8.1 自然资源的开发利用（第2课时）【一课一优】课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

课时2 海水资源的开发利用 第一节 自然资源的 开发利用 海水淡化 01 海水制盐 02 海水提溴 03 海水制镁 04 课标要求 1. 了解海水水资源的利用方式，掌握海水淡化的主要原理和常用方法。 2. 熟悉海水提溴、提碘、提镁的基本流程，理解相关化学反应原理。 3. 认识海水化学资源的丰富性，了解海水综合利用的实际价值。 【知识目标】 课标要求 【素养目标】 1. 宏观辨识与微观探析：分析海水提溴等过程的化学反应，理解物 质转化的微观本质。 2. 证据推理与模型认知：结合海水资源利用流程，构建海水综合利 用的思维模型。 3. 科学态度与社会责任：关注海洋资源开发，树立保护海洋生态环 境的责任意识。 新课导入 地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。 你知道海洋中有哪些资源吗？ 新课导入 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5×106 t，而1t海水中金元素的含量仅为4×10-6g。海洋还是一个远未充分开发的巨大化学资源宝库。 总量巨大但浓度极低，要耗费大量能源和时间进行富集、分离和提纯 海水资源的特点 分散性 广阔性 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 97% 元素种类很多，总计含有80多种元素。海水中含量最多的 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。 许多元素的富集程度很低 多样性 O、H 利用途径及海水淡化方法 电渗析法 离子交换法 反渗析法 海水淡化 海水循环冷却 海水水资源的利用 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 反渗析法 思路一 提取出淡水 思路二 分离出盐分 历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 PART 01 海水淡化 一、海水淡化 1、蒸馏法 (2)适用条件： (1)原理：利用沸点差异分离液体混合物。 ①液态有机物中含有少量杂质； ②有机物热稳定性较高； ③有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃)。 (3)蒸馏仪器： 铁架台、酒精灯、石棉网（陶土网）、蒸馏烧瓶（或圆底烧瓶）、温度计、直形冷凝管、尾接管(牛角管)、锥形瓶 一、海水淡化 1、蒸馏法 (直形)冷凝管 蒸馏烧瓶 尾接管（牛角管） 锥形瓶 温度计 温度计水银球处于蒸馏烧瓶支管口处 冷凝水，下口进，上口出 投放沸石或瓷片防暴沸 烧瓶底加垫陶土网 溶液体积约为烧瓶体积 ~ 陶土网 一、海水淡化 1、蒸馏法 a.蒸馏烧瓶底部要垫 ，烧瓶内液体体积约为其容积的 ； b.温度计水银球位置： ； c.加碎瓷片的目的： ； d.冷凝管中水的流向： ； e.先 再 。 陶土网 蒸馏烧瓶的支管口处 防止液体暴沸 下口流入，上口流出 通冷凝水 加热蒸馏烧瓶 （1）为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反？ 为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触，带走尽可能多的热量。 （2）为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线 对于蒸馏来说，只有精确控制蒸馏的温度才能达到分离提纯的目的，而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏变为气体某组分的温度，故温度计水银球顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线 【思考讨论】 一、海水淡化 2、电渗析法 原理：在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。 一、海水淡化 3、离子交换法 原理：利用离子交换树脂的活性基团与盐水中的阳离子和阴离子进行交换，除去海水中盐分制取淡水的方法，也就是说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了。 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 (1)海洋约占地球表面积的71%,因此地球不缺水,人类可以任意使用,不用节约 （ ） (2)海水淡化的方法中,蒸馏法成本最低 （ ） (3)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素 （ ） (4)海水中各种化学资源的开发过程中,必须都要发生化学反应 （ ） (5)蒸馏操作时,温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处,测量蒸气的温度 （ ） √ × × × × PART 02 海水制盐 二、海水制盐 目前，从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)，这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法。 盐田 NaCl 烧碱 纯碱 钠 氯气 氯化氢 二、海水制盐 侯德榜（化学家） 侯德榜制纯碱： 二、海水制盐 (1)氯碱工业： (2)制钠和氯气： (3)制盐酸： (4)制漂白剂(84消毒液)： (5)制纯碱： 2NaCl（熔融）=== 2Na + Cl2↑ 电解 2NaCl+ 2H2O === H2↑+ Cl2 ↑ +2NaOH 电解 H2+ Cl2 === 2HCl 点燃 NaCl＋CO2＋H2O＋NH3 =NH4Cl＋NaHCO3↓ 2NaOH＋Cl2 =NaClO＋NaCl＋H2O 2NaHCO3 ===Na2CO3＋CO2↑＋H2O △ (饱和食盐水) 侯德榜（化学家） PART 03 海水提溴 三、海水提溴 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。 三、海水提溴 海水 富集 （浓缩） 氧化室 吹出塔 吸收塔 蒸馏塔 冷凝器 Br2 酸和Cl2 空气 SO2和H2O Cl2和H2O 目标产品 物质转化、分离提纯 工业原料 富集 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr 2HBr+Cl2=2HCl+Br2 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 C 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 PART 04 海水制镁 四、海水制镁 贝壳 CaO 石灰乳 沉淀池 海水 过滤 Mg(OH)2 MgCl2 Mg+Cl2 ④盐酸、浓缩 盐酸 Cl2循环利用 ①煅烧 ②水 ③ MgCl2·6H2O ⑤HCl气氛 中加热脱水 ⑥电解 引入 电解 MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ 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↑ 四、海水制镁 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 C 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 2.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是 【课堂小结】 海水的开发利用 海水水资源 海水淡化：电渗析法、蒸馏法、反渗透法、离子交换法 循环冷却：用于工业冷却用水或耐盐植物灌溉等 海水化学资源 海水提盐（盐田法）：海水 盐田 粗盐 精盐 食用盐、氯碱工业原料 引入 日晒 精制 海水提溴：海水 苦卤 海水（Br2） 吸收液 含Br2溶液 含溴有机溶液 Br2 提取 精盐 萃取 酸化 氧化 吹出 吸收 Cl2 氧化 蒸馏 海水提镁(贝壳)：Mg2+ Mg(OH)2 MgCl2 Mg 石灰 HCl 电解 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 C 1.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（ ） A.上述过程涉及氧化还原反应 B.可以采用蒸馏法从海水中获得淡水 C.工业生产常选用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 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 C 2.开发利用海水化学资源的部分过程如图所示,下列说法正确的是（ ） A.①的操作是先通入足量的CO2 B.鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液可 以用澄清石灰水 C.在步骤③中,SO2水溶液吸收Br2后,溶液的pH减小 D.向母液中加入石灰乳可得到Mg(OH)2,工业上常用电解熔融的Mg(OH)2 　来制取镁 3．下列各选项中物质的分子式都相同，其中属于同一类物质的是 A．和 B．CH3OCH3和CH3CH2OH C．正戊烷和新戊烷 D．和 【答案】C 随堂演练 3.从海带中提取I2的实验方案如下。下列说法不正确的是（ ） (注：分液是使用分液漏斗分离两种互不相溶液体的操作) A.实验方案中2次使用到过滤操作 B.向滤液中加入双氧水的作用是将I－氧化为I2 C.I－和IO3－在酸性条件下发生反应的离子方程 式为I－＋IO3－ ＋2H＋=I2＋H2O D.含I2的溶液经3步转化为I2的悬浊液,其目的是富集碘元素 C 谢谢观看与支持 ～ $