第三单元 海洋化学资源的综合利用（教学课件） 化学苏教版2019必修第一册

专题3 从海水中获得的化学物质 第三单元　 海洋化学资源的综合利用 苏教版2019必修第一册 海水提溴 2 粗盐的提纯 1 知识导航 海水提镁 3 海水提碘 4 知识导航 明·学习目标 2.掌握从海水中提取溴、镁、碘的原理和过程。 1.掌握粗盐的提纯方法，学会利用离子反应进行物质的除杂与提纯。 引·新课导入 海水淡化 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 最先使用，技术成熟， 但成本高 成本低，但未能大量生产 目前正迅速发展，但需 要不断更新离子交换树脂 引·新课导入 海水中的化学元素 分类 概念 实例 常量元素 微量元素 Cl Na Mg S Ca K Sr Br B I Li U 01 粗盐的提纯 探·知识奥秘 1.获取粗盐 一、粗盐的提纯 流程： 原理：蒸发使海水中的氯化钠结晶析出 变化类型：物理变化 小tips：食盐的用途 氯碱工业、制备钠和氯气、制备盐酸、制漂白剂、制纯碱 将海水引入盐田，在太阳下蒸发析出粗盐。 探·知识奥秘 2.粗盐的提纯 一、粗盐的提纯 从海水中获得的粗盐中，含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂 质离子，常利用化学沉淀法去除。 思考与讨论 有哪些试剂可以除去这些杂质离子？ BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl 除杂试剂的添加顺序有哪些？ 探·知识奥秘 一、粗盐的提纯 2.粗盐的提纯 除 杂 路 线 路线一 过量BaCl2→过量Na2CO3→过量NaOH→过滤→适量盐酸 路线二 过量BaCl2→过量NaOH→过量Na2CO3→过滤→适量盐酸 路线三 过量NaOH→过量BaCl2→过量Na2CO3→过滤→适量盐酸 ①加入试剂的顺序： ②过滤之后再加入稀盐酸除去过量的NaOH和Na2CO3 ③除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序 ④除杂时，每次所加试剂都要略过量，目的是将杂质离子完全除去 注 意 探·知识奥秘 一、粗盐的提纯 3.涉及的反应 2OH- + Mg2+ = Mg(OH)2↓ Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ CO32- + Ba2+ = BaCO3↓ CO32- + Ca2+ = CaCO3↓ H+ + OH- = H2O 2H+ + CO32- = H2O + CO2↑ 路线三 过量NaOH→过量BaCl2→过量Na2CO3→过滤→适量盐酸 1．实验室进行粗盐提纯时，需除去Ca2+、Mg2+和SO42-，所用试剂包括BaCl2以及（ ） A．Na2CO3、NaOH、HCl B．Na2CO3、HCl、KOH C．K2CO3 、HNO3、NaOH D．Na2CO3、NaOH、HNO3 析·典型范例 A 2．粗盐中含有SO42-、K+、Ca2+、Mg2+等杂质离子，实验室按下面的流程进行精制： 析·典型范例 析·典型范例 取少量该步骤所得的上清液于试管中，再滴入几滴稀硫酸溶液，若溶液变浑浊，表明BaCl2已过量 AD B 析·典型范例 OH－、CO32－ C 02 海水提溴 探·知识奥秘 1.工艺流程 二、海水提溴 Br2 Br2为深红棕色液体 易挥发 有毒 有强烈的腐蚀性 探·知识奥秘 2.基本步骤及主要反应 二、海水提溴 ①浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中含 的溶液得到浓缩。 ②氧化：向浓缩海水中通入Cl2，将Br -氧化成Br2，即Cl2+2Br -=2Cl-+Br2； ③富集（空气吹出法）：利用溴单质的挥发性，通入热空气和水蒸气吹出溴蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，即Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4； ④提取：再用Cl2将HBr氧化得到溴单质，最后用四氯化碳（或苯）萃取溴。 理论上，具有强碱性的NaOH溶液，具有强还原性的FeCl2溶液及Na2SO3溶液也可用于吸收Br2 溴的沸点低，易挥发 1．“吹出法”是工业上常用的一种海水提溴技术，实验室模拟该技术提取溴的主要流程如图，下列说法错误的是(　　) 析·典型范例 C A.用装置甲蒸发食盐水获得食盐 B.用装置乙除去Cl2中混有的HCl气体 C.“吸收”过程中发生反应的离子方程式为SO2＋Br2＋H2O=2H＋＋2Br－＋SO32- D.分离过程可用装置丙蒸馏获得液溴 2．海洋是生命的摇篮，浩瀚的海洋中蕴藏着丰富的资源。人们可以从海水中提取淡水和制得一些重要的化工产品。从海水提溴工艺流程如图所示： 析·典型范例 工业上通过MgCl2制备Mg，常用的冶炼方法是 ⁠。通入热空气吹出Br2，利用了溴的 （填字母）。 电解　 C　 A. 氧化性 B. 还原性 C. 挥发性 D. 腐蚀性 03 海水提镁 探·知识奥秘 1.工艺流程 三、海水提镁 Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg 探·知识奥秘 1.工艺流程 三、海水提镁 Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg 问题①：哪些试剂可以实现的Mg2+→Mg(OH)2转化？ KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2 碱 KOH Ca(OH)2 NaOH Ba(OH)2 价格(元/吨) 6160 580 2300 3700 探·知识奥秘 1.工艺流程 三、海水提镁 Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg 问题②：下列方案谁更合理？ 方案1.向海水中，直接加入沉淀剂Ca(OH)2 方案2.向海水晒盐后得到的卤水中，加入沉淀剂Ca(OH)2 方案1 沉淀剂的用量大，不利于Mg2+的沉淀； 方案2 先将Mg2+富集，可以节省成本 探·知识奥秘 1.工艺流程 三、海水提镁 Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg 问题③：如何在海边就地取材制备Ca(OH)2? 以石灰乳。Ca(OH)2微溶，若用澄清石灰水，会将卤水稀释 CaCO3 = CaO + CO2↑ CaO + H2O = Ca(OH)2 高温 问题④：将Ca(OH)2以石灰乳的形式还是以澄清石灰水的形式，加入到浓缩后的卤水中？ 探·知识奥秘 1.工艺流程 三、海水提镁 Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg 问题⑤：将海水中的Mg2+→Mg(OH)2目的？ 通过生成沉淀，实现海水中的Mg2+与其它杂质离子的分离 沉淀过滤法 问题⑥：为什么海水中已有MgCl2，我们却要先加碱转化为Mg(OH)2再加酸变回MgCl2？ 实现Mg2+的分离提纯与浓缩富集 探·知识奥秘 1.工艺流程 三、海水提镁 Mg2+→Mg(OH)2→MgCl2→Mg 问题⑦：电解熔融物法可以实现镁从+2价向0价的转化，请分析Mg(OH)2选用盐酸溶解，而不选用硫酸溶解或者选择加热分解的原因？ Mg(OH)2 MgO MgCl2 MgSO4 熔点 (℃) 280°C时分解 2800 741 1124 MgCl2的熔点低，选择生成MgCl2可降低能耗 探·知识奥秘 三、海水提镁 2.基本步骤及主要反应 ① ⑥ ② ③ ④ ⑤ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 探·知识奥秘 三、海水提镁 3.Mg的性质 (1)物理性质 银白色、密度较小，有金属光泽、质软。具有很好的延展性、导电性、导热性。 其合金的强度高、机械性能好,被称为“国防金属”。 (2)化学性质 ①与非氧化性酸反应生成氢气 ②与非金属单质反应 ③与CO2反应 ④与盐反应 1．下列说法不正确的是（　　） A.通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁 B.镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物 C.氧化镁是优质的耐火材料 D.金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料 析·典型范例 D 2．如图为海水制镁的工艺流程示意图。下列叙述不正确的是(　　) 析·典型范例 C A.“石灰窑”“消化池”发生的依次是吸热反应、放热反应 B.“过滤器”的母液中主要是CaCl2溶液，可直接返回海洋 C.“中和”时反应的离子方程式为 H＋＋OH－= H2O D.电解槽中发生反应的化学方程式为MgCl2（熔融）= Mg＋Cl2↑ 电解 04 海水提碘 探·知识奥秘 1.工艺流程 四、海水提碘 I2 I2为紫黑色固体 ①淀粉遇I2变蓝色； ②I2加热时易升华； ③I2易溶于有机溶剂 探·知识奥秘 四、海水提碘 2.基本步骤及主要反应 3I2 + 6NaOH = 5NaI + NaIO3 + 3H2O Cl2＋2I－= I2＋2Cl－ 也可以用H2O2做氧化剂，氧化I-，离子 方程式为：2H+ + 2I- + H2O2 = I2 + 2H2O ①含I－的溶液通入Cl2： ②碘与浓NaOH溶液反应： ③反萃取后的水层与硫酸反应： 5I－＋IO3－＋6H+ = 3I2＋3H2O 探·知识奥秘 四、海水提碘 3.碘的用途 ①碘元素——被称为“聪明的元素” 与人体内甲状腺素的合成有关。甲状腺素对人体的智力发育有影响：儿童缺乏得呆小症，成年人缺乏得大脖子病。 ②AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。 AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。 1．利用如图所示装置模拟实验室海带提碘的过程，下列能达到预期目的的是(　　) 析·典型范例 A A. 灼烧海带 B. 分离海带灰和浸出液 C. 萃取碘水中的I2 D. 分离I2和CCl4 2．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海带提碘的说法不正确的是(　　) 析·典型范例 C A. 在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色 B. “反萃取”所得有机层经处理后可循环再利用 C. 实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌 D. 在含I－的滤液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素发生氧化反应 海洋化学资源的综合利用 粗盐提纯 理·核心要点 海水提镁 获取粗盐 粗盐的提纯 设计的反应 海水提溴 工艺流程 基本步骤及主要反应 工艺流程 基本步骤及主要反应 镁的性质 海水提碘 工艺流程 基本步骤及主要反应 碘的用途 1．加碘食盐中的碘以碘酸钾（KIO3）的形式存在。已知反应：IO3－＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O，根据上述反应，可用试纸和一些常见试剂进行实验验证，下列组合能证明食盐中含有IO3－的是（　　） A.乙醇、碘化钾淀粉试纸 B.水、淀粉、蓝色石蕊试纸 C.乙酸、水、碘化钾淀粉试纸 D.氯水、淀粉、蓝色石蕊试纸 练·技能实战 C 练·技能实战 2. 某实验小组模拟海水提溴，实验装置如图所示（部分夹持装置已略去）。 （1）浓缩海水中主要存在的一种含溴微粒是　 　。 （2）装置A中制备Cl2的化学方程式为　 。 Br－ 练·技能实战 （3）写出装置B中的离子反应方程式：　 。 （4）C中可装SO2的水溶液或者Na2CO3溶液，吸收从B中热空气吹出来的Br2蒸气。①若用SO2的水溶液吸收，反应化学方程式为　 。 吸收完毕后，通入的气体Y可为　 ，充分反应可得Br2。 （5）B已经得到Br2，增加C及对应实验操作的目的是 。 Cl2 富集溴元素 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019必修第一册 $食盐大量存在于海水中，约占海水总量的3%。我国有漫长的海岸线和平坦的海滩，许多地方可见盐场。天津的塘沽盐场是我国最大的盐场。现今制取海盐的方法是使海水通过涨潮或扬水站进入蒸发池，经日晒蒸发。通过排掉卤水，就可以使食盐结晶析出。再用洗盐机洗去杂质，就得到海盐成品。 镁条在二氧化碳中燃烧。集气瓶里预先烧满了二氧化碳气体瓶底部放有细沙。这是一段每条将镁条在酒精灯上点燃，然后迅速伸入盛有二氧化碳的集气瓶中。镁条在二氧化碳中继续燃烧，放出耀眼的白光，生成白色粉末。燃烧结束后，在瓶子内壁有黑色的颗粒附着，这就是黑色的探。这个实验说明，镁与二氧化碳发生反应，生成氧化镁和碳。 null