2017人教版高中化學(xué)選修2第二章 第二節(jié)《海水的綜合利用》（第2課時(shí)）課件

1、2024/3/25,1,第二章 化學(xué)與資源開(kāi)發(fā)利用,第二節(jié) 海水的綜合利用,第2課時(shí),新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列,選修2 化學(xué)與技術(shù),2024/3/25,2,教學(xué)目標(biāo),知識(shí)與能力：1．掌握氯堿工業(yè)、海水提溴、海水冶煉鎂的化學(xué)原理；2．了解海水的綜合利用，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 氯堿工業(yè)、海水提溴、海水冶煉鎂的化學(xué)原理。探究建議： 1．收集資料：海水資源的綜合利用。2．查閱有關(guān)氯堿工業(yè)發(fā)

2、展的資料，討論科學(xué)技術(shù)對(duì)促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展所起的作用。課時(shí)劃分：兩課時(shí),海水的綜合利用,2024/3/25,3,電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,陰極： 陽(yáng)極：總反應(yīng)：,2H+ + 2e- = H2↑,2Cl- -2e- = Cl2↑,復(fù)習(xí),海水提溴,2024/3/25,4,,,Cl2,Cl2,Cl—,H2,H+,OH—,,,,,,,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,復(fù)習(xí),海水提溴,20

3、24/3/25,5,1、氧化 工業(yè)上從海水中提取溴時(shí)，首先通氯氣于pH為3.5左右曬鹽后留下苦鹵(富含Br-離子)中置換出Br2。,二、海水提溴,Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl -,海水提溴,2024/3/25,6,2、吹出 然后用空氣把Br2吹出，再用Na2C03溶液吸收，即得較濃的NaBr和NaBrO3溶液：　　　　　　 3CO32- + 3Br2 = 5Br- + BrO33- + 3CO2↑　最

4、后，用硫酸將溶液酸化，Br2即從溶液中游離出來(lái)：　 5Br- + BrO33- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O,3、吸收 用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br，再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品。,Br2 + SO2　+2H2O　=2HBr+H2SO4,Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl -,海水提溴,2024/3/25,7,思考：１．海水是一種混合溶液，其中主要含有哪　　　　　　　　　　　　　　

5、　　　　　　　　　　　　　　　　　些離子？,Cl-、Na+、Mg2+、 Ca2+、SO42-、Ｋ＋……,２．結(jié)合海水資源的特點(diǎn)，我們從海水中提取鎂到底有沒(méi)有實(shí)際意義？在提取過(guò)程中又可能會(huì)面臨怎樣的困難？,三、海水提鎂,海水提鎂,2024/3/25,8,思考：,１、如何實(shí)現(xiàn)Mg2+ 的富集和分離？,可以加入一種試劑使Mg2+ 沉淀,２、是不是直接往海水中加沉淀劑？,不是，因?yàn)楹Ｋ械腗g2+ 的濃度很小，直接加沉淀劑不利于Mg2+的沉淀，

6、而且會(huì)增大沉淀劑的用量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑,３、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？,Ca(OH)2,海水提鎂,2024/3/25,9,思考：如何由貝殼制得氫氧化鈣？,,貝殼(CaCO3),,CaO,,Ca(OH)2,海水提鎂,2024/3/25,10,１、從沉淀效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多，如何解決這一矛盾？,３、如何制得無(wú)水MgCl2 ？,４、由MgCl2 到Mg究竟用還原法還是電解法好？,思考：,用石灰乳

7、代替石灰水,先加鹽酸反應(yīng)，再濃縮得MgCl2?6H2O晶體，然后再將MgCl2?6H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無(wú)水MgCl2,由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂,２、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由Mg(OH)2到Mg的可能途徑。,海水提鎂,2024/3/25,11,,CaO,Mg(OH)2,MgCl2?6H2O,MgCl2,Mg,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,海水提鎂,2024/3/25,12

8、,海水提鎂,2024/3/25,13,思考：電解產(chǎn)生的Cl2怎么處理？,,海水提鎂,2024/3/25,14,探究一：取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中；現(xiàn)象： 結(jié)論或化學(xué)方程式：,鎂條逐漸溶解，有大量氣體產(chǎn)生,Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,探究二：取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中；

9、現(xiàn)象： 結(jié)論或化學(xué)方程式：,有氣體產(chǎn)生，滴有酚酞的水溶液變紅（但比鈉與水反應(yīng)緩和得多）,海水提鎂,2024/3/25,15,探究三：取一根除去氧化膜的鎂條，點(diǎn)燃后插入充滿CO2的的集氣瓶中?，F(xiàn)象： 結(jié)

10、論或化學(xué)方程式：,燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，在集氣瓶的內(nèi)壁有黑色固體附著,探究四、Mg條與氮?dú)獾姆磻?yīng),海水提鎂,2024/3/25,16,1、海水中含的MgCl2是Mg的重要來(lái)源之一,從海水中提鎂，可按如下步驟進(jìn)行：（1）將貝殼制成石灰乳（2）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過(guò)濾、洗滌沉（3）將沉淀物與鹽酸反應(yīng)、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥產(chǎn)物（4）將產(chǎn)物熔融后電解關(guān)于提取鎂，下列說(shuō)法中不正確的（

11、 ）Ａ. 此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富Ｂ. 進(jìn)行（1）、（2）、（3）步的目的是從海水中提取MgCl2Ｃ. 第四步會(huì)產(chǎn)生氯氣 D.以上過(guò)程中涉及到復(fù)分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng),Ｄ,海水提鎂,2024/3/25,17,2、分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物，肯定不存在的物質(zhì)是 （ ） A. C B. MgO C. MgCO3 D. Mg3N2,C,海水提鎂,20

12、24/3/25,18,小結(jié),２、海水中的化學(xué)元素的存在與利用,３、海水提鎂的工藝流程,４、鎂的性質(zhì),１、鎂的用途,海水提鎂,2024/3/25,19,四、從海水中提取重水,海水中溶存著80多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值。據(jù)計(jì)算，每立方千米海水中含有3 750×104 t固體物質(zhì)，其中除氯化鈉約3 000×104 t外，鎂約450×104 t，鉀、溴、碘、釷、鉬、鈾等元素也不少。,中

13、 國(guó) 海 域,,,,,,鎂在海水中含量很高，僅次于氯和鈉，居第3位。,溴的濃度較高，平均為67×10-3 mL/L，地球上99％以上的溴都儲(chǔ)存在海水里，故溴有“海洋元素”之稱(chēng)。,碘在海水中的濃度只有0.06× 10-6，屬于微量元素。,鉀在海水中的總量為500 ×1012 t以上。海水中所含鉀的儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鉀鹽礦物儲(chǔ)量。,鈾海水中的總量非?？捎^，達(dá)45×108 t，相當(dāng)于

14、陸地儲(chǔ)量的4500倍。,一噸海水中所含重水的核聚變反應(yīng)，可釋放出相當(dāng)于256t石油燃燒所產(chǎn)生的能量。,,重水核聚變反應(yīng)可釋放出相當(dāng)能量，海水中約有200×108 t重水。,提取,,,,,,,,從海水中提取重水,2024/3/25,20,氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個(gè)質(zhì)子外，比氫多了一個(gè)中子。氘的化學(xué)性質(zhì)與氫一樣，但是一個(gè)氘原子比一個(gè)氫原子重一倍，所以叫做“重氫”。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要

15、賦存于海水中，總量可達(dá)250億噸。重水現(xiàn)在已是核反應(yīng)堆運(yùn)行不可缺少的輔助材料，也是制取氘的原料。,制備重水有兩種方法， 蒸餾法：這種方法只能得到純度為92%的重水； 電解法：可得99.7%的重水，但消耗電能特別大。 化學(xué)法：,從海水中提取重水,2024/3/25,21,重水可以通過(guò)多種方法生產(chǎn)。然而只有兩種方法已證明具有商業(yè)意義： 水-硫化氫交換法（和氨-氫交換法。 水-硫化氫交換法是基于在一系列塔內(nèi)（通過(guò)頂

16、部冷和底部熱的方式操作）水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過(guò)程中，水向塔底流動(dòng)，而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環(huán)。使用一系列多孔塔板促進(jìn)硫化氫氣體和水之間的混合。在低溫下氘向水中遷移，而在高溫下氘向硫化氫中遷移。氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級(jí)塔的熱段和冷段的接合處排出，并且在下一級(jí)塔中重復(fù)這一過(guò)程。最后一級(jí)的產(chǎn)品（氘濃縮至30%的水）送入一個(gè)蒸鎦單元以制備反應(yīng)堆級(jí)的重水（即99.75%的氧化氘）。,從海水中提取重水,2024/3/