8.1.2自然资源的开发利用 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019））必修第二册

自然资源的开发利用 第2课时 1. 掌握从海水中提取溴的步骤及工艺流程。 2. 知道海水资源的开发利用。 学习目标 海水资源的开发利用 海洋约占地球表面积的71%，其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。海水中水的储量约为1.3×1018t，约占地球上总水量的97%。 知识点： 新课讲授 3 一、海水中的元素 常量元素：Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等； 微量元素：I、Au、Mn、Fe、U（铀）等。 海水中含量最多的是H和O两种元素。 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 二、海水水资源的利用 海水水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 ①蒸馏法：将海水加热蒸发汽化，然后使水蒸气冷凝得到蒸馏水。 二、海水水资源的利用 ②电渗析法：利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场的作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中，从而达到除盐的目的。 ③离子交换法：用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子得到去离子水。 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 1. 海水晒盐 ①原理：蒸发、结晶。（物理变化） ②过程 海水 盐田 饱和食盐水 引入 日晒风吹 H2O蒸发 析出粗盐 日晒风吹 H2O蒸发 精制 食用 氯碱工业 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 我国海水制盐具有悠久的历史。目前，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。 从海水中制取镁、钾、溴及其他化工产品，就是在传统海水制盐工业的基础上发展起来的。 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 【思考与讨论】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（用空气将生成的溴吹出）、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。如图所示，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。 海水提溴工艺流程示意图 海水 浓缩海水 (Br－) 海水 (Cl－、Br2) 吸收塔(SO2) Br2、Cl－、 SO42－ 溴单质 浓缩 酸化 通入氯气 通入热空气或水蒸气 富集溴 Br－、 SO42－ 通入氯气 分离 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 ①浓缩：使海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩。 ③富集：利用溴单质的挥发性，通入热空气或水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生反应：Br2＋SO2＋2H2O＝2Br－＋4H＋＋ SO42－ ②氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，Cl2 ＋2Br－＝Br2＋2Cl－。 ④氧化：再用Cl2将HBr氧化，得到溴单质，2Br－＋Cl2＝2Cl－ ＋Br2。 ⑤分离提纯：用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔溶液里的溴单质，然后蒸馏。 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 2. 从海水中提取碘 ①海带中碘元素的检验 海带 海带灰 含I－的水溶液 I2、H2O 晒干灼烧 ①水 ②加热 加入H2O2（H＋，aq） 淀粉 变蓝色 主要化学反应： H2O2＋2I－＋2H＋ I2＋2H2O 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 2. 从海水中提取碘 ②提取原理：海带中的碘元素主要以I－的形式存在，提取时用适当的氧化剂（如Cl2）将其氧化成I2，再萃取出来。 注意：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带更易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 2. 从海水中提取碘 ③海带提取碘的流程 海带 海带灰 含I－的溶液 含有I2的溶液 灼烧 溶解 过滤 Cl2 萃取 残渣 含I2的有机溶液 单质碘 蒸馏 上层 NaOH溶液 H2SO4 溶液 I2＋水溶液 过滤 粗碘 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 2. 从海水中提取碘 ③海带提取碘的流程 主要反应： Cl2＋2I－ 2Cl－＋I2 I2＋2OH－ I－＋IO－＋H2O I－＋IO－＋2H＋ I2＋H2O 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 3. 从海水中提取镁 海水的镁主要以Mg2＋形式存在，最终转化为Mg。 ①海水提取镁的流程 贝壳 氧化钙 高温 水 盐酸 浓缩 干燥 熔融 电解 氢氧化钙 海水 过滤 氢氧化镁 氯化镁溶液 无水氯化镁 镁 氯气 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 15 三、海水化学资源的开发利用 3. 从海水中提取镁 ②主要过程及反应 分解贝壳、制备Ca(OH)2 CaCO3 CaO＋CO2↑ 高温 CaO＋H2O Ca(OH)2 沉淀Mg2＋ Mg2＋＋2OH－ Mg(OH)2↓ 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 3. 从海水中提取镁 ②主要过程及反应 制备MgCl2 Mg(OH)2＋2HCl MgCl2＋2H2O MgCl2·6H2O晶体脱水 MgCl2·6H2O MgCl2＋6H2O↑ HCl 制取Mg MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 电解 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 三、海水化学资源的开发利用 4. 氯碱工业 ①概念：电解饱和食盐水获得烧碱、氢气、氯气并以它们为原料生产化工产品的工业称为“氯碱工业”。 ②电解饱和食盐水的化学方程式： 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 电解 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 四、海水资源的综合利用 海水淡化与化工生产、能源技术相结合 制备氯化钠 食用 工业原料 生产烧碱、纯碱、Na、Cl2、盐酸、漂白粉等 制取Mg、K、Br2及其他化工产品 获得其他物质和能量：铀、重水 开发海洋药物 开发利用新能源：潮汐能、波浪能等 海水资源的开发利用 知识点： 新课讲授 从海水中提取溴 Cl2 ＋2Br－＝Br2＋2CI－ Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋ H2SO4 2HBr＋Cl2＝2HCl ＋Br2 步骤：浓缩→氧化→富集→氧化→分离提纯 从海水中提取碘 Cl2＋2I－ 2Cl－＋I2 I2＋2OH－ I－＋IO－＋H2O I－＋IO－＋2H＋ I2＋H2O 海水资源的开发利用 课堂总结 知识点： 20 1. 下列说法不正确的是（ ） A. 海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库 B. 海水中金元素的储存量很大，但它的富集程度却很低 C. 从海水中可以提取铀和重水等核原料 D. 海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值 海水资源的开发利用 练一练 知识点： 【答案】D 【解析】海洋中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力，A项正确；海水中金元素的总储量约为5×106t，但1t海水中金元素的含量仅为4×10－6 g，故它的富集程度很低，B项正确；可从海水中提取铀和重水等核原料，C项正确；海水中的溴、氟元素为常量元素，D项错误。 海水资源的开发利用 练一练 知识点： 2. 下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ） A. 海水的淡化必须经过化学变化才能实现 B. 蒸发海水制粗盐的过程中只发生了化学变化 C. 从海水中可以得到NaCl，电解熔融的NaCl可制备金属Na D. 海水中的镁主要以Mg单质的形式存在 海水资源的开发利用 练一练 知识点： 【答案】C 【解析】海水的淡化可以通过蒸馏等物理变化实现，A错误； 蒸发海水制粗盐的过程中没有新物质产生，只发生了物理变化，B错误； 从海水中可以得到NaCl，由于金属Na很活泼，只能用电解熔融NaCl的方法来制备金属钠，C正确； 海水中的镁主要以Mg2＋形式存在，D错误。 海水资源的开发利用 练一练 知识点： 谢谢！ $$