《2018年高中化学第二单元化学与资源开发利用课题2海水的综合利用教学案新人教版选修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高中化学第二单元化学与资源开发利用课题2海水的综合利用教学案新人教版选修2（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新人教版高中化学选修2学案课题2海水的综合利用海水中盐的开发和利用自读教材夯基础1海水制盐(1)海水制盐的方法有三种：蒸发法、电渗析法和冷冻法。(2)目前，海水制盐的方法仍以蒸发法(盐田法)为主，其原理是海水经蒸发浓缩，达到饱和后析出食盐晶体，分离后所得到的母液叫苦卤。(3)盐田选择的条件：作为盐田必须符合的条件有三个。有平坦空旷的海滩，潮汐落差大空气干燥、多风、少雨远离江河入海口(4)流程：2食盐资源的利用(1)电解饱和食盐水的反应原理：阳极：2Cl2e=Cl2。阴极：2H2e=H2。总反应的化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(2)氯碱工业：生产装置：离子交换膜电解槽。生产
2、过程：精制的饱和食盐水进入阳极室，纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na穿过离子交换膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl在阳极表面放电生成Cl2。跟随名师解疑难(1)离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，避免了两极产物混合，从而得到较纯净的NaOH、Cl2、H2。(2)采用饱和食盐水是为了减少Cl2的溶解。(3)充入阴极区的水中加入少量NaOH，是为了增强导电性。(4)工业生产中常用石墨作阳极，用铁作阴极。剖析典例探技法例1氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图为：依据示意图完成下列填空：(1)在电解过程
3、中，与电源正极相连的电极上所发生反应的离子方程式为_。与电源负极相连的电极附近，溶液pH_(填“不变”、“升高”或“下降”)。(2)工业食盐含Ca2、Mg2等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为_。(3)如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是_(选填a，b，c)。aBa(OH)2bBa(NO3)2 cBaCl2(4)为有效除去Ca2、Mg2、SO ，加入试剂的合理顺序为_(选填a、b、c)。a先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的
4、差异，通过_、冷却、_(填写操作名称)除去NaCl。(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为_。名师解析(1)电解食盐水时，与电源正极相连的电极发生的反应是2Cl2e=Cl2，与电源负极相连的电极发生的反应是2H2e=H2，消耗H，即产生OH，所以溶液的pH升高。(2)精制过程中，加入Na2CO3除去Ca2(Ca2CO=CaCO3)；加入NaOH除去Mg2(Mg22OH=Mg(OH)2)，由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，所以Mg2与OH、
5、CO混合时，主要生成Mg(OH)2沉淀。(3)除去SO应选择Ba2，如加入Ba(NO3)2，溶液中会引入杂质NO，而加入BaCl2或Ba(OH)2均不会增加新的杂质。(4)除杂质时加入Ba2和OH无先后之分，但Na2CO3一定在BaCl2之后加入，因为CO还要除去多余的Ba2。(5)脱盐工序的目的是分离NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作过程是蒸发、冷却、结晶，经过滤得到NaCl晶体。(6)如无隔膜会发生如下反应Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，电解食盐水溶液的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，两反应的化学方程式相加得NaClH2O
6、 NaClOH2。答案(1)2Cl2e=Cl2升高(2)Ca2CO=CaCO3，Mg22OH=Mg(OH)2(3)ac(4)bc(5)蒸发过滤(6)NaClH2ONaClOH2名师点睛粗盐的精制(1)目的：除去泥沙，使Ca2、Mg2、Fe3、SO等离子的含量达到要求。(2)原因：Ca2、Mg2等会在碱液中形成沉淀，破坏离子交换膜；同时杂质的存在会使制得的产品不纯。(3)试剂：BaCl2(除去SO)、NaOH(除去Mg2、Fe3)、Na2CO3溶液(除去Ca2及Ba2)、稀盐酸(除去OH、CO)。试剂的加入顺序：纯碱须加在钡试剂后，稀盐酸加在过滤后。海水提溴自读教材夯基础1方法常用的一种海水提溴
7、技术叫做吹出法。2原理BrBr23过程(1)氯化(填化学方程式)：Cl22Br=Br22Cl。(2)吹出：产生的Br2用空气吹出或用水蒸气使Br2与其一起蒸出。(3)吸收(填化学方程式)：SO2Br22H2O=H2SO42HBr；Cl22HBr=2HClBr2。4注意事项(1)海水中的Br浓度太低，一般不直接利用海水提溴，而是利用海水晒盐后的母液提溴。(2)氯气氧化Br在pH3.5的条件下效果最好。剖析典例探技法例2海水中溴含量约为65 mgL1，从海水中提取溴的工业流程如下：(1)以上步骤中已获得游离态的溴，步骤又将之转变成化合态的溴，其目的是_。(2)步骤通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用
8、了溴的_。A氧化性 B还原性C挥发性 D腐蚀性(3)以上流程中涉及的离子反应如下，请在下面短线上填入适当的化学计量数：_Br2_CO=_BrO_Br_CO2(4)上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：_。(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用做溴的萃取剂的是_。A乙醇 B四氯化碳C烧碱溶液 D苯名师解析(1)由于海水中Br的含量低，步骤中获得游离态的溴后，步骤中又将其转化为化合态的溴，其目的是富集溴。(2)步骤中用热空气或水蒸气吹出Br2，主要是利用了溴的挥发性。(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该
9、离子方程式。(4)溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式为SO2Br22H2O=H2SO42HBr。(5)乙醇能与水互溶，不能用做萃取剂。答案(1)富集(或浓缩)溴(2)C(3)33153(4)SO2Br22H2O=2HBrH2SO4(5)BD名师点睛用空气或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。海水提镁、海水提重水自读教材夯基础1海水提镁的基本反应原理海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl26H2O晶体MgCl2Mg(1)所加试剂：石灰乳，盐酸。(2)所用操作方法：过滤，浓缩，电解。(3)所发生的反应：Mg22OH=Mg(OH)2；M
10、g(OH)22H=Mg22H2O；MgCl2(熔融)MgCl2。2从海水中提取重水(1)提取重水(D2O)的方法有蒸馏法、电解法、化学交换法和吸附法等，较为常用的方法是化学交换法。(2)硫化氢水双温交换法，反应的化学方程式为：H2O(l)HDS(g)=HDO(l)H2S(g)。跟随名师解疑难(1)因为Mg2发生水解，所以直接蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2。应该先将MgCl2溶液蒸发浓缩，先得到MgCl26H2O晶体，然后在氯化氢的气氛中加热脱水，得到无水氯化镁。(2)工业上不用电解熔融MgO来制取Mg，是因为MgO的熔点高，使其熔化时耗能大。剖析典例探技法例3海水综合利用可以制备金属镁，其
11、流程如图所示。(1)写出从海水中Mg2到金属镁的化学方程式。_。(2)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应的化学方程式：_。(3)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤：_。名师解析(1)由工艺流程图各步得到的物质可写出反应的化学方程式。(2)根据Cl、H、O三元素守恒可知，在空气中加热MgCl26H2O除生成Mg(OH)Cl或MgO外还生成HCl和H2O。(3)Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故要除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需加入试剂让Ca(OH)2转化为易溶于水的物质，经搅拌、过滤、洗涤即可达到目的。所加入试剂一般为MgCl2或Mg(NO3)2。答案(1)Mg2Ca(OH)2=Ca2Mg(OH)2，Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，MgCl2MgCl2(2)MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2O或MgCl26H2OMgO2HCl5H2O(3)加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤、沉淀用水洗涤名师点睛海水提镁中化学平衡原理的应用(1)沉淀转化时的应用：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)2，则最大程度地将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。向Mg(OH)2沉淀中
