶质在萃取剂中的溶解度远_大__于在原溶剂中的溶解度。 (2)从水中萃取碘单质可以用苯、_四__氯__化__碳__作萃剂,不能用酒精等作萃取剂。
【情境思考】 很多家庭都有如图这样的瓶子,这是把人参、枸杞、灵芝、鹿茸等中药材放在 酒中进行泡制,一段时间以后倒出饮用,有舒筋活血之功效,你知道药材放在酒 中泡制的原理吗?
特性 _易__升__华__ _使__淀__粉__溶__液__变__蓝__
应用 分离和提纯碘 I2和淀粉相互检验
【巧判断】 (1)溴和碘的单质均应低温密闭保存。 ( ) 提示:√。溴单质易挥发,碘单质易升华,故均应低温密闭保存。 (2)碘化钾溶液遇淀粉溶液能显蓝色。 ( ) 提示:×。碘单质遇淀粉溶液能变蓝,而碘化钾溶液遇淀粉溶液不变蓝。 (3)可以用加热的方法分离碘和食盐。 ( ) 提示:√。碘加热时易升华,冷却时再回收,剩下的为氯化钠。
【母题追问】(1)制取镁的过程中为什么不直接加热氢氧化镁得到氧化镁,再电 解氧化镁制取镁? 提示:氧化镁的熔点比氯化镁高得多,电解时耗电量大,成本高。 (2)提取食盐、镁后的母液还可以提取什么物质? 提示:还可以提取溴单质。
鲁科版高中化学必修一课件海水中的元素课件.pptx
（1）镁的物理性质：
颜色 状态 硬度
银白色 ，有金 属光泽
固态
较软
密度 较小
思考：镁的化学性质由谁决定的呢 ？
失去2e+12 2 8 2
+12 2 8
Mg
Mg2+
活泼金属，表现出还原性
想一想
预测： 1、金属镁与非金属反应（O2、N2） 2、金属镁与酸反应
3、镁与水反应（冷？热？） 4、镁与CO2的反应
Mg
C.海水 石灰乳 Mg(OH)2 电解 Mg
D.海水 石灰乳 Mg(OH)2 盐酸 MgCl2 电解 Mg
1、 请独立完成课本P102-P103课后练习题 2、思考：
海水如何提溴？
不能，应该用沙子灭火 2.镁在空气中燃烧后的产物有哪些？
点燃
2Mg+O2===2MgO
点燃
2Mg+CO2===2MgO+C
点燃
3Mg+N2===Mg3N2
从化学原理和经济利益角度分析下列从海水中提取镁单
质的方法最可行的是（ D ）
A.海水 NaOH Mg(OH)2 电解 Mg
B.海水 蒸发 MgCl2 电解
Mg + 2H2O△═Mg(OH)２↓+H2↑
镁与CO2的反应
“白”+“①黑镁”条和干2冰M剧g+烈C反O点应2 燃=，2产MgO + C 生耀眼的白光
②得到白色和黑色两种固体 产物
想一想
① 可以用H2还原的方法提镁吗？ H2的还原性不够 ② 可以用C还原的方法吗？ 易混入杂质 ③可以用活泼金属置换吗？ 造价太高
⑥H2+C点l2=燃==2HCl
③Mg2++2OH-=Mg(O④HM)2↓g(OH)2+2HCl=MgCl2+2 H2O
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问题导学 即时检测 一 二 三
二、氯、溴、碘单质的氧化性强弱比较
活动与探究
实验 内容
实验 现象
化学 方程 式 实验 结论
溶液由无色变为橙 色,滴加 CCl4,振荡 后,溶液分层,下层 液体呈橙红色
实验操作
实验现象
化学方程式
镁带表面有气泡产生,酚酞溶液 变红
Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑
镁带表面有大量的气泡产生,镁 带逐渐溶解,试管外壁感到发烫
Mg+2HCl MgCl2+H2↑
问题导学 即时检测 一 二 三
1.已知Mg还能与Cl2、N2等非金属单质反应,你能写出上述反应的化学方程式
吗?
目标导航 预习导引 一 二 三
一、海水——元素量 元素举例
存在形 式
大于 1 氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟 盐 mg·L-1
小于 1 锂、碘、铀 mg·L-1
—
预习交流1
人体缺碘的危害是什么?你知道我国加碘盐中的碘指的是什么物质吗? 答案:人体缺碘易导致甲状腺肿大(俗称大脖子病)。碘盐中添加的一般是碘酸 钾(KIO3),而不是碘单质。
第 4 节 海水中的元素
目标导航 预习导引
1.了解海水中元素的存在形式和用途,认识 海水综合开发利用的意义; 2.理解海水提镁、海水提溴的原理、流程 和发生的主要反应; 3.了解镁单质的性质和重要用途; 4.了解氯、溴、碘的氧化性及其强弱比较。 1.镁单质的还原性和重要用途; 2.氯、溴、碘的氧化性和氧化性递变情况 及卤素单质和化合物的重要用途; 3.萃取和分液等物质分离与提纯的方法。
答案:(1)就地取材——利用海滩上的贝壳生产氧化钙; (2)提高原料利用率——循环利用氯元素,电解MgCl2可得Cl2,Cl2用于制取盐酸, 盐酸再与Mg(OH)2反应进入循环。 当然,一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。它不仅考 虑化学反应,还要考虑经济效益、环境保护等问题。 3.海水提镁中涉及的基本反应类型有哪些?没有涉及的基本反应类型有哪些? 答案:海水提镁涉及分解反应、化合反应、复分解反应,没有涉及置换反应。
问题导学 即时检测 一 二 三
迁移与应用 例10.1 mol 镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧,生成固体的质量分别为m1、 m2、m3,下列关系式中正确的是( ) A.m2>m1>m3 B.m1=m2>m3 C.m1=m2=m3 D.m3>m2>m1 解析:有关化学方程式依次为
2Mg+O2 2MgO、2Mg+CO2 2MgO+C、3Mg+N2 Mg3N2,
深黄色~褐色 褐色
CCl4 中 —
橙色~橙红色 紫色~深紫色
目标导航 预习导引 一 二 三
(2)溴的特性:常温下唯一的液态非金属单质,有很强的挥发性。 (3)碘的特性:
特性
应用
物理性质 易升华
分离和提纯碘
化学性质 使淀粉溶液变蓝色 碘的检验
2.海水提溴
目标导航 预习导引 一 二 三
预习交流3
如何判断Cl2、Br2的氧化性强弱?如何判断Cl-、Br-的还原性强弱? 答案:根据方程式Cl2+2Br- Br2+2Cl-可知氧化剂是Cl2,还原剂是Br-,氧化产物 是Br2,Cl-是还原产物,所以氧化性:Cl2>Br2;还原性:Br->Cl-。
目标导航 预习导引 一 二 三
2.镁的化学性质
3.用途 (1)制造汽车、飞机、火箭的重要材料,被誉为“国防金属”。 (2)在冶金工业上,镁常用作还原剂和脱氧剂。
目标导航 预习导引 一 二 三
目标导航 预习导引 一 二 三
2.结合海水提镁的工业流程,讨论在从海水中提取镁的过程中,采用哪些措施来 提高经济效益?
目标导航 预习导引 一 二 三
二、海水提镁
1.镁的提取
目标导航 预习导引 一 二 三
③的化学方程式为 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ ④的化学方程式为 CaCO3 CaO+CO2↑ ⑤的化学方程式为 CaO+H2O Ca(OH)2 ⑥的离子方程式为 2OH-+Mg2+ Mg(OH)2↓或 Ca(OH)2+Mg2+ Mg(OH)2+Ca2+ ⑦的化学方程式为 Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O ⑨的化学方程式为 MgCl2 Mg+Cl2↑
答案:Mg+Cl2
MgCl2
3Mg+N2 Mg3N2
2.镁在空气中燃烧时可能发生哪些反应?主要产物是什么? 答案:Mg在空气中燃烧时,可能发生的反应有:
2Mg+O2 2MgO,3Mg+N2 Mg3N2,2Mg+CO2 2MgO+C,
由于N2性质稳定,CO2含量很少,所以主要产物是MgO。 3.根据镁与O2的反应,镁有何重要用途? 答案:生活中,常用镁制作焰火;军事上,用镁制作信号弹、烟幕弹。
目标导航 预习导引 一 二 三
三、海水提溴
1.卤素单质 (1)溶解性: Cl2、Br2、I2三种单质在水中的溶解度都不大,均易溶于有机溶剂(如CCl4、酒 精、汽油、苯等)。
物理性质 氯气 溴单质
碘单质
颜色
黄绿色 深红棕色 紫黑色
状态
气体 液体
固体
溶液 颜色
水中 酒精中
浅黄绿色 —
黄色~橙色 橙红色
根据方程式可以看出,0.1 mol Mg与三种气体反应后,所得固体质量分别增加1.6 g、2.2 g、0.93 g,故A对。
答案:A
问题导学 即时检测 一 二 三
迁移训练1下列有关镁的叙述中正确的是( ) A.镁条燃烧引起的火灾可用CO2进行灭火 B.镁不能与Cl2反应 C.镁制容器可以贮存、运输浓硫酸 D.镁在空气中燃烧的固体产物为混合物 解析:Mg能在CO2中燃烧,A错;Mg是活泼金属,易与Cl2反应,B错;Mg不能被浓硫 酸钝化,不能用镁制容器贮存、运输浓硫酸,C错;Mg可以与空气中的N2、O2、CO2 反应,得到Mg3N2、MgO、C的固体混合物,D对。 答案:D
问题导学 即时检测 一 二 三
一、镁的性质
活动与探究 实验操作 实验现象
化学方程式
镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量 的热,生成白色粉末
2Mg+O2 2MgO
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 2Mg+CO2
色固体附着
2MgO+C
问题导学 即时检测 一 二 三