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1、,核心要点突破,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,课题2,课题2 海水的综合利用,学习目标 1.了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。 2.了解海水提溴的重要步骤。,课前自主学案,一、海水中盐的开发和利用 海水中含有多种盐类，以_最多，约占海水中盐类总量的_，还含有_、_等。 1海水制盐 (1)海水制盐以_法(盐田法)为主，主要原理是太阳照射后，水分蒸发，各种盐分达到_浓度时，依次以固体形式析出。,氯化钠,80%,氯化镁,硫酸钙,蒸发,饱和,(2)盐田必须符合的条件： 有平坦空旷的海滩，潮汐落差大； 气候干燥、多风、少雨； 远离江河入海口。 (3)盐田一般分为_、_、_三部分。
2、 (4)海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓缩，达到饱和后会析出_，分离后所得的母液叫_，可综合利用制得副产品_、_等。(卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾。),贮水池,蒸发池,结晶池,食盐晶体,苦卤,氯化钾,氯化镁,(5)海水制盐还可用电渗析法和冷冻法，这样不仅可制得盐，还可得到_。 2食盐资源的利用 (1)化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制取_，再进一步生产其他化工产品。 (2)电解食盐水实验装置,淡水,NaOH、Cl2、H2,用电解饱和食盐溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。 氯化钠溶液中存在着 Na、Cl、OH、H四种离子，
3、通直流电后，_向阳极移动，_向阴极移动。 (3)阳极反应式 _， 阴极反应式 _。,Cl、OH,Na、H,2Cl2e=Cl2,2H2e=H2,(6)电解制碱目前主要采用_法。离子交换膜电解槽是由多个_槽串联或并联组成。 单元槽由阳极(钛网)、阴极(碳钢网)、_、_和_等组成。 (7)精制的饱和食盐水进入阳极室，加入NaOH的纯水进入阴极室，通电时，水在阴极表面放电生成 _，Na 穿过离子交换膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含_，Cl则在阳极表面放电生成 _，电解后的淡盐水从_极导出。,离子交换膜,单元,离子交换膜,电解槽框,导电铜棒,H2,NaOH,Cl2,阳,3离子交换膜法制烧碱 二、海
4、水提溴 从海水中提溴约占世界溴年产量的1/3，常用的方法叫_，即用氯气氧化海水中的Br，使其变成Br2，然后用空气或水蒸气吹出。 1氯化 (1)用氯气置换溴离子的反应式为 _。 (2)氯气置换溴离子之前，要使海水_化，使pH_。,吹出法,Cl22Br=Br22Cl,酸,3.5,2吹出 当Br被氧化成 Br2后，用_将其吹出，也可用_与溴一起蒸出。 3吸收 用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品的反应方程式为Br2SO22H2O=2HBrH2SO4，Cl22Br=2ClBr2。 溴的用途：工业上：燃料的防爆剂；胶卷的感光材料；农业上：杀虫剂；医药上：红药水、镇静剂。 氧化性：Cl2
5、Br2I2。,空气,水蒸气,Cl22Br=Br22Cl；Cl22I=I22Cl；Br22I=I22Br。 三、海水提镁 1海水中镁的总储量约为_t，目前世界生产的镁_来自海水。 2工业生产中提取镁的主要方法和主要反应方程 式：,2.11015,60%,四、从海水中提取重水 2. 氘的原子核内有一个_和一个_，所以叫_，化学符号是_。重水可作原子反应堆的_和_。 3热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融合成氦核，同时放出大量能量的过程。 4海水中含重水约_。,质子,中子,重氢,D,中子减速剂,传热介质(重水堆),2.01014 t,核心要点突破,一、海水中盐的开发和利用 1海水制盐 (1)利用蒸发
6、法，从海水中主要获得氯化钠，及氯化镁、氯化钾等副产品。 (2)电渗析法、冷冻法不仅能制得盐，同时还可得到淡水。,2氯碱工业食盐资源的利用 离子交换膜法电解食盐水： (1)设备：离子交换膜电解槽。离子交换膜只允许Na通过。 (2)原理：化学方程式为,2主要反应原理：Cl22Br=Br22Cl。 3溴的吸收富集 (1)纯碱吸收法：海水中的溴离子被氧化为溴单质后，用热空气或水蒸气吹出，通过Na2CO3溶液使溴富集后，再将得到的溶液用稀硫酸酸化，用有机溶剂萃取溴单质。发生反应： 3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2 5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O
7、(2)SO2吸收法：用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起，不易分离，用还原剂SO2吸收后，再用氯气氧化HBr即得到溴单质。,特别提醒：通氯气前要将海水酸化，pH为3.5时，氯气的氧化效果最好。 用空气或H2O(g)将溴吹出，而不用CCl4萃取，因后者工艺复杂，设备投资大，经济效益低且对环境污染严重。,三、海水提取镁工艺流程和化学平衡原理的应用 1生产步骤 (1)加熟石灰 (2)过滤 (3)加盐酸 (4)浓缩结晶脱水干燥 (5)熔融电解 2工艺流程,4工业生产中平衡原理的应用 (1)沉淀溶解平衡原理的应用 向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH)增大，Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH
8、)2，则最大程度地将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。 向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移。 (2)水解平衡原理的应用 在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在HCl气体环境中，增大c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。,特别提醒：为提高反应中Mg2的浓度，将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤。 电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。 所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去，以保证MgCl2的纯度。,课堂互动讲练,1海水淡化 通过从海水中提取淡水或
9、从海水中分离出盐分，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法已有十几种，主要的有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法，其蒸馏原理如图所示。,2海水中镁、钾、溴、碘等化工产品元素的提取 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问题。如海水中溴的提取流程： (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。 2NaBrCl2=Br22NaCl,(3)向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸
10、收塔内以达到富集的目的。 Br2SO22H2O=2HBrH2SO4 (4)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。 2HBrCl2=2HClBr2 (5)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。 海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以I的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。,如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是： 2IH2O22H=I22H2O 实验先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用H2O2、H2SO4处理，使得I被氧化成I2。 3海水资源的综合利用 (1)从海水中提取淡水海水淡化； (2)直接利用海水进行循环冷却； (3)海水制盐；,(4)从海水中提取镁、钾、溴、
11、碘等化工产品； (5)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料； (6)从海水中获取其他物质和能量。,请回答氯碱工业中的如下问题： (1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k (质量比)生成的产品。理论上k_(要求计算表达式和结果)；,图中X、Y分别是_、_(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_； 分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：_；负极：_； 这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)_、_。,变式训练 工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示：,(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子
12、是_。电解槽中的阳极材料为_。 (2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？_(填“是”或“否”)。原因是_。 (3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶， 故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。,解析：(1)电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜，而在食盐水中的阳离子只有H和Na，电解时，H在阴极上生成氢气，Na在外加电场作用下向阴极运动，所以通过离子膜和隔膜的是Na。由于阳极上发生氧化反应，是溶液中Cl放电生成Cl2，所以必须用惰性电极，工业上一般用钛(表面涂有钌氧化物)，也可以用石墨电极。 (2)在该流程开始时向苦卤中加入硫酸，因CaSO4微溶于水，先形成CaSO4沉淀而将Ca2除去。若先制取Mg(OH)2，加入的石灰水会有部分与硫酸反应生成CaSO4而使制得的Mg(OH)2不纯净。,(3)CCl4是一种易挥发、有毒的液体，所以此流程中不用CCl4萃取的方法，而是利用溴的挥发性，向得到的含溴水的海水中吹入热空气，使溴挥发出来。与萃取相比，该方法简单、实用、经济、无污染。 答案：(1)阳离子(或Na) 钛(或石墨) (2)否 如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯 (3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大，经济效益低、环境污染严重,
