8.1 自然资源的开发与利用 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 第2课时 海水资源的开发利用 1 地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。 你知道海水中有哪些资源吗？ 广阔性 水的储量 1.3×1018 吨， 占地球总水量 97% 分散性 元素种类很多，总计含有80多种元素 许多元素的富集程度很低 多样性 三、海水资源的利用 2、海水淡化 (咸水→淡水) 1、 直接利用海水进行循环冷却 (作冷却水) (1) 蒸馏法 (2) 反渗透法 (3) 电渗析法 (4) 离子交换法 最先使用，技术成熟，但成本高 成本低，但未大量生产 目前迅速发展，需要不断更新离子交换树脂 一、水资源的利用 方法 原理 反渗透法 使用水分子可通过，而无机盐离子等不通过的特殊半透膜 电渗析法 利用外加直流电场，将盐离子向电极处吸引，致使中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水 离子交换法 用阴、阳离子交换树脂除去海水中的其他阴、阳离子，得到去离子水 一、水资源的利用 蒸馏法：将海水加热至沸腾汽化，然后蒸气冷凝得到蒸馏水 适用条件：液体中含有少量杂质，沸点相差较大 海水 淡水 A B a b C 圆底烧瓶 蒸馏烧瓶 直形冷凝管 多用于蒸馏操作 球形 冷凝管 沸石 一、水资源的利用 蒸馏法：将海水加热至沸腾汽化，然后蒸气冷凝得到蒸馏水 海水 淡水 A B a b C 1. 烧瓶底要垫陶土网 3. 温度计水银球齐平于蒸馏烧瓶支管口处 2. 盛液体为烧瓶容积 的 1/3 ～2/3 主要仪器：A： ；B： ；C： 。 冷凝水的流向： 口进， 口出。 A中加入碎瓷片或沸石的目的是 。 蒸馏烧瓶 锥形瓶 a b 防止液体暴沸 直形冷凝管 沸石 接液管(牛角管) 【总是下进上出】 无塞子使液滴顺利流下 浓缩海水 结晶池 蒸发池 粗盐 母液 “母液”也叫“苦卤”，含有高浓度的K+、Mg2+、Br- 和SO42- 等，可从中提取多种化工原料。 盐田 (太阳能 蒸发法) 日晒风吹蒸发水分 蒸发结晶 继续日晒风吹成为过 饱和溶液，析出晶体 二、重要化合物的提取 海水资源种类很多，总储量很大，富集程度却很低，解决的具体方法是采取某种方法进行富集——使某种元素或物质浓度提高的过程。 1、海水中提取NaCl 基本原则：1、先加BaCl2，后加Na2CO3 2、过滤之后加盐酸 粗盐 粗盐水 滤液 沉淀 精盐 操作Ⅰ 操作Ⅱ 操作Ⅲ 溶解 过滤 蒸发结晶 1.加BaCl2 2.加NaOH 3.加Na2CO3 4.加适量盐酸 易错警示 粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42- www.515ppt.com 7 二、重要化合物的提取 2、海水中提取Br2——吹出法 海水 酸 Cl2 SO2 H2O 吹出塔 吸收塔 蒸馏塔 Cl2 水蒸气 液溴 冷凝器 溴的蒸气 空气 溴化氢溶液 Br- 浓缩海水Br– 通Cl2 反应① 海水 Cl–、Br2 蒸馏 含Br2的 空气 单质 Br2 溴易挥发 空气吹出 以SO2和水吸收反应② 吸收液 HBr、H2SO4 通Cl2 反应③ Br2、HCl、H2SO4 ①：2NaBr + Cl2 = Br2 + 2NaCl ②：2H2O + Br2 + SO2= H2SO4 + 2HBr ③：2HBr + Cl2= Br2 + 2HCl 目的：富集 二、重要化合物的提取 2、海水中提取Br2——吹出法 沸点：58℃ 熔融 电解 二、重要化合物的提取 3、海水中提取Mg 【书P106页-题6】 石灰乳 溶液 Mg(OH)2 沉淀 盐酸 MgCl2溶液 Mg 无水MgCl2 海水 (含MgSO4和NaCl) 过滤 就地取材－贝壳(CaCO3) MgCl2+Ca(OH)2 == Mg(OH)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl == MgCl2+2H2O MgCl2(熔融) == Mg+Cl2↑ 电解 CaO+H2O == Ca(OH)2 △ CaCO3 == CaO+CO2↑ 灼烧 加水浸泡 加热 过滤 稀硫酸酸化 H2O2溶液 海带灰 海带 悬浊液 （含I–） 滤液 （含I–） 含I2溶液 I2 的CCl4 溶液 加CCl4 萃取、分液 2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O 粗I2 蒸馏 二、重要化合物的提取 4、海水中提取I2——利用海带对碘元素的富集 【掌握 书P106页-题5】 资料卡片 萃取原理：某种物质在两种互不相溶溶剂中的溶解性不同，将该物质从溶解度小的溶剂转移到溶解度大溶剂中的方法。已知CCl4是一种有机溶剂，不溶于水，密度比水大。 分液漏斗 【掌握 书P106页-题5】 5、从海带中提取碘的实验过程如下图所示： (1)步骤①会用到下列仪器中的_______(填字母)。a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角 (2)步骤③的操作名称是_________。 (3)步骤④中反应的离子方程式为____________________________________。 (4)检验水溶液中是否含有碘单质的方法：______________________________________。 (5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤______（填序号）中实现与碘分离。 acd 过滤 2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O 取样，滴入淀粉溶液，如变蓝，则含有I2。 ⑤ 6、可通过以下步骤从海水中提取镁 (1)为了使Mg2+转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用___________________； 要使Mg2+完全转化为沉淀，加入试剂①的量应_________。 (2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是______。 (3)试剂②可以选用______。 (4)无水MgCl2 熔融通电产生Mg和Cl2，化学方程式为_______________________。 Ca(OH)2 过量 过滤 盐酸 MgCl2(熔融) 电解 Mg + Cl2↑ 【掌握 书P106页-题6】 1. 判断正误： (1) 海洋约占地球表面积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约(　　) (2) 海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低 (　 　) (3) 海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素 ( 　) (4) 可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气 (　　) (5) 从溴化钾中获取单质溴发生了氧化还原反应 (　 　) (6) 除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了(　　) × × × × × √ 课堂训练 2. 不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是 ( ) A. 氯、溴、碘 B. 钠、镁、铝 C. 烧碱、氢气 D. 食盐、淡水 D 3. 从海水中提取溴的流程如下： 下列有关说法不正确的是（ ） A. X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B. 步骤Ⅲ离子反应：2Br-＋Cl2 = 2Cl- ＋Br2 C. 工业上每获得 1 mol Br2，消耗标况下 Cl2 22.4 L D. 步骤 Ⅳ 可以是萃取、分液后蒸馏；也可以直接控温蒸馏 C 课堂训练 $$