《2017高中化学 第二章 化学与资源开发利用 第二节 海水的综合利用课件 新人教版选修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017高中化学 第二章 化学与资源开发利用 第二节 海水的综合利用课件 新人教版选修2（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、*1 第二章 化学与资源开发利用 第二节 海水的综合利用 第2课时 新课标人教版高中化学课件系列 选修2 化学与技术 *2 教学目标 知识与能力： 1掌握氯碱工业、海水提溴、海水冶炼镁的化学原理 ； 2了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资 源利用的作用。 教学重点、难点： 氯碱工业、海水提溴、海水冶炼镁的化学原理。 探究建议： 1收集资料：海水资源的综合利用。 2查阅有关氯碱工业发展的资料，讨论科学技术对促 进生产力发展所起的作用。 课时划分：两课时 海水的综合利用 *3 电解饱和食盐水反应原理 阴极： 阳极： 总反应： 2H+ + 2e- = H2 2Cl- -2e- = Cl2 2
2、H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 电解 2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH 电解 海水提溴 *4 + Cl2 Cl2 Cl H2 Na+ H+ OH 淡盐水 NaOH溶液 精制饱和 NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 离子交换膜 阳 极 金属钛网 阴 极 碳钢网 海水提溴 *5 1、氧化 工业上从海水中提取溴时，首先通氯气于pH为3.5左右晒盐 后留下苦卤(富含Br-离子)中置换出Br2。 二、海水提溴 Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - 海水提溴 *6 2、吹出 然后用空气把Br2吹出，再用Na2C03溶液吸收，即得较浓的 N
3、aBr和NaBrO3溶液： 3CO32- + 3Br2 = 5Br- + BrO33- + 3CO2 最后，用硫酸将溶液酸化，Br2即从溶液中游离出来： 5Br- + BrO33- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O 3、吸收 用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr，再用氯气将其氧化成溴产品 。 Br2 + SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4 Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - 海水提溴 *7 思考：海水是一种混合溶液，其中主要含有哪 些离子？ Cl-、Na+、Mg2+、 Ca2+、SO42-、 结合海水资源的特点，我们从海水中提 取镁到底有没有实际意义？在提取过程中又 可能
4、会面临怎样的困难？ 三、海水提镁 海水提镁 *8 思考： 、如何实现Mg2+ 的富集和分离？ 可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀 、是不是直接往海水中加沉淀剂？ 不是，因为海水中的Mg2+ 的浓度很小，直接加沉淀 剂不利于Mg2+的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我 们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂 、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？ Ca(OH)2 海水提镁 *9 思考：如何由贝壳制得氢氧化钙？ 贝壳(CaCO3) 煅烧 CaOCa(OH)2 海水提镁 *10 、从沉淀效果看，澄清石灰水比氢氧化钠效果差 得多，如何解决这一矛盾？ 、如何制得无水MgCl2 ？ 、由MgCl2 到Mg究竟用还原
5、法还是电解 法好？ 思考： 用石灰乳代替石灰水 先加盐酸反应，再浓缩得MgCl26H2O晶体，然后再将 MgCl26H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2 由于镁本身比较活泼，用还原法比较困难，工 业上常使用电解熔融的氯化镁得到镁 、请设计请设计 由Mg(OH)2到Mg的可能途径。 海水提镁 *11 过滤，加盐酸 加热 电解 海水 母液 b c 煅烧 a 浓缩 贝壳 石灰乳 a ； b ； c 。 MgCl2 溶液 练习根据讨论，在下列方框中填入合适的物质的化学式 完成工业上用海水提镁的工艺流程， 并写出a、b、c三个步骤的化学方程式： CaO Mg(OH)2MgCl26H2O
6、MgCl2Mg gCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaCl2 Mg(OH)Mg(OH) 2 2 +2HCl=MgCl+2HCl=MgCl 2 2 +2H+2H 2 2 OO MgClMgCl 2 2( ( 熔融熔融) ) = Mg+ClMg+Cl 2 2 通电 海水提镁 *12 海水提镁 *13 思考：电解产生的Cl2怎么处理？ Cl2 海水提镁 *14 探究一：取一小段除去氧化膜的镁条投入盛有一定量稀盐 酸的试管中； 现象： 结论或化学方程式： 镁条逐渐溶解，有大量气体产生 Mg+2HCl=MgCl2+H2 探究二：取一小段除去氧化膜的镁条投入滴有酚酞的水中； 现象： 结论或化学方
7、程式： 有气体产生，滴有酚酞的水溶液变红（但比钠 与水反应缓和得多） Mg+H2O=Mg(OH)2+H2 海水提镁 *15 探究三：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。 现象： 结论或化学方程式： 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 2Mg + CO2=2MgO+C 点燃 探究四、Mg条与氮气的反应 3 Mg +N2= Mg3N2 点燃 海水提镁 *16 1、海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一,从海水中提镁镁， 可按如下步骤进骤进 行： （1）将贝贝壳制成石灰乳 （2）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤过滤
8、 、洗涤涤沉 （3）将沉淀物与盐盐酸反应应、结结晶、过滤过滤 、干燥产产物 （4）将产产物熔融后电电解 关于提取镁镁，下列说说法中不正确的（ ） . 此法的优优点之一是原料来源丰富 . 进进行（1）、（2）、（3）步的目的是从海水中提取MgCl2 . 第四步会产产生氯氯气 D.以上过过程中涉及到复分解反应应、化合反应应和置换换反应应 海水提镁 *17 2、分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是 （ ） A. C B. MgO C. MgCO3 D. Mg3N2 C MgBr2+NaOH=2NaBr+Mg(OH)2 3、镁粉使溴水褪色后，再向溶液中滴加氢氧化钠溶液， 产生白色沉淀，发生反应
9、的化学方程式 为 海水提镁 *18 小 结 、海水中的化学元素的存在与利用 、海水提镁的工艺流程 、镁的性质 、镁的用途 海水提镁 *19 四、从海水中提取重水 海水中溶存着80多种元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的 开发价值。据计算，每立方千米海水中含有3 750104 t固体物质，其中 除氯化钠约3 000104 t外，镁约450104 t，钾、溴、碘、钍、钼、铀 等元素也不少。 中 国 海 域 镁在海水中 含量很高，仅次于 氯和钠，居第3位 。 溴的浓度较高， 平均为6710-3 mL/L ，地球上99以上的 溴都储存在海水里， 故溴有“海洋元素”之 称。 碘在海水中 的浓度只有
10、0.06 10-6，属于微量元 素。 钾在海水中的 总量为500 1012 t 以上。海水中所含 钾的储量远远超过 钾盐矿物储量。 铀海水中的总 量非常可观，达 45108 t，相当于 陆地储量的4500倍 。 一吨海水中所含重 水的核聚变反应， 可释放出相当于 256t石油燃烧所产 生的能量。 重水核聚变反应可 释放出相当能量，海水中 约有200108 t重水。 提取 从海水中提取重水 *20 氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比 氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原 子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合 成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要
11、赋存于 海水中，总量可达250亿吨。重水现在已是核反应堆运行不 可缺少的辅助材料，也是制取氘的原料。 制备重水有两种方法， 蒸馏法：这种方法只能得到纯度为92%的重水； 电解法：可得99.7%的重水，但消耗电能特别大。 化学法： 从海水中提取重水 *21 重水可以通过多种方法生产。然而只有两种方法已证明具 有商业意义： 水-硫化氢交换法（和氨-氢交换法。 水-硫化氢交换法是基于在一系列塔内（通过顶部冷和 底部热的方式操作）水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方 法。在此过程中，水向塔底流动，而硫化氢气体从塔底向 塔顶循环。使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间 的混合。在低温下氘向水中迁移，而在高温下氘向硫化氢 中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段 和冷段的接合处排出，并且在下一级塔中重复这一过程。 最后一级的产品（氘浓缩至30%的水）送入一个蒸镏单元 以制备反应堆级的重水（即99.75%的氧化氘）。 从海水中提取重水 *22 科学视野 P37 从海水中提取重水
