人教版化学选修2第2单元课题2

1、课题课题2海水的综合利用海水的综合利用核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练学习目标学习目标课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练课题课题2学习目标学习目标1.了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。的利用。2.了解海水提溴的重要步骤。了解海水提溴的重要步骤。课前自主学案课前自主学案一、海水中盐的开发和利用一、海水中盐的开发和利用海水中含有多种盐类，以海水中含有多种盐类，以_最多，约占海最多，约占海水中盐类总量的水中盐类总量的_，还含有，还含有_、_等。等。1海水制盐海水制盐(1)海水制盐以海水制盐以_法法(盐田法盐田法)为主，主

2、要原理为主，主要原理是太阳照射后，水分蒸发，各种盐分达到是太阳照射后，水分蒸发，各种盐分达到_浓度时，依次以固体形式析出。浓度时，依次以固体形式析出。氯化钠氯化钠80%氯化镁氯化镁硫酸钙硫酸钙蒸发蒸发饱和饱和(2)盐田必须符合的条件：盐田必须符合的条件：有平坦空旷的海滩，潮汐落差大；有平坦空旷的海滩，潮汐落差大；气候干燥、多风、少雨；气候干燥、多风、少雨；远离江河入海口。远离江河入海口。(3)盐田一般分为盐田一般分为_、_、_三部分。三部分。(4)海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓缩，达海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓缩，达到饱和后会析出到饱和后会析出_，分离后所得的母液叫，分离后所得的母液

3、叫_，可综合利用制得副产品，可综合利用制得副产品_、_等。等。(卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾。钾。)贮水池贮水池蒸发池蒸发池结晶池结晶池食盐晶体食盐晶体苦卤苦卤氯化钾氯化钾氯化镁氯化镁(5)海水制盐还可用电渗析法和冷冻法，这样不仅海水制盐还可用电渗析法和冷冻法，这样不仅可制得盐，还可得到可制得盐，还可得到_。2食盐资源的利用食盐资源的利用(1)化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制取取_，再进一步生产其他化工产，再进一步生产其他化工产品。品。(2)电解食盐水实验装置电解食盐水实验装置淡水淡水NaOH、Cl2、H2用

4、电解饱和食盐溶液的方法来制取用电解饱和食盐溶液的方法来制取NaOH、Cl2和和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。称为氯碱工业。氯化钠溶液中存在着氯化钠溶液中存在着 Na、Cl、OH、H四种四种离子，通直流电后，离子，通直流电后，_向阳极移动，向阳极移动，_向阴极移动。向阴极移动。(3)阳极反应式阳极反应式 _，阴极反应式阴极反应式 _。Cl、OHNa、H2Cl2e=Cl22H2e=H2(6)电解制碱目前主要采用电解制碱目前主要采用_法。离法。离子交换膜电解槽是由多个子交换膜电解槽是由多个_槽串联或并联槽串联或并联组成。组成。单

5、元 槽 由 阳 极单 元 槽 由 阳 极 ( 钛 网钛 网 ) 、 阴 极、 阴 极 ( 碳 钢 网碳 钢 网 ) 、_、_和和_等组成。等组成。(7)精制的饱和食盐水进入阳极室，加入精制的饱和食盐水进入阳极室，加入NaOH的的纯水进入阴极室，通电时，水在阴极表面放电生纯水进入阴极室，通电时，水在阴极表面放电生成成 _，Na 穿过离子交换膜由阳极室进入穿过离子交换膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含阴极室，导出的阴极液中含_，Cl则在则在阳极表面放电生成阳极表面放电生成 _，电解后的淡盐水从，电解后的淡盐水从_极导出。极导出。离子交换膜离子交换膜单元单元离子交换膜离子交换膜电解槽框电解槽框导

6、电铜棒导电铜棒H2NaOHCl2阳阳3离子交换膜法制烧碱离子交换膜法制烧碱二、海水提溴二、海水提溴从海水中提溴约占世界溴年产量的从海水中提溴约占世界溴年产量的1/3，常用的方，常用的方法叫法叫_，即用氯气氧化海水中的，即用氯气氧化海水中的Br，使，使其变成其变成Br2，然后用空气或水蒸气吹出。，然后用空气或水蒸气吹出。1氯化氯化(1)用氯气置换溴离子的反应式为用氯气置换溴离子的反应式为 _。(2)氯气置换溴离子之前，要使海水氯气置换溴离子之前，要使海水_化，使化，使pH_。吹出法吹出法Cl22Br=Br22Cl酸酸3.52吹出吹出当当Br被氧化成被氧化成 Br2后，用后，用_将其吹出，也可将其

7、吹出，也可用用_与溴一起蒸出。与溴一起蒸出。3吸收吸收用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到 溴 产 品 的 反 应 方 程 式 为到 溴 产 品 的 反 应 方 程 式 为 B r2 S O22H2O=2HBrH2SO4，Cl22Br=2ClBr2。溴的用途：工业上：燃料的防爆剂；胶卷的感光材溴的用途：工业上：燃料的防爆剂；胶卷的感光材料；农业上：杀虫剂；医药上：红药水、镇静剂。料；农业上：杀虫剂；医药上：红药水、镇静剂。氧化性：氧化性：Cl2Br2I2。空气空气水蒸气水蒸气Cl22Br=Br22Cl；Cl22I=I22Cl；Br22I=I

8、22Br。三、海水提镁三、海水提镁1海水中镁的总储量约为海水中镁的总储量约为_t，目前世界，目前世界生产的镁生产的镁_来自海水。来自海水。2工业生产中提取镁的主要方法和主要反应方程工业生产中提取镁的主要方法和主要反应方程式：式：2.1101560%四、从海水中提取重水四、从海水中提取重水2. 氘的原子核内有一个氘的原子核内有一个_和一个和一个_，所以叫所以叫_，化学符号是，化学符号是_。重水可作原。重水可作原子反应堆的子反应堆的_和和_。3热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融合成热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融合成氦核，同时放出大量能量的过程。氦核，同时放出大量能量的过程。4海水中含重水约

9、海水中含重水约_。质子质子中子中子重氢重氢D中子减速剂中子减速剂传热介质传热介质(重水堆重水堆)2.01014 t核心要点突破核心要点突破一、海水中盐的开发和利用一、海水中盐的开发和利用1海水制盐海水制盐(1)利用蒸发法，从海水中主要获得氯化钠，及氯利用蒸发法，从海水中主要获得氯化钠，及氯化镁、氯化钾等副产品。化镁、氯化钾等副产品。(2)电渗析法、冷冻法不仅能制得盐，同时还可得电渗析法、冷冻法不仅能制得盐，同时还可得到淡水。到淡水。2氯碱工业氯碱工业食盐资源的利用食盐资源的利用离子交换膜法电解食盐水：离子交换膜法电解食盐水：(1)设备：离子交换膜电解槽。离子交换膜只允许设备：离子交换膜电解槽。

10、离子交换膜只允许Na通过。通过。(2)原理：化学方程式为原理：化学方程式为2主要反应原理：主要反应原理：Cl22Br=Br22Cl。3溴的吸收富集溴的吸收富集(1)纯碱吸收法：海水中的溴离子被氧化为溴单质纯碱吸收法：海水中的溴离子被氧化为溴单质后，用热空气或水蒸气吹出，通过后，用热空气或水蒸气吹出，通过Na2CO3溶液使溶液使溴富集后，再将得到的溶液用稀硫酸酸化，用有机溴富集后，再将得到的溶液用稀硫酸酸化，用有机溶剂萃取溴单质。发生反应：溶剂萃取溴单质。发生反应：3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O(2)SO2

11、吸收法：用空气吹出的溴和大量的空气混合吸收法：用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起，不易分离，用还原剂在一起，不易分离，用还原剂SO2吸收后，再用氯吸收后，再用氯气氧化气氧化HBr即得到溴单质。即得到溴单质。特别提醒：特别提醒：通氯气前要将海水酸化，通氯气前要将海水酸化，pH为为3.5时，氯气的氧化效果最好。时，氯气的氧化效果最好。用空气或用空气或H2O(g)将溴吹出，而不用将溴吹出，而不用CCl4萃取，萃取，因后者工艺复杂，设备投资大，经济效益低且因后者工艺复杂，设备投资大，经济效益低且对环境污染严重。对环境污染严重。三、海水提取镁工艺流程和化学平衡原理的应用三、海水提取镁工艺流程和化学平衡

12、原理的应用1生产步骤生产步骤(1)加熟石灰加熟石灰(2)过滤过滤(3)加盐酸加盐酸(4)浓缩结晶脱浓缩结晶脱水干燥水干燥(5)熔融电解熔融电解2工艺流程工艺流程4工业生产中平衡原理的应用工业生产中平衡原理的应用(1)沉淀溶解平衡原理的应用沉淀溶解平衡原理的应用向海水中加入沉淀剂向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于，由于c(OH)增大，增大，Mg(OH)2的溶解度小于的溶解度小于Ca(OH)2，则最大程度地将，则最大程度地将Mg2转化为转化为Mg(OH)2沉淀。沉淀。向向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移。移。(2)水解平衡原理的应用水解平衡原理的

13、应用在在MgCl26H2O脱水变为脱水变为MgCl2时，由于时，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在水解平衡的存在，在HCl气体环境中，增大气体环境中，增大c(HCl)，抑制了，抑制了MgCl2的水解，避的水解，避免了免了Mg(OH)2的生成。的生成。特别提醒：特别提醒：为提高反应中为提高反应中Mg2的浓度，将海水的浓度，将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤。浓缩或用提取食盐后的盐卤。电解熔融电解熔融MgCl2生成的生成的Cl2可用于制盐酸，循环可用于制盐酸，循环使用，节省成本。使用，节省成本。所得所得Mg(OH)2沉淀中含有的沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸杂质在加盐酸

14、前应除去，以保证前应除去，以保证MgCl2的纯度。的纯度。课堂互动讲练课堂互动讲练海洋资源的开发利用海洋资源的开发利用1海水淡化海水淡化通过从海水中提取淡水或从海水中分离出盐分，通过从海水中提取淡水或从海水中分离出盐分，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法已有十几种，主要的有蒸馏法、电渗析法、离已有十几种，主要的有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和子交换法等。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法，工艺也比较完善，是目前海水淡化的主要方法，其蒸馏原理如图所示。其蒸馏原理如图所示。2海水中镁、钾、

15、溴、碘等化工产品元素的提海水中镁、钾、溴、碘等化工产品元素的提取取海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集问题。如海水中溴的提取流程：解决物质的富集问题。如海水中溴的提取流程：(1)用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。酸化。(2)向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质。转化为溴单质。2NaBrCl2=Br22NaCl(3)向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，

16、将溴向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的。的目的。Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(4)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。2HBrCl2=2HClBr2(5)用四氯化碳用四氯化碳(或苯或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。萃取吸收塔内溶液中的溴单质。海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以海带中碘的提取原理：海带中的碘元素主要以I的的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。再萃取出来。如用如用H2O2

17、做氧化剂，反应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是：2IH2O22H=I22H2O实验先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用实验先将干海带灼烧去除有机物，剩余物用H2O2、H2SO4处理，使得处理，使得I被氧化成被氧化成I2。3海水资源的综合利用海水资源的综合利用(1)从海水中提取淡水从海水中提取淡水海水淡化；海水淡化；(2)直接利用海水进行循环冷却；直接利用海水进行循环冷却；(3)海水制盐；海水制盐；(4)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品；从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品；(5)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料；原料；(6)从海水中

18、获取其他物质和能量。从海水中获取其他物质和能量。例例 请回答氯碱工业中的如下问题：请回答氯碱工业中的如下问题：(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比质量比)生成的产品。理论上生成的产品。理论上k_(要要求计算表达式和结果求计算表达式和结果)；图中图中X、Y分别是分别是_、_(填化学填化学式式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与与b%的大小的大小_；分别写出燃料电池分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电中正极、负极上发生的电极反应正极：极反应正极：_；负极：；负极：_；这样设计的主要节这样设计的主要节(电

19、电)能之处在于能之处在于(写出写出2处处)_、_。变式训练变式训练工业上对海水资源综合开发利用的部工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示：分工艺流程如图所示：(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是槽，离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是_。电解槽中的阳极材料为。电解槽中的阳极材料为_。(2)本工艺流程中先后制得本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和和Mg(OH)2，能否按能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？顺序制备？_(填填“是是”或或“否否”)。原因是。原因是_。(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，四氯化碳与水不互溶， 故可用于萃取溴，但在上故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。解析：解析：(1)电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜，而电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜，而在食盐水中的阳离子只有在食盐水中的阳离子只有H和和Na，电解时，电解时，H在阴极上生成氢气，在阴极上生成氢气，Na在外加电场作用下向阴极在外加电场作用下向阴极运动，所以通过离子膜和隔膜的是运动，所以通过离子膜和隔膜的是Na。由于阳极。由于阳极上发生氧化反应，是溶