海水的综合利用

1、海水的综合利用第1页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四 在众多的自然资源中，海水是十分重要的资源之一。利用海水中富含的化学物质，如：NaCl、MgCl2、NaBr、NaI等，能获得获得的非金属单质Cl2、Br2、I2，如何从海水中获得这些物质呢?浩瀚的大海，巨大的宝藏第2页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四一、海水中盐的开发与利用结晶池蒸发池1、海水制盐海水盐田粗盐引入风吹日晒苦卤：分离食盐晶体后得到的母液。 含氯化钾、氯化镁、硫酸镁、氯化钠、溴化钾、碘化钾海水制盐还有电渗析法和冷冻法这两种方法不但可以制得盐，还可以得到淡水。作为盐田的条件：第3页，

2、共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四2、食盐资源的利用（1）氯碱工业：以食盐为原料制取 NaOH 、Cl2和 H2， 再进一步生产 一系列的化工产品的工业a、实验装置b、阳离子放电顺序Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+Zn2+ Al3+Mg2+Na+Ca2+K+阳极放电顺序：金属 S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-F- C、原理：阴极：阳极：2H+ + 2e- = H22Cl- - 2e- = Cl2第4页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四总反应：2H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 通电2

3、H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH通电学与问 P33上述装置有什么的缺点？你认为应采取什么措施？ 1.H2和Cl2 混合不安全2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯2H2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH通电H2 + Cl2 = 2HCl 点燃2NaOH + Cl2= NaCl + NaClO +H2O 将几种物质分开第5页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四由多个单元槽串联或并联组成每个单元槽由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成第6页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四离子交换膜

4、法制烧碱第7页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四+Cl2Cl2Cl-H2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液精制饱和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）离子交换膜 阳 极金属钛网阴 极碳钢网只允许阳离子通过，且阻止阴离子和气体通过第8页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四a. 生产设备名称：离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物) 阴极：碳钢网(有镍涂层) 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽 隔成阴极室和阳极室。b. 离子交换膜的作用： (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸 (2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量第9页，共2

5、0页，2022年，5月20日，12点38分，星期四(3)生产流程离子交换膜法制碱技术优点：设备占地面积小、能连续生产、生产能力强、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等，是氯碱工业的发展方向。第10页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量BaCl2Ba2+ + SO42- =BaSO4Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl-BaSO4Ca2+ + CO32- = CaCO3Ba2+ + CO32- = BaCO3CaCO3BaCO3过量Na2CO3Na+、 Mg2+、 Ca2+ 、 Ba2+ 、

6、 Cl- 、 OH-Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3过量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2Mg2+、 Ca2+、 Na+、 Cl- 、 OH-、CO32-精制食盐水适量HCl,调节PH通过阳离子交换树脂Na+、 Cl-第11页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四氯碱工业产品第12页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四1、氧化 工业上从海水中提取溴时，首先通氯气于pH为3.5左右晒盐后留下苦卤(富含Br-离子)中置换出Br2。Cl2 +2Br - = Br2+ 2Cl - 二、海水提溴 2. 吹出 当海

7、水中Br-被氧化成Br2后，然后用空气或水蒸气把Br2吹出。吹出法第13页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四 3. 吸收 用空气吹出的溴中含有大量的空气。用还原剂二氧化硫使溴单质 变为HBr，再用氯气将其氧化成溴产品。Br2 + SO2 + 2H2O= 2HBr + H2SO4Cl2 +2Br- = Br2+ 2Cl- 思考海水是一种混合溶液，其中主要含有哪些离子？ Cl- Na+ Mg2+ Ca2+ SO42-2结合海水资源的特点，我们从海水中提取镁到底有没有实际意义？在提取过程中又可能会面临怎样的困难？主要流程海水浓缩酸化浓缩海水Br-通入氯气海水Cl-Br2通入空气

8、水蒸气(吹出)吸收塔SO2反应后富集溴HBr、SO42-通入Cl2Cl、Br2SO42-分离溴单质第14页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四思考1.如何实现Mg2+ 的富集和分离？可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀2.是不是直接往海水中加沉淀剂？不是，因为海水中的Mg2+ 的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2+ 的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂3.从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？Ca(OH)24.如何由贝壳制得氢氧化钙？贝壳(CaCO3)煅烧CaOCa(OH)2三、海水提镁第15页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四

9、1.从沉淀效果看，澄清石灰水比氢氧化钠效果差得多，如何 解决这一矛盾？3.如何制得无水MgCl2 ？4.由MgCl2 到Mg究竟用还原法还是电解法好？用石灰乳代替石灰水先加盐酸反应，再浓缩得MgCl26H2O晶体，然后再将MgCl26H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2 由于镁本身比较活泼，用还原法比较困难， 工业上常使用电解熔融的氯化镁得到镁2.请设计由Mg(OH)2到Mg的可能途径。思考第16页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四三、海水提镁第17页，共20页，2022年，5月20日，12点38分，星期四 过滤，加盐酸 加热 电解海水 母液 b c 煅烧 a 浓缩贝壳 石灰乳 a ； b ； c 。MgCl2溶液练习根据讨论，在下列方框中填入合适的物质的化学式完成工业上用海水提镁的工艺流程，并写出a、b、c三个步骤的化学方程式：CaOMg(OH)2MgCl26H2OMgCl2Mg gCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaCl2Mg(OH)