8.1.1化工工艺流程初探——海水资源的开发利用 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

---以“海水资源的综合利用”为例 化工工艺流程初探 豆腐的制作 教材P115 活动一 从物质和操作分析豆腐制作过程，绘制箭头框图 水浸 黄豆 物质： 制作过程： 豆浆 豆渣 豆腐花 豆腐 研磨 过滤 加热 点卤 压水 原料 核心反应 产品 预处理 分离提纯 工艺流程基本模型 小结1： 中间产物 一、海水资源的开发利用 资料卡片P100 一、海水资源的开发利用 蒸馏法、反渗透法、电渗析法 海水储量约占地球总水量的97% 溴单质及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等生产中广泛运用 溴 活动二 海水提溴工艺探索 海水 1.原料： 溴元素主要存在形式： Br- 价格（万元/吨） Cl2 0.155 O2 0.13（不能把Br-氧化为Br2) KMnO4 3.4 K2CrO4 3.76 KClO3 2.7 H2O2 1.4 2.核心反应 Br - Br2 氧化反应 选择合适的氧化剂？ 活动二 海水提溴工艺探索 如何将卤水中的溴单质提取出来？ 溴是唯一在常温呈液态的非金属元素单质,易挥发,沸点58.76℃,红棕色液体,在四氯化碳(一种无色有毒液体,沸点76.8℃,不浴于水,1.595g/cm3)等有机溶剂中的溶解性远大于水中的溶解性。 3.分离提纯 活动二 海水提溴工艺探索 蒸馏 4.富集 活动二 海水提溴 1、氧化法 2、吹出-吸收法 3、离子交换法 4、电解法 5、化学沉淀法 6、溶剂萃取法 浓缩海水 4.富集 活动二 海水提溴 吹出-吸收法：这是一种常用的工业方法。首先，将海水氧化，然后通过空气或蒸汽吹出，使溴气化并从溶液中释放出来。之后，用一种吸收剂（如硫酸或纯碱溶液）吸收吹出的溴气，从而得到富集的溴溶液。 写出氧化和吸收环节的离子方程式? 2Br-+Cl2=Br2+2Cl- SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42- 活动二 海水提溴工艺探索 氧化 含Br-海水 物质： 过程： Cl2 含Br2海水 含Br2空气 SO2 吹出 吸收 蒸馏 Br2 含Br2溶液 热空气 含Br-溶液 尝试用上图内容表示海水提溴的工艺流程 活动二 海水提溴工艺探索 教材P101 【交流与讨论】 活动二 海水提溴工艺探索 （1）为什么氯气氧化时要用酸酸化？ 降低溴的溶解，有利于Br2的逸出 （2）再次氯气氧化后得到的溴水混合物与第一次氯化后有什么不同? 富集溴，降低能耗 （3）蒸馏过程中温度一般控制在80-90℃，为什么？（溴的沸点58.76℃） 温度过高会，会产生大量水蒸气，溴蒸汽中水蒸汽含量增加，温度过低溴蒸汽不能完全蒸出。 认知升华 工艺流程问题思路 海水提溴操作 工艺 考虑因素 原料来源广泛、易得 成本较低，相对无污染 节约能源、成本、提高产率 控制条件，提高产率 原料、成本、环保、安全、化学反应条件的控制 从海水里提溴，不从土壤里提溴 选择氯气做氧化剂 吹出吸收富集溴 选择适宜的温度蒸馏 原料 预处理 核心反应 分离提纯 活动三 海水提镁 “国防金属”镁---储量之丰富 海水中镁元素约为1800万亿吨（1.8×1015 t） 总储量：2×1015吨，世界上生产的镁有60%来自海水 海水提镁---背景资料 1、常温下几种含镁化合物的溶解度 2、几种碱目前的市场价格 海边有大量的贝壳，贝壳的主要成分为CaCO3,高温受热分解产生CaO 活动三 海水提镁 原料 核心反应 产品 预处理 分离提纯 活动三 海水提镁 中间产物 石灰乳 HCl 【活动探究】 如何从海带中提取碘单质？ 教材P106 中国沿海有漫长海岸线， 蕴藏着丰富海洋资源。如图是综合利用海水的部分流程图， 据图回答问题 【学以致用】 （１） 海水制镁：步骤③ 的化学方程式 步骤①中制备Ｍg(OH)2选择向母液中加人石灰乳，而不是直接向海水中加人石灰乳， 原因 海水中镁离子浓度较低，富集后海水中镁离子浓度较高，提高的产率和生产效率 （2） 海水晒盐：通常采用 （填“降温” 或”蒸发“） 结晶的方法使海水中的氯化钠析出。通过步骤④除去粗盐溶液中含有的ＭgCl2、CaCl2、Na2SO4等可溶性杂质，需要依次加入过量的NaOH、BaCl2以及Na2CO3溶液，然后过滤，再在滤液中加入稀盐酸，其中加入过量Na2CO3的目的是 蒸发 除去过量的Ba2+、Ca2+ 中国沿海有漫长海岸线， 蕴藏着丰富海洋资源。如图是综合利用海水的部分流程图， 据图回答问题 【学以致用】 （３） 海水制烧碱：步骤⑥是电解ＮaCl饱和溶液制备烧碱， 该反应中的反应物是： NaCl、H2O 中国沿海有漫长海岸线， 蕴藏着丰富海洋资源。如图是综合利用海水的部分流程图， 据图回答问题 【学以致用】 （４） 海水制纯碱：步骤⑧ 和⑨是侯氏制减法的流程， 步骤⑨ 的化学方程式是 该方法制得的纯碱经常含有氯化钠杂质， 如何证明碳酸钠中是否含有氯化钠？ （每出实验步骤、现象和结论） 中国沿海有漫长海岸线， 蕴藏着丰富海洋资源。如图是综合利用海水的部分流程图， 据图回答问题 【学以致用】 海水开发利用的部分过程如图所示 感谢 原料： 来源广泛，易于开采， 富集目标物质；主要是煅烧，酸溶，碱溶等操作，目的是使原料中待提取元素的状态由难浸出的化合物或单质转变成易浸出的化合物，初步运用固液分离等操作除掉杂质 预处理： 溴是一种化学元素，通常以溴化物的形式存在于自然界的海水中。以下是几种富集溴的方法： 氧化法：从海水中提取溴的常见方法是通过氧化过程。在这一过程中，海水中的溴化物（Br-）会被氧化剂（如氯气、臭氧或过氧化氢）氧化成游离态的溴（Br2）。 吹出-吸收法：这是一种常用的工业方法。首先，将海水酸化，然后通过空气或蒸汽吹出，使溴气化并从溶液中释放出来。之后，用一种吸收剂（如硫酸或纯碱溶液）吸收吹出的溴气，从而得到富集的溴溶液。 离子交换法：利用离子交换树脂可以选择性地吸附海水中的溴离子。当溴离子被树脂吸附后，可以通过洗脱剂（如硫酸或氯化钠溶液）将其从树脂上洗脱下来，从而得到含有较高浓度溴的溶液。 电解法：在电解过程中，海水或含溴化物的溶液在电解槽中电解，溴离子在阳极被氧化成溴分子，而溴分子在阴极被还原成溴离子。通过这种方法，溴可以在电解槽的一侧得到富集。 化学沉淀法：通过加入特定的化学试剂（如硫酸银）与溴离子反应，形成不溶性的溴化银沉淀。将沉淀分离后，可以通过后续的处理步骤（如加热分解）来得到溴。 溶剂萃取法：使用有机溶剂（如甲基异丁基酮或亚硝酸酯）可以选择性地从水相中萃取溴。这种方法利用了溴在不同溶剂中的溶解度差异来实现分离和富集。 这些方法各有优缺点，选择合适的方法通常取决于所需溴的纯度、产量以及经济成本等因素。在实际应用中，可能需要结合多种方法来达到最佳的溴富集效果。 溴是一种化学元素，通常以溴化物的形式存在于自然界的海水中。以下是几种富集溴的方法： 氧化法：从海水中提取溴的常见方法是通过氧化过程。在这一过程中，海水中的溴化物（Br^-）会被氧化剂（如氯气、臭氧或过氧化氢）氧化成游离态的溴（Br2）。 吹出-吸收法：这是一种常用的工业方法。首先，将海水酸化，然后通过空气或蒸汽吹出，使溴气化并从溶液中释放出来。之后，用一种吸收剂（如硫酸或纯碱溶液）吸收吹出的溴气，从而得到富集的溴溶液。 离子交换法：利用离子交换树脂可以选择性地吸附海水中的溴离子。当溴离子被树脂吸附后，可以通过洗脱剂（如硫酸或氯化钠溶液）将其从树脂上洗脱下来，从而得到含有较高浓度溴的溶液。 电解法：在电解过程中，海水或含溴化物的溶液在电解槽中电解，溴离子在阳极被氧化成溴分子，而溴分子在阴极被还原成溴离子。通过这种方法，溴可以在电解槽的一侧得到富集。 化学沉淀法：通过加入特定的化学试剂（如硫酸银）与溴离子反应，形成不溶性的溴化银沉淀。将沉淀分离后，可以通过后续的处理步骤（如加热分解）来得到溴。 溶剂萃取法：使用有机溶剂（如甲基异丁基酮或亚硝酸酯）可以选择性地从水相中萃取溴。这种方法利用了溴在不同溶剂中的溶解度差异来实现分离和富集。 这些方法各有优缺点，选择合适的方法通常取决于所需溴的纯度、产量以及经济成本等因素。在实际应用中，可能需要结合多种方法来达到最佳的溴富集效果。 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $