8.1.2海水资源的开发利用 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一节 自然资源的开发利用 第二课时 海水资源的开发利用 第八章 高一 化学 1 学习目标 2 海水制盐 1 海水淡化 3 本节重难点 海水提溴 4 本节重难点 海水制镁 1 学习目标 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。 你知道海洋中有哪些资源吗？ ‹#› 新课导入 矿产资源 化学资源 动力资源 生物资源 ‹#› 新课导入 海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 海水中的物质 海水中最多的物质 常量元素：Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、Br、B、Sr 微量元素：I、Au、Mn、Ba、U ‹#› 海水水资源的开发利用 ‹#› 海水水资源的利用 海水淡化 直接利用海水进行循环冷却 蒸馏法、 电渗析法、 离子交换法和反渗透法 海水水资源的开发利用 电渗析法 离子交换法 蒸馏法 ‹#› 服务于火电厂、核电厂的循环冷却 直接利用海水进行循环冷却 ‹#› 海水淡化 蒸馏法、 电渗析法、 离子交换法和反渗透法 海水蒸馏法 沙漠缺水自救 ‹#› (1)主要仪器 A. B. 。C. 。 (2)冷却水的流向: 口进， 口出。 (3)B中加入碎瓷片的目的 。 (4)温度计水银球处于_____________处。 冷凝管 蒸馏烧瓶 锥形瓶 a b 防止液体暴沸 蒸馏烧瓶支口 注意点：1.加热时，蒸馏烧瓶要垫上石棉网。 2.蒸馏烧瓶的液体不能超过烧瓶体积的2/3，但也不能少于1/3. 海水蒸馏的实验装置与原理 ‹#› ‹#› 1.下列关于蒸馏实验的叙述不正确的是（ ） A.蒸馏完毕后，应先停止加热，待装置冷却后， 停止通水，再拆卸蒸馏装置。 B.蒸馏时的接收装置如图 C.冷却水应该从冷凝管的下口进水上口出水 D.做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸，如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加 接收装置 接馏分的锥形瓶不能用塞子密封，否则液体无法正常流下 B ‹#› 课堂练习 电渗析法 电渗析原理图 当海水进入时，在直流电场的作用下，海水中的阴、阳离子分别向两侧定向迁移，从而实现海水变淡水的过程。 成本低，但未能大量生产 海水淡化 蒸馏法、 电渗析法、 离子交换法和反渗透法 ‹#› 反渗透法 反渗透装置示意图 该法是利用只允许溶剂水分子透过、不允许溶质离子透过的半透膜，将海水与淡水分隔开。 海水淡化 蒸馏法、 电渗析法、 离子交换法和反渗透法 成本较低 ‹#› 目前正在迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂 离子交换法 海水淡化 蒸馏法、 电渗析法、 离子交换法和反渗透法 ‹#› 海水中化学资源的利用 结论：海中含有的盐主要是 ______________ 海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 含量最多的非金属离子 含量前两位的金属离子 NaCl、MgCl2 ‹#› 海水中化学资源的利用 ‹#› 海水制盐 （1） 定义： 从海水中提取食盐的传统方法称为“盐田法”，又称“滩晒法”，是最简便和经济有效的方法。 （2）原理： 蒸发、结晶 （3）过程： 海水日晒制盐 海水 蒸发池 结晶池 粗盐 母液 （4） 用途： 从海水中制得的氯化钠除了供食用，还作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。 细盐 ‹#› 加水溶解 粗盐 NaCl 加过量BaCl2 加过量Na2CO3 加过量NaOH 过滤 蒸发结晶 过量盐酸 取滤液 三选一均可 钡碳先，碱随意 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 MgCl2 CaCl2 Ba2++SO42- = BaSO4↓ Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2++CO32- = CaCO3↓ 过量BaCl2 过量NaOH 过量Na2CO3 同时还除 Ba2+ 粗盐 细盐 海水制盐 ‹#› 2.工业制钠： 2NaCl（熔融）==2Na+Cl2↑ 通电 （1）制盐酸： H2+Cl2== 2HCl 点燃 3.氯碱工业： 2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑ 通电 （2）制①84消毒液：Cl2+2NaOH =NaCl + NaClO +H2O ②漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3==Na2CO3+CO2↑+H2O↑ 加热 1.候氏制纯碱法： ‹#› 思考：如何从海水中提取溴？ ‹#› 问题思考 浓缩 Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2 通入热空气或 水蒸气(吹出)Br2 Br2+SO2+2H2O=H2SO4 +2HBr Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2 海水 浓缩海水 (Cl-) 吸收塔用SO2吸收 浓缩海水 (Cl-、Br2) Br- SO42- 浓缩 酸化 通入Cl2 (氧化) 通入热空气或 水蒸气(吹出) 反应后 富集溴 通入Cl2 (提取) Br2 Cl- 蒸馏 分离 溴单质 海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩 Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2 Br2+SO2+2H2O=H2SO4 +2HBr 向经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将Br-氧化为Br2 利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收 Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2 ‹#› 问题思考 思考：海带中含碘，如何提取碘？ ‹#› 问题思考 ①灼烧过程 实验仪器：酒精灯、三角架、泥三角、坩埚、坩埚钳。 注意： 灼烧使海带中的有机物碳化 在灼烧海带时常加入少量酒精，使燃烧更充分。 ②浸泡过程 实验仪器：烧杯、玻璃棒 注意： 搅拌加快溶解速率。 加热可以提高浸出效率。 ‹#› 问题思考 ③过滤过程 实验仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台（带铁圈） 注意： 一贴、二低、三靠 ④氧化过程 离子反应：2I─+H2O2+2H+=I2+2H2O 注意： 稀硫酸 增强H2O2的氧化性； 抑制I2与水反应 ‹#› 问题思考 ⑤萃取分液 实验仪器：（梨形）分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈） 注意： 下层液体从下端放出，上层液体从上口倒出 ⑥蒸馏过程 蒸发过程中，蒸发出来的是四氯化碳，留下的是碘单质 ‹#› 问题思考 思考：海水中含镁，如何提取镁？ MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 通电 ‹#› 问题思考 蒸发浓缩 MgCl2溶液 MgCl2•6H2O MgCl2 MgCl2 ? 由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防 MgCl2 水解。 镁 电解 因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2，得到的镁，应在 H2氛围中冷却。 ‹#› 问题思考 海水中本来就有氯化镁，为什么不直接通电？而是要经过“MgCl2→Mg(OH)2→ MgCl2”这样的过程来获取MgCl2呢？ 所加盐酸是否要过量？目的是什么？如果过量，如何除去？ 要过量，目的是保证Mg(OH)2完全反应，过量的稀盐酸加热蒸发即可除去。 问题1 除去其它杂质，将MgCl2富集起来。 问题2 问题3 为什么不用NaOH代替Ca(OH)2，怎样得到Ca(OH)2？你能用流程图表示吗？ NaOH价格贵，Ca(OH)2 价格便宜且容易得到。工业上可以利用高温煅烧贝壳得到所需要的Ca(OH)2。 贝壳(含CaCO3) CaO 流程图： 高温煅烧 水 石灰乳 请同学们回顾所学内容，回答下列问题： 请同学们回顾所学内容，判断正误： 问题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(　　) 海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低(　　) 海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素(　　) 可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气(　　) 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(　　) 问题2 问题3 问题4 问题5 Lavf58.20.100 $$