第1节 第2课时 海水资源的开发利用（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

第一节 自然资源的开发利用 课时2 海水资源的开发利用 人教版2019必修第二册 第八章 化学与可持续发展 素养目标 宏观辨识与微观探析： 通过宏观上认识自然资源—海水的开发利用，能从化学微观角度分析、探究海水的组成成分及从海水中提取化学物质的工艺流程及方法。 证据推理与模型认知： 通过讨论交流，以海水提溴工艺流程图的设计与分析为例，形成工业上提取物质的一般思路和方法，培养学生模型认知和证据推理的能力。 科学探究与创新意识： 通过认识海水资源的多样性和分散性；不断创新海水资源开发利用的途径和方法，能运用所学化学知识分析海水资源开发利用对社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估。 教学目标 本节重点 从海水中获得化学物质的方法，流程。 本节难点 从海水中获得化学物质的方法，流程。 1.解海水资源的利用方法和从海水中获得化学物质（如氯化钠、溴、金属镁、氢氧化钠、氯气）的方法，初步认识海水资源的广泛性和多样性。 2.认识海水提溴工艺流程图的设计与分析，形成工业上提取物质的一般思路和方法。 新课导入 你知道吗？ 海洋中有哪些可以利用的资源！ 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、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他元素为微量。虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。例如，海水中金元素的总储量约为5×106t，而1t海水中金元素的含量仅为4X10-6g。海洋还是一个远未充分开发的巨大化学资源宝库。 从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中 海洋约占地球表面积的71%，海水中水的储量约占地球总水量的97%，约1.3×1018 t。 海水资源的开发利用 海水资源的开发利用 壹 海水水资源的利用 贰 知识导航 海水化学资源的开发利用 叁 课堂探究 请你思考！ 海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是什么?解决的具体方法是什么? 海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97% 1Kg海水中所含物质 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 解决的具体方法是采取某种方法进行富集 01 海水资源的开发利用 课堂探究 一、海水资源的开发利用 认识了解 对比学习 1.海水资源的特点 ⑴广阔性 ①海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97% ②元素种类很多，总计含有80多种元素 ⑵分散性 许多元素的富集程度很低 2.海水资源的开发利用是一个物质不断分离和提纯的过程 海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是采取某种方法进行富集。 1Kg海水中所含物质 课堂思考 请你思考！ 海水资源的利用主要包括哪些途径？ 海水水资源的利用 海水化学资源的开发利用 02 海水水资源的利用 课堂思考 你知道吗？ 为什么核电站都建在海边？ 核电站的蒸汽在汽轮机里做功后出来的是乏气，也就是间接用蒸汽设备排放的高温凝结水中夹带（闪蒸）没有被污染的低温蒸汽，而乏气是无法再给水泵运输的，需要在凝汽器中冷却成凝结水，凝结水通过水泵再打入到蒸汽发生器中。 用来冷却乏气 以“海水淡化”“海水制盐”“海水提溴”等为关键词，在络上搜集相关资料，进一步了解海水资源综合利用的途径。 课堂探究 二、海水水资源的利用 重点理解 对比学习 1.用于循环冷却 服务于火电厂、核电厂的循环冷却 2.海水淡化 ⑴蒸馏法 课堂思考 请你观察！ 蒸馏法淡化海水的实验 利用液体中各组分沸点的差别,使低沸点物质汽化并随之冷凝,从而实现其与所含组分的分离。 课堂探究 二、海水水资源的利用 重点理解 探究学习 2.海水淡化 蒸馏法的成本较高，已逐渐被离子交换法和电渗析法代替。 ⑵反渗透法 ⑶电渗析法 03 海水化学资源的开发利用 课堂探究 重点理解 三、海水化学资源的开发利用 探究学习 以“海水淡化”“海水制盐”“海水提溴”等为关键词，在络上搜集相关资料，进一步了解海水资源综合利用的途径。 1.海水制盐 ⑴过程： 海水 晒盐 粗盐 提纯 精盐 课堂探究 三、海水化学资源的开发利用 重点理解 探究学习 1.海水制盐 ⑵粗盐提纯的方法 ①蒸发结晶(蒸发溶剂) ②降温结晶(冷却热饱和溶液) 课堂探究 重点理解 三、海水化学资源的开发利用 探究学习 1.海水制盐 ⑶氯碱工业 请同学们完成相应的化学反应方程式 课堂探究 三、海水化学资源的开发利用 探究学习 重点理解 1.海水制盐 ⑶氯碱工业 ①制钠 ②制纯碱 ③工业制氯 2NaCl 2Na＋Cl2↑ 通电 NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl ④氯碱工业：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ ⑤制钠和氯气： ⑥制盐酸：H2＋Cl2 2HCl ⑦制漂白剂(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 你知道吗？ 如何从海水中提取溴？ 课堂思考 以“海水淡化”“海水制盐”“海水提溴”等为关键词，在络上搜集相关资料，进一步了解海水资源综合利用的途径。 观看 课堂探究 三、海水化学资源的开发利用 难点理解 探究学习 思考与讨论 溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。目前，人们主要从海水和盐湖水中提取溴。 工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”，其过程主要包括氧化（用氯气氧化海水中的溴离子）、吹出（用空气将生成的涣吹出）、吸收（用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离）、蒸馏（再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离）等环节（如图8-4）。请分析并讨论以上生产流程，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。 课堂探究 重点理解 三、海水化学资源的开发利用 探究学习 2.从海水中提取溴——吹出法 ⑴海水提溴的工艺流程 ⑵海水提溴的主要反应的方程式 ②2Br- + Cl2═ Br2+ 2Cl- ④2H2O+SO2+Br2═H2SO4+2HBr ⑤2Br-+Cl2═ Br2+2Cl- 请你思考！ 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。 课堂思考 卤水 含Br2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 蒸馏 溴蒸气 冷凝 分离 液溴 富集溴 ①该流程中是Br-如何转化成Br2？ 溴元素由化合物变为单质，化合价升高，发生了氧化反应，所以用氧化剂把Br-氧化为Br2 ②用热空气吹出的物质是什么？利用该物质的什么性质呢？ 溴，有挥发性 观看 课堂探究 重点理解 三、海水化学资源的开发利用 探究学习 2.从海水中提取溴——吹出法 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 ⑶海水提溴的主要环节、作用 典例精讲 【例1】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 你知道吗？ 如何从海水中提镁？ 课堂思考 以“海水淡化”“海水制盐”“海水提溴”等为关键词，在络上搜集相关资料，进一步了解海水资源综合利用的途径。 观看 课堂探究 三、海水化学资源的开发利用 重点理解 探究学习 3.海水提镁 ⑴海水提镁的工艺流程 海水 石灰乳 盐酸 CaO 贝壳 水 煅烧 Mg(OH)2 MgCl2溶液 蒸发结晶 MgCl2·6H2O 脱水 MgCl2晶体 电解 Mg Cl2 H2 HCl 课堂探究 难点理解 三、海水化学资源的开发利用 探究学习 3.海水提镁 ⑵海水提镁的主要反应的方程式 主要的化学反应原理 CaCO3 CaO＋CO2↑ CaO＋H2O==Ca(OH)2 Ca(OH)2＋MgCl2==Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 典例精讲 【例2】某中学化学兴趣小组设计了四种从海水中提取镁的工艺流程,你认为合理的是 在合理的提取镁的流程中，没有涉及的四大基本反应类型是　　　　　。生产中循环使用的物质是　　。 B 置换反应 Cl2 典例精讲 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 【例3】海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是 C 30 课堂小结 31 随堂演练 1，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.利用海水获得精制盐过程中只有物理变化 B.利用海水提溴过程都是化学变化 C.从海水中提镁既有氧化还原反应，也有离子反应 D.海水中海带所吸附的碘元素是碘单质，所以利用海带提碘不需要化学变化 C 32 随堂演练 2， 海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示： (1) 步骤①反应的离子方程式是________________________。 (2) 步骤③反应的化学方程式是_______________________________。 (3) 从理论上考虑，下列物质也能充分吸收Br2的是_____(填字母)。 A.NaOH B.FeCl2 C.Na2SO3 D.H2O 2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr ABC (4)步骤⑤蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则___________ ______________。 溴不能完全 蒸出，产率低 33 随堂演练 3、镁及其合金是用途很广的金属材料，可以通过以下步骤从海水中提取镁。 （1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2试剂①可以选用 ；要使MgSO4完全转化为沉淀加入试剂①的量应 。 （2） 加入试剂①后，能够分离得到沉淀Mg(OH)2的方法 。 （3）试剂②可以选用 。 （4）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为 。 Ca(OH)2 过量 过滤 盐酸 MgCl2(熔融) === Mg＋Cl2↑ 电解 34 演示完毕 感谢聆听 分层作业见同课时word https://www.zxxk.com/user/13354804 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ $$