河南省荥阳三中2015-2016学年高中化学化学与资源开发利用(第9课时)《海水中的盐海水提溴》三案一课学案新

1、第9课时海水中的盐海水提溴教案【学习目标】认识海水晒盐的原理与工艺，掌握食盐资源的利用。掌握电解饱和食盐水的反响，认识氯碱工业的工艺流程及产品。认识海水提溴的重要步骤。【要点难点】氯碱工业的工艺流程及产品海水提溴的原理与工艺流程。课前预习【情形资料】海水中均匀含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。海洋中还有大批的生物，是人类食品的本源之一。海水资源包含：能量、生物、化学、矿物、及空间资源。利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用，海洋生物为人类供给食品和保健用品；海水还是人类将来重要的淡水本源、新的能源和人类的空间资源。【预习内容】依据教材相关内容填写以下空白：一、海水中盐的

2、开发和利用1.海水含有多种盐类，以有、2.海水晒盐的原理:海水制盐以等。最多，约占海水盐类总量的为主，主要原理是，还含。3.盐田一定符合的条件有三个：。；晒盐的步骤(1)苦卤是指，主要成分是、等。海水晒盐的流程可表示以下：二、食盐资源的利用氯碱生产的核心技术电解氯碱工业就是以产一系列的化工产品。(1)电解使电流经过叫做电解。(2)电解饱和食盐水电解饱和食盐水时阳极反响式为原料制取、而在阴、阳两极引起和，再进一步生，阴极反响式，电解饱和食盐水的化学方程式是。2氯碱生产的基本装置(1)氯碱工业完成电解反响的主体设备是。比较先进的电解制碱技术是。(2)离子交换膜电解槽是由多个单元槽，每个单元槽主要由

3、、和构成。三、海水提溴1原理从海水中提取的溴约占世界溴年产量的。常用的方法叫，反响原理为。2提取过程(1)：氯气置换溴离子以前，要使，使pH，用氯气置换溴离子的反响为：。(2)：当Br被氧化成Br2后，用将其吹出，也可用水与溴一起蒸出。(3)：空气吹出的混杂不易分别，常用做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化获取溴产品，相关化学方程式是：。预习内容答案一、氯化钠80%氯化镁、硫酸钙蒸发法(盐田法)在太阳照耀后，海水受热使水分蒸发，当各种盐分别达到其饱和浓度时，挨次以固态形式析出有平扫空旷的海滩，且潮汐落差大；天气干燥、多风、少雨；远离江河人海口，预防海水被淡水冲稀。分别食盐晶体后所获取的母液氯化钾氯

4、化镁贮水池、蒸发池结晶池二、食盐NaOHC1H电解质溶液22氧化还原反响的过程2Cl2e=C12+=H2NaCl2HO2NaOHHCl电解槽离子交换膜电解槽2H+2e2222多个单元槽串通或并联组构成阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框导电铜棒三、1/3空气吹出法Cl22Br=ClBr2氯化海水酸化3.5Cl22Br=2Cl2Br2吹出空气蒸气汲取溴和大批的空气二氧化硫BrSOHO=2HBrHSO22224Cl2BrClBr2=2堂中互动222等离子？选择合适的试剂和操作顺序。4【教师点拨】回顾必修1中粗盐的提纯实验。物质分别和提纯过程中需注意三个要点问题：(1)被提纯物质的量尽可能不减少。(2)

5、不得引入新的杂质。(3)要易于分别、还原。为了使杂质除尽，加入的试剂不可以用“适当”而应“过分”。但过分的试剂一定在后续操作中便于除去。分析解答:(1)可采纳以下常有试剂：NaOH、Na2CO3、BaCl2和盐酸。加入试剂的顺序有三种：先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3，最后用稀盐酸调理pH；先加BaCl2，后加Na2CO3，再加NaOH，最后用盐酸调理pH；先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，最后用盐酸调理pH。【即学即练1】实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但此刻只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了以下方案：假如此方案正确，那么：操作可选择_或_仪器。操作能否

6、可改为加硝酸钡溶液？为何？_进行操作后，如何判断SO42-已除尽，方法是_。操作的目的是_，为何不先过滤后再加碳酸钠溶液？原由是_。(5)操作的目的是_。1.(1)试管坩埚(2)不可以够。改用Ba(NO)会在溶液中引入新的杂质离子-，后续操作中没法除去。2NO33(3)取上层清液加入BaCl2溶液，若无积淀，说明2-已除尽SO4(4)除去过分的Ba2+减少一次过滤操作(5)除去溶解在溶液中的CO和HCl2【分析】实验的第步是经过加热使混杂物中的NH4HCO3分清除去，所以所选的仪器应是试管或坩埚。在操作中，如用Ba(NO3)2溶液，则会引入新的杂质。证明2-能否除尽，则在滤液中SO4加入BaC

7、l2溶液，看能否产生积淀。而加入试剂除杂质时所加试剂尽可能过分，过分后应加入另一种试剂使之除去。加NaCO溶液的目的是使操作中所加入的过分BaCl溶液被除去。加232入BaCl2溶液可以产生BaSO4积淀，加入Na2CO3溶液可以生成BaCO3积淀，二者都是积淀，可以采纳一步过滤。当除去2+Na2CO3，而引入杂质2-，加盐酸的目的是让2-Ba时，是加入过分的CO3CO3生成CO而被除去，但CO在溶液中仍有必定的溶解，所以用煮沸的方法除去溶解在溶液中的CO。222【问题研究2】用惰性电极电解电解质溶液时，阴、阳离子的放电顺序如何？请你论述相关电解食盐水原理，写出电极反响式及总反响方程式。氯碱产

8、品只有NaOH、Cl2和H2的说法能否正确？离子交换膜制碱技术有何长处？【教师点拨】回顾电解池原理，阳极产物的判断第一要看电极资料，假如是活性电极(金属活动顺序中Ag以前)，则电极资料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。分析解答：用惰性电极电解时，各阳离子的放电顺序：+2+2+2+2+2+3+2+2+和金属活动顺序刚好相AgCuHPbSnFeZnAlMgNaCaK(反)；阴离子的放电顺序：2-SIBrClOH含氧酸根离子。电解氯化钠溶液原理：氯化钠溶液中存在着Cl、Na、Cl、OH、H四种离子，通直流电后，Cl向阴极挪动且优先得电子放电。OH朝阳极挪动且比OH优先失电子放电，Na、HH

9、比Na阳极反响式：2Cl2e=Cl阴极反响式：=H22电解饱和食盐水的反响式是2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2不正确；电解饱和食盐水可获取NaOH、Cl2、H2三种产品，但氯碱工业产品是指在工业上应用电解饱和食盐水的产物所制得的产品。如应用Cl2所得产品聚氯乙烯、氯化橡胶、一氯甲烷、氯仿、氯苯等。(2)长处：离子交换膜法制碱技术拥有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产质量量高、能适应电流颠簸、能耗低、污染小等长处，是氯碱工业的发展方向。【即学即练2】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程表示图以下：依照上图，完成以下填空：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反响的方

10、程式为：_。与电源负极相连的电极相邻溶液pH_。(填“不变”“增大”或“减小”)(2)假如粗盐中2-含量较高，一定增加钡试剂除去2-，该试剂可以选_。44aBa(OH)2bBa(NO3)2cBaCl2(3)为有效除去222-，加入试剂的合理顺序为_(选a、b、c，多项选择Ca、Mg、SO4扣分)。a先加NaOH，后加NaCO，再加钡试剂23b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c先加钡试剂，后加NaOH，再加NaCO23(4)在用阳离子交换膜法电解食盐水时，电解槽分开为阳极区和阴极区，防范Cl2与NaOH反响；采纳无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分反响，产物最后仅有NaClO和

11、H2，相应的化学反响方程式为_、_。2.(1)2Cl2e=Cl；增大2(2)C(3)bc2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22NaOHCl2=NaCl+NaClO+H2O或NaClH2ONaClOH2【分析】电解饱和食盐水的原理是电解池，与电源正极相连的是电解池的阳极，在使用惰性电极的状况下，溶液中的阴离子Cl在此处放电生成氯气。与电源负极相连的是电解池的阴极，溶液中的阳郭H在此处放电生成H2和NaOH。除杂的基本源则是不引入其余新的杂质。离子交换膜是防范两极生成的物质发生反响。【问题研究3】海水提溴的主要反响原理和工艺流程如何？【教师点拨】要使海水酸化，使pH=3.5，用氯气置换溴离子的反

12、响。Br被氧化成Br2后，用空气将其吹出，也可用水蒸气与溴一起蒸出。空气吹出的溴和大批的空气混杂不易分别，常用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化获取溴产品。分析解答：【即学即练3】工业上从海水中提取溴可采纳以下方法：向早先经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，反响的离子方程式为_。向上述混杂液中吹入热空气，将生成的溴吹出用纯碱溶液汲取，生成NaBr、NaBrO3和CO2，反响的化学方程式为_。将(2)所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转变为单质溴，再用有机溶剂提取溴，还可以够获取副产品Na2SO4，写出这一变化的离子方程式为_。这样获取的溴中还混有少

13、许Cl2，如何除去？_。【答案】(1)2BrCl2=2ClBr2(2)3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2(3)5BrBrO36H=3Br23H2O(4)加NaBr【分析】(1)海水中溴化物是可溶性的，故2Br-22+2Cl-;(2)Na232与碱+Cl=BrCO溶液显碱性，Br发生氧化还原反响生成溴化物，别的生成的可能是次溴酸盐，还可能是更高价态的溴酸盐，由(3)的表达可知生成的是溴酸盐，2-则转变为CO2；(3)Br-、BeO3-+CO3和H作用生成Br2和H2O；(4)要除去液溴中少许Cl2，应加适当KBr固体，使Cl2被转变为难挥发的KCl，再经过蒸发使溴挥发即可。练

14、案A组（课堂反响满分50分）一、选择题（每题5分，共35分）1.从海水可获取的在常温下为液体的单质是AMgBKCBr2(DI2)1.C【分析】本题主要观察海洋中的元素及物质存在的状态，海水中除含H、O两种元素外，还含有Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr等元素，明显可制取所要求的4种单质，此中只有Br2单质为液体，故本题答案为C。2.以下关于氯碱工业产品的说法正确的选项是()A.产量越多越好B.依照用户的需求量而定C.多产烧碱少产氯气D.多产氯气少产烧碱2.B【分析】工业生产要综合考虑经济效益。3.海水是一个巨大的化学资源宝库，以下相关海水综合利用的说法正确的选项是A从海水中

15、可以获取NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2()B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以获取钾单质D利用潮汐发电是将化学能转变为电能3.A【分析】电解熔融的氯化钠时，阳极产物就是氯气，A正确；蒸发海水发生的是物理变化，错；海水中钾元素是以离子形式存在的，要制备钾单质，钾元素的化合价将会发生变化，所以获取钾单质的过程中必定发生了化学变化，C错；潮汐发电是机械能转变为电能，4.提纯含有少许硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为（）D错。加入过分碳酸钠溶液，过滤，除去积淀，溶液中补加适当硝酸加入过分碳酸钾溶液，过滤，除去积淀，溶液中补加适当硝酸加入过分硫

16、酸钠溶液，过滤，除去积淀，溶液中补加适当硝酸加入过分碳酸钾溶液，过滤，除去积淀，溶液中补加适当硝酸4.D【分析】杂质离子为2+2-2-，使之形成积淀除去，但为了不引入新杂质，需Ba，可用CO或SO34+2324A项中加入过分碳酸钠，钠离子是新的用K盐，过分的KCO或KSO也应在后续步骤中除去。杂质，此法不行用；B项中加入过分硫酸钾，过分的硫酸根离子是新的杂质，此法也不行用；C项中加入过分硫酸钠，钠离子和过分的硫酸根离子，都是新的杂质，此法不行用。D项碳酸钾可使硝酸钡生成碳酸钡积淀，过滤除去后，过分碳酸钾跟适当硝酸生成硝酸钾和CO2气体，硝酸钾是待提纯的物质而CO将逸出。所以此法可用。D正确。2

17、5.在氯碱工业中，原料盐中的杂质离子危害很高，能破坏离子膜，以下对223Ca、Mg、Fe、2除去顺序不合理的是()SO4ABaCl2、NaOH、Na2CO3BBaCl2、Na2CO3、NaOHCNaOH、BaCl、NaCODNaCO、BaCl、NaOH2232325.B【分析】阳极发生氧化反响，反响式为2Cl2e=Cl2，故阳极需用惰性电极，阴极则不用。惰性金属阳极比石墨阳极在耐腐化性、节电等方面性能更好。从海水中可以提取溴，但获取的液溴中常常溶有少许氯气，除去氯气应该采纳的方法是()A.加适当的KI溶液B.通入溴蒸气C.加入适当的NaOH溶液D.加入适当的6.D【分析】除去液溴中溶有的少许氯

18、气，可以加入适当的NaBr溶液NaBr溶液，发生反响C12+2NaBr=2NaCl+Br2，除去了氯气，又未引入新的杂质。7.NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(见图)。以下说法正确的选项是（）A.25，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B.石灰乳与Cl2的反响中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶储存，所以Cl2不与铁反响图中所示转变反响都是氧化还原反响7.B【分析】本题观察元素化合物知识综合内容，拓展延伸至电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、侯氏制碱等内容，但落点很低，仅观察NaHCO3Na2CO3的溶解度、工业制漂白粉，干燥的Cl2贮存和基本反响种类

19、。重基础、再生产实质应该是我们高三复习也应牢记的内容。NaCO在水中23的溶解度比NaHCO3的大，A错误；石灰乳与Cl2的反响中氯发生歧化反响，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，B正确；常温下干燥的Cl2能用钢瓶储存仅代表常温Cl2不与铁反响，加热、高温则否则，C错误；碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水和二氧化碳，该反响不是氧化还原反响，D错误。二、填空题（共15分）2+2+3+2-以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的8.(6分)为除去粗盐中的Ca、Mg、Fe、SO4实验方案，步骤以下(用于积淀的试剂稍过分)：判断BaCl2已过分的方法是_。第步中，相关的离子方程式是_。(3)若先用盐酸调pH值

20、再过滤，将对实验结果产生影响，其原由是。为检验精盐纯度，需配制150mL2molL-1NaCl(精盐)溶液，右图是该同学转移溶液的表示图，图中的错误是_。8.取第步后的上层清液12滴于滴定板上，再滴入12滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表示BaCl2已过分(2)Ca2+2-=CaCO32+2-=BaCO3+CO3Ba+CO3在此酸度条件，会有部分积淀溶解，从而影响制得精盐的纯度未用玻璃棒引流；末采纳l50mL容量瓶【分析】(1)为了让积淀完整，滴加试剂需稍过分，所以判断BaCl2已过分的方法是取第步后的上层清液12滴于滴定板上，再滴入12滴BaCl2溶液，若溶液未变浑浊，则表示BaCl2已

21、过量，(2)在中除去2-2+杂质；中除去2+3+2+SO4，多出BaMg、Fe和大部分的Ca，多出OH杂质，此时溶液中杂质是：2+2+-2+2+2-，此时杂质为：Ba、少许Ca、OH中除去Ba、少许Ca，增加CO3-2-部分别子反响为：2+2-2+CO2-=BaCO(3)过滤后用盐酸可以除33333-2-pH值再过滤，在此酸度条件，会有部分积淀溶解，从而影响制去OH、CO，假如先用盐酸调3得精盐的纯度。(4)图中的错误是未用玻璃棒引流；末采纳l50mL容量瓶。9.(9分)电解原理在化学工业中有广泛应用。以下列图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，经过导线与直流电源相连。请回答以下

22、问题：若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：在X极相邻观察到的现象是_。Y电极上的电极反响式为_。(2)如用电解方法精髓粗铜，电解液a采纳CuSO4溶液，则X电极的资料是_，电极反响式为_。Y电极的资料是_(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只同意阳离子经过)，其工作原理以下列图。该电解槽的阳极反响式是_。通电开始后，阴极相邻溶液pH会增大，请简述原由_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从溶液出口_(填写“A”或“B”)导出。9.放出气体，溶液变红(1分)2Cl-2e-=Cl2(1分)纯

23、铜(1分)Cu2+2e-=Cu(1分)粗铜(1分)-=2H2O+O(2分)(3)4OH-4e2+-B(1分)H放电，促使水的电离，OH浓度增大(1分)【分析】电解原理:阳极发生氧化反响，阴极发生还原反响。电解精髓金属时，粗金属作阳极，纯金属作阴极。(1)惰性电极电解饱和氯化钠溶液，电极X与电源负极相连，X是阴极，发生的反响为2H+2e-=H，同时生成氢氧根离子，此处溶液呈碱性，与酚酞变化；电极Y与电源的正极相连，Y2是阳极，发生的反响为2Cl-=Cl2，检验氯气可以把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y-2e电极相邻，试纸变蓝色。所以答案为：2H+2e-=H2放出气体，溶液变红。2Cl-2e=Cl2。用

24、电解法精髓铜时，一定用粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液，装置中，电极X是阴极，电极Y是阳极，所以X电极资料为纯铜，发生的反响为Cu2+2e-=Cu，Y电-2+2+-极资料为粗铜，发生的反响为Cu-2e=Cu；答案为：纯铜Cu+2e=Cu粗铜。由题意知，电解槽内装有阳离子交换膜，只同意阳离子经过，即钾离子可以经过，阳极发生-+-，此处参氧化反响，反响为4OH-4e=2HO+O，阴极发生还原反响，反响为2H+2e=H222加反响的氢离子来自水的电离，同时生成氢氧根离子，促使了水的电离，从而产生纯净的氢氧化钾；所以答案为：-+-B4OH-4e=2H2O+O2H放电，促使水的电离，OH浓

25、度增大组（课后拓展）某同学用某种粗盐进行提纯实验，步骤见以下列图。请回答：步骤和的操作名称是_。步骤判断加入盐酸“适当”的方法是_，步骤加热蒸发时要用玻璃棒不停搅拌，这是为了防范_，当蒸发皿中有许多量固体出现时，应_，用余热使水分蒸干。(3)猜想和验证：猜想验证的方法现象结论猜想：固体A中含取少许固体A于试管中，滴加稀盐酸，并用涂有澄清石猜想成立CaCO3、MgCO3灰水的小烧杯罩于试管口猜想：固体A中含取少许固体A于试管中，先有气泡放出，BaCO滴入_，再滴入NaSO无白色积淀324溶液猜想：最后制得的取少许NaCl晶体溶于试管中NaCl晶体中还含有猜想成立的蒸馏水，_NaSO241.(1)

26、过滤滴加盐酸至无气泡放出为止局部过热，造成固体(或溶液)飞溅停止加热(或熄灭酒精灯)猜想：有气泡放出，烧杯底变浑浊(或石灰水变浑浊)猜想：稀硝酸(或稀盐酸)猜想不成立猜想：滴入BaCl2或Ba(OH)2、或Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色积淀且不溶于稀HNO3【分析】本题主要观察基本实验操作，猜想主要检验碳酸盐，可以加入强酸后使产生的气体通入澄清石灰水中，猜想是对2-的检验，可采纳合适的钡试剂。SO42.全世界海水中溴的藏量丰富，约占地球溴总藏量的99，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg/L。其工业提取方法有：空气吹出纯碱汲取法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换

27、出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液汲取，最后用硫酸酸化，即可获取溴单质。该方法涉及到的反响有：（写出离子方程式）；Br2+3CO2BrO3+5Br+3CO2;BrO3+5Br+6H3Br2+3H2O。此中反响中氧化剂是；还原剂是。空气吹出SO2汲取法。该方法基本同（1），不过将溴吹出后是用SO2来汲取的，使溴转变为氢溴酸，而后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫的离子反响方程式：_。(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不一样的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是。以下可以用于海水中溴的萃取试剂的。乙醇四氯化碳硝酸裂化汽油2.（1）Cl2+2Br2Cl+Br2；Br22）Br2SO22HO2HBrH2SO43）分液漏斗【分析】工业提取溴的原理：将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，而后被某些溶液汲取，再提纯即可。溴与二氧化硫反响的化学方程式：Br2SO2H2O=2HBrH2SO4，方法是利用物理方法，用有机机溶剂溶解，由于溴易溶于有机溶剂，作为海水中溴的萃取剂的只能是四氯化碳。氯碱工业中电解饱和食盐水的原理表示图以以下列图所示。溶液A的溶质是_。电解饱和食盐水的离子方程式是_。电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。用化学均衡挪动原理解说盐酸的