8.1.2海水资源之溴镁的提取 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

天津北京师范大学静海附属学校 主讲人：刘永杰 海底小纵队--发现大海之“美” 地球虽大（半径6300多公里），但生物只能在海拔8千米到海底11千米的范围内生活，而占了95%的生物都只能生存在中间约3公里的范围内。 水资源 生物资源 能源 化学资源 = 元素 浓度（mg/L） 元素 浓度（mg/L） 元素 浓度（mg/L） 钠Na 1.1×104 氯Cl 1.9×104 金Au 4.0×10－6 镁Mg 1.3×103 溴Br 6.7×101 铀U 3.0×10－4 钾K 3.8×102 碘I 6.0×10－2 镍Ni 2.0×10－3 锂Li 1.7×10－1 铯Cs 5.0×10－4 钼Mo 1.0×10－2 问题1. 请同学们思考，从海水中能获得哪些产品或资源？ （1）储量特别大的如Na、Mg、Cl、Br等元素的单质及化合物 （2）具有特别用途的如Li、Mo、Cs、U等元素的单质及化合物 （3）特别贵重的元素如Au的单质及化合物 = 元素 浓度（mg/L） 元素 浓度（mg/L） 元素 浓度（mg/L） 钠Na 1.1×104 氯Cl 1.9×104 金Au 4.0×10－6 镁Mg 1.3×103 溴Br 6.7×101 铀U 3.0×10－4 钾K 3.8×102 碘I 6.0×10－2 镍Ni 2.0×10－3 锂Li 1.7×10－1 铯Cs 5.0×10－4 钼Mo 1.0×10－2 问题2. 请各个小队讨论从海水中获得产品的过程中可能会遇到哪些困难？ 总量巨大但浓度极低，要耗费大量能源和时间进行富集、分离和提纯 例如，海水中金元素的总储量约为5X106t，而1t海水中金元素的含量仅为4X10-6g。 海水资源的分布特点：广阔性、多样性、分散性 = 地球上99%的溴来自于海洋，可是她一直沉睡海底，直到1824年，22岁法国学生巴拉尔将海中黑角菜中发现了溴，并通过各种实验获得了这种在常温下唯一一个呈液态的单质。1826年，法国科学院充分肯定了他的实验结果，并将这种新元素称为溴。 沉睡海底的美人 溴 = 7 颜色：深红棕色 气味：刺激性气味 毒性：有毒 溶解性：易溶于酒精、四氯化碳、苯，微溶于水 密度：密度大于水 腐蚀性：腐蚀性强，会严重灼烧皮肤，腐蚀橡胶 溶解性和溶液颜色 保存 特性 检验 水 酒精 四氯化碳 易溶 褐色 溶解度较小 易溶 橙黄色 橙红色 四氯化碳 水封 = 头脑风暴： Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ Br- Br- Br- Br- 思考：上述苦卤中含有Br-，需要加入___ _使其转化为Br2。 氧化剂 海水 粗盐 NaCl Mg Br2 Mg2+ Br- 苦卤 ？ 氧化剂的选择，思考：上述苦卤中含有Br-，需要加入___ _使其转化为Br2。 问题3：根据给出的几个常用的氧化剂，你认为选择哪个氧化剂最合适? 药品 价格（万元/吨） Cl2 0.155 KMnO4 3.4 H2O2 1.4 = 海水提溴 原理 Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2 能否在海水中直接通入氯气? = 【任务一】1815—1825年，法国巴拉德和德国凯尔勒维格先后发明空气吹出法。 我国于20世纪70年代利用此法。请大家结课本101页，观察并思考这里所用的热空气吹出法提取溴与以下工艺流程有什么区别？ = 卤水 含Br2海水 晒盐 海水 Cl2氧化 H2SO4酸化 空气 含Br2空气 吹出 SO2 吸收 HBr吸收液 Br2水混合液 Cl2 溴单质 富集溴 浓缩溴 进一步分离 23 十二月 2024 新人教版2019 “吹出法”海水提溴 环节 作用 化学方程式（或离子方程式） 氧化 吹出 吸收 蒸馏 用氯气氧化海水中的溴离子 用空气将生成的溴吹出 用SO2作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离 再用氯气将氢溴酸氧化为溴 后蒸馏分离 冷凝 将气态溴转化为液态溴 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 2HBr+Cl2=2HCl+Br2 当堂记忆 = 问题4：巴拉尔提溴的方法是空气吹出法吗？ 他往浸出液中加入氯水。又用乙醚将棕黄色的物质提出，再加苛性钾，则棕黄色褪掉，加热蒸干，剩下的物质像氯化钾一样。然后把剩下的物质与硫酸共热，则产生红棕色的有恶臭的气体，冷凝为深红棕色液体。 = 看我七十二变 晒盐 海水 酸化 硫酸 氧化 氯气 吹出 热空气 吸收 Na2CO3 酸化 分液 硫酸 有机溶剂 液溴 3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑ NaBrO3＋5NaBr＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O = 任 务 核心问题 分离产品？ 物料是否能够循环使用？ 原料预处理 物质转化 产品分离 选取原料？ 处理原料？ 1、从资源、成本角度考虑； 2、从反应速率、提高效率角度。 1、从元素价态的角度分析是否需要选取氧化剂或还原剂？ 2、从成本、环保的角度选取最合适的试剂。 根据目标产物的性质及含量，选取合适的分离提纯方法。 选取氧化剂？还原剂？ 知识、方法 【任务二】请总结由工业原料到具体产品的一般思路和方法流程和思维方法 = 海水 粗盐 NaCl Mg Br2 Mg2+ Br- 苦卤 头脑风暴： ？ Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ Br- Br- Br- Br- 氧化剂的选择，思考：上述苦卤中含有Br-，需要加入___ _使其转化为Br2。 每千克海水中几种氯化物的含量 海水中的镁 KCl CaCl2 MgCl2 NaCl 盐 含量 Mg 1.8×1015 t = 【任务三】如果你们每个小队都是某制镁工厂的研发团队，请你们为该厂制定生产镁的工艺流程。 物质 MgCO3 Mg(OH)2 溶解度/g 0.01 0.0029 = 请写出该工艺流程中涉及的化学反应方程式？ = 当堂练习1 = 当堂练习2 = 发现大海之美 沉睡千年睡美人-溴 国防金属-镁 24 1．下图为海水提镁的工艺流程，写出下列步骤中的化学方程式。 (1)分解贝壳(主要成分是CaCO3)、制备Ca(OH)2：_______________________， _____________________________。 (2)沉淀Mg2＋：____________________________________(离子方程式)。 (3)制备MgCl2：__________________________________________________。 (4)制取Mg：___________________________________________。 CaO＋H2O===Ca(OH)2　 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O CaCO3 === CaO＋CO2↑ 高温 MgCl2(熔融) === Mg＋Cl2↑ 电解 随堂练习 = 2. 从淡化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的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 C = 3、海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ） A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能 B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化 C.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg D.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质 C = $$