8.1 课时2 海水资源的开发利用 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

海水资源 的开发利用 第八章 化学与可持续发展 作者编号：35003 作者编号：35003 1.能够说出海水中富含的元素，了解目前海水中可以提取哪些资源，知道开发、利用海洋资源的重要性 2.通过了解海水淡化、海水制盐的方法，进一步加深对物质分离和提纯方法的理解 3.以海水提镁、海水提溴为例，用化学视角找到物质转化、元素富集的途径，从而认识化学在自然资源开发和利用过程中的作用和贡献 4.通过海水提溴工艺流程图的绘制和分析，形成工业提取物质的一般思路和方法 作者编号：35003 海 洋 资 源 13亿亿吨 每年6亿吨鱼虾贝藻，现在捕捞量为每年9000万吨 镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨 锰结核：3万亿吨 重水：200万吨 潮汐能：27亿千瓦 波浪能：700亿千瓦 海底石油:1350亿吨 天然气：140万亿立方米 金总量5×107t,1t海水中仅有4×10-6g 富集程度很低 作者编号：35003 一、海水资源的开发利用 （一）海水水资源的利用 分离出盐分 直接利用海水进行循环冷却 海水水资源的利用 海水淡化 提取出淡水 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 膜分离法 作者编号：35003 太阳能蒸馏装置图 加入沸石或碎瓷片 冷凝水：下进上出 液体体积不应该超过容积的2/3,不应少于1/3 1、蒸馏法 垫石棉网 温度计水银球处于支管口处 作者编号：35003 蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但是成本较高。 作者编号：35003 【资料卡片】 海水中的化学元素 由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的O、H两种元素，加上Cl、Na、Mg、Br、 S、Ca、K 、C、Sr、B、F等11种元素， 其总量超过99%，其他元素为微量。 大约每1000g海水中仅仅含1.28gMg2+， 0.067gBr-，而经过摊晒分离出氯化钠的海水 即苦卤（浓缩的海水），苦卤中的离子浓度 大大提高。 作者编号：35003 海水能源资源的利用 海水资源 海水水资源的利用 海水化学资源的开发利用 海水提镁 海水提溴 海带提碘 海水制盐 海水淡化、 海水资源的开发利用 潮汐能、波浪能等 海底可燃冰 海水循环冷却 作者编号：35003 （二）海水化学资源的开发利用 粗盐中的杂质：泥沙、Ca2+、 Mg2+、 SO42- 除杂试剂： ①Na2CO3 ②NaOH ③BaCl2 试剂加入顺序： ②③① \\ ③②① \\ ③①② 基本原则： 先加BaCl2，后加Na2CO3；过滤后再加稀盐酸，蒸发结晶。 1、 海水中提取NaCl——海水晒盐 作者编号：35003 2NaCl + 2H2O 电解 H2+Cl2 +2NaOH 【应用】 (1)NaCl的水溶液制NaOH (2)制金属Na (3)制Na2CO3 NaCl + H2O + NH3 + CO2 = NaHCO3 ↓+ NH4Cl 2NaCl（熔融）电解 2Na + Cl2  2NaHCO3 = Na2CO3+ CO2↑+ H2O △ （侯氏制碱法） 作者编号：35003 Br- Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ 海水 粗盐 NaCl 苦卤 Mg ？ 剩下的浓缩海水（或苦卤）仍然是苦涩的，你们知道里面还有哪些元素吗？ MgCl2 Cl- Cl- Cl- Cl- “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。 作者编号：35003 贝壳——CaO——Ca(OH)2 苦卤 Mg(OH)2 MgCl2溶液 试剂2 MgCl2·6H2O 操作B 无水MgCl2 Cl2 Mg 电解 海水 提取 粗盐 试剂1 操作A 在HCl气流中脱水 思考1:流程中试剂1可能是_____，充分反应后进行的操作A是____。 思考2:试剂2可能是_____，操作B是_________过滤、洗涤、干燥。 煅烧 水 操作C 过滤 过量的 稀盐酸 碱液 蒸发浓缩冷却结晶 含Mg2+等 石灰乳 【资料】无水氯化镁遇到水会发生反应。 思考3:操作HCl气流的作用是 。 抑制氯化镁与水发生反应 思考4:该流程中的试剂1是否可用石灰乳？为什么？ （从实际生产的成本考虑） 2.工业上从海水中提取镁的流程图 作者编号：35003 ① ⑥ ② ③ ④ ⑤ 防止Mg2+水解 2.工业上从海水中提取镁的流程图 作者编号：35003 化工流程图模型 作者编号：35003 【资料卡片】 海水中元素种类很多，总储存量很大，但许多元素富集程度却很低。 溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，以Br-的形式存在，而每升中溴元素的含量仅约为67mg。 作者编号：35003 Br- Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ + Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ Cl- Cl- Cl- 海水 粗盐 NaCl Mg Br2 Mg2+ Br- 苦卤 ？ 思考：上述苦卤中含有Br-，需要加入___ _使其转化为Br2。 氧化剂 Br- 作者编号：35003 吹 出 塔 吸 收 塔 蒸 馏 塔 浓缩 海水(Br-) 液 溴 空气 水 SO2 氯气 溴蒸气 酸和氯气 HBr溶液 ① ② ③ 3、海水中提取Br2 根据教材中海水提溴的工艺流程图，思考和讨论每一环节的作用，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。 作者编号：35003 “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 氧化 蒸馏冷凝 —— 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，使其与空气分离 再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离 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 作者编号：35003 用“吹出法”从海水提溴的三点解读 ①“蒸馏”不是单纯的蒸馏，而是先用Cl2将HBr氧化为Br2，然后再进行蒸馏，使Br2挥发出去。 ②在氧化、吹出、吸收、蒸馏四个环节中，“氧化”是化学变化，“吹出”是物理变化，“吸收”是化学变化，“蒸馏”是化学变化和物理变化。 ③“吹出”之所以能够将Br2吹出去，是因为Br2的溶解度较小、沸点低，会随着空气一起蒸发出去。 作者编号：35003 【科学探究】如何证明海带中有碘离子？ 作者编号：35003 晒干燃烧 加水加热 溶解 过滤 稀硫酸 Cl2或过氧化氢 CCl4 蒸馏 海带灰 海带 悬浊液 滤液 碘水 碘的CCl4溶液 I2 操作1 操作2 操作3 操作4 操作5 试剂1 试剂2 萃取分液 2I-+ H2O2+2H+ = I2 +2H2O 2KI+ H2O2+H2SO4 =I2 +K2SO4+2H2O 稀硫酸的作用： 增强H2O2的氧化性；抑制I2与水反应 或Cl2＋2I－=I2＋2Cl－ 4、海带中提取I2 作者编号：35003 海带中提取碘的装置图 【资料】CCl4沸点：76.8℃ I2升华温度：184.3℃ 作者编号：35003 紫红 思考：实验室萃取Br2、I2在什么仪器中进行？常用的萃取剂是什么？它们在萃取剂中一般呈现什么颜色？ 橙红 有机溶剂，如CCl4 、苯 分液漏斗 特别提醒：苯的密度比水的小,萃取I2的苯层在上层,从分液漏斗上口倒出。 作者编号：35003 作者编号：35003 1.下列哪种方法不能实现海水的淡化（ ） A．蒸馏法 B．电解法 C．电渗析法 D．离子交换法 B 作者编号：35003 作者编号：35003 2.下列说法正确的是（ ） A．除去粗盐中杂质(Mg2+、SO42—、Ca2+)，加入的药品顺序为NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B．海水提溴的流程：浓缩海水→Cl2氧化→通热空气吹出Br2→SO2还原→Cl2氧化→Br2 C．海水晒盐的原理是蒸馏 D．无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能 B 作者编号：35003 作者编号：35003 3.在验证海带中含有碘元素的实验操作过程中，下列操作不涉及的是（ ） C 作者编号：35003 作者编号：35003 4.从海水晒盐后的母液中提取镁，最基本的方法是往海水中加石灰乳，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl2溶液；之后经结晶、过滤、干燥、电解，即可得到金属镁。工艺流程如下： 下列对从海水中提取镁的有关说法正确的是( ) A．电解MgCl2溶液即可得到金属镁 B．电解后得到的镁应在氮气氛围中冷却 C．上述从母液中提取镁的变化过程中不存在分解反应 D．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用 D 作者编号：35003 作者编号：35003 5.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 可用Na2SO3的饱和溶液 B．步骤Ⅲ发生的离子反应为 C．工业上每获得1 mol Br2，至少需要消耗标准状况下的Cl2 22.4 L D．步骤Ⅳ涉及的操作有萃取、分液和蒸馏 C 作者编号：35003 作者编号：35003 6.下列有关物质分离、提纯的操作叙述错误的是( ) A．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 B．提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法 C．1-­己醇的沸点比己烷的沸点高，1­-己醇和己烷可通过蒸馏初步分离 D．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和 Na2CO3溶液， 振荡后静置分液，并除去有机相的水 B 作者编号：35003 作者编号：35003 7.海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是( ) A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 C 作者编号：35003 作者编号：35003 $$