202X高中化學(xué)第二單元化學(xué)與資源開發(fā)利用2.2.2海水中溴、鎂及重水的提取課件新人教版選修2

1、第2課時(shí)海水中溴、鎂及重水的提取1.了解海水提鎂和海水提溴的原理和過程。2.能說出從海水中提取重水的工藝流程。一二三一、海水提溴1.常用方法吹出法。2.工藝流程(1)氯化:向海水中通入Cl2,離子方程式為Cl2+2Br- Br2+2Cl-。(2)吹出:用空氣將氯化生成的Br2吹出,也可以用水蒸氣使溴和水蒸氣一起蒸出。(3)吸收:用復(fù)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,化學(xué)方程式為SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr、Cl2+2HBr Br2+2HCl。海水中Br-的濃度太低,應(yīng)如何富集?提示一般不直接用海水提溴,而是用海水曬鹽后的母液提溴。一二三二、海水提鎂海水

2、提鎂的根本反響原理可表示如下:1.所用操作方法a.過濾;b.濃縮結(jié)晶烘干;c.電解。2.離子方程式或化學(xué)方程式一二三將MgCl2溶液濃縮得到MgCl26H2O晶體,然后將晶體在HCl氣流中加熱烘干得無水MgCl2,為什么?提示Mg(OH)2是中強(qiáng)堿,MgCl2能發(fā)生一定程度的水解反響,在HCl氣流中加熱烘干抑制了MgCl2的水解,能得到較純潔的無水MgCl2。一二三三、從海水中提取重水1.重氫與重水的符號2.重氫與重水的應(yīng)用兩個氘核可融合成氦核,同時(shí)釋放出大量能量,這一過程稱作熱核聚變;D2O可作原子能反響堆的中子減速劑和傳熱介質(zhì)。3.提取重水(D2O)的方法提取重水的方法有蒸餾法、電解法、化

3、學(xué)交換法和吸附法等。硫化氫水雙溫交換法是比較成功的生產(chǎn)方法。一二一、海水提溴1.工藝流程2.主要反響原理主要反響原理 3.溴的吸收富集溴的吸收富集(1)純堿吸收法純堿吸收法:海水中的溴離子被氧化為溴單質(zhì)后海水中的溴離子被氧化為溴單質(zhì)后,用熱空氣或用熱空氣或水蒸氣吹出水蒸氣吹出,通過通過Na2CO3溶液使溴富集后溶液使溴富集后,再將得到的溶液用稀硫再將得到的溶液用稀硫酸酸化酸酸化,用有機(jī)溶劑萃取溴單質(zhì)。發(fā)生反響用有機(jī)溶劑萃取溴單質(zhì)。發(fā)生反響:一二(2)SO2吸收法:用空氣吹出的溴和大量的空氣混合在一起,不易別離,用復(fù)原劑SO2吸收后,再用氯氣氧化HBr即得到溴單質(zhì)。一二二、海水提鎂1.海水提鎂流

4、程圖一二2.主要化學(xué)反響主要化學(xué)反響(1)制備石灰乳。制備石灰乳。一二3.工業(yè)生產(chǎn)中平衡原理的應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)中平衡原理的應(yīng)用(1)沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用。沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用。向海水中參加沉淀劑向海水中參加沉淀劑Ca(OH)2,由于由于c(OH-)增大增大,Mg(OH)2的的溶解度小于溶解度小于Ca(OH)2,那么最大程度地將那么最大程度地將Mg2+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉沉淀。淀。向向Mg(OH)2沉淀中參加鹽酸沉淀中參加鹽酸,使沉淀溶解平衡右移使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2溶解。溶解。(2)水解平衡原理的應(yīng)用。水解平衡原理的應(yīng)用。在在MgCl26H2O脫水變?yōu)槊撍優(yōu)镸gCl2時(shí)時(shí)

5、,由于由于MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl水解平衡的存在水解平衡的存在,提供提供HCl氣體環(huán)境氣體環(huán)境,增大增大c(HCl),抑制了抑制了MgCl2的水解的水解,防止了防止了Mg(OH)2的生成。的生成。知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2海水提溴【例題1】 全球海水中溴的儲量豐富,約占地球溴總儲量的99%,故溴有“海洋元素之稱,海水中溴含量為65 mgL-1,其工業(yè)提取法有:(1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中,使溴置換出來,再用空氣將溴吹出,用純堿溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到單質(zhì)溴。該方法涉及的反響有:(寫出化學(xué)方程式); 其中反響和的氧化劑分別是、。(2)空氣吹

6、出SO2吸收法。該方法根本同(1),只是將吹出的溴用SO2來吸收,使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸,然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。寫出溴與二氧化硫反響的化學(xué)方程式:。知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2(3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和萃取劑中溶解度不同的原理來進(jìn)展的,實(shí)驗(yàn)室中萃取用到的實(shí)驗(yàn)儀器名稱是,以下可以用于海水中溴的萃取的試劑是(填序號)。乙醇四氯化碳硝酸解析：工業(yè)提取溴的原理:將氯氣通入到富含溴離子的海水中,使溴置換出來,然后用某種溶液吸收,再提純即可。方法(3)是利用物理方法,用有機(jī)溶劑萃取,因?yàn)殇逡兹苡谟袡C(jī)溶劑,此題中作為海水中溴的萃取劑的只能是四氯化碳。知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2海水提鎂【例題2】 海水是一種豐

7、富的資源,工業(yè)上從海水中可提取多種物質(zhì),廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)、科技等方面。以下圖是某工廠對海水資源進(jìn)展綜合利用的示意圖。答復(fù)以下問題:(1)流程圖中操作a的名稱為。(2)工業(yè)上從海水中提取的NaCl可用來制取純堿,其簡要過程如下:向飽和食鹽水中先通入氣體A,后通入氣體B,充分反響后過濾得到晶體C和濾液D,將晶體C灼燒即可制得純堿。知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2氣體A、B是CO2或NH3,那么氣體A應(yīng)是(填化學(xué)式)。濾液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物質(zhì),工業(yè)上是向?yàn)V液D中通入NH3,并參加細(xì)小食鹽顆粒,冷卻析出不含有NaHCO3的副產(chǎn)品NH4Cl晶體,那么通入NH3的作用是。(3)鎂是一種用途很廣的

8、金屬材料,目前世界上60%的鎂從海水中提取。假設(shè)要驗(yàn)證所得無水MgCl2中不含NaCl,最簡單的操作方法是。操作b是在氣氛中進(jìn)展,假設(shè)在空氣中加熱,那么會生成Mg(OH)Cl,寫出有關(guān)反響的化學(xué)方程式:。知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2解析：(1)將海水蒸發(fā)結(jié)晶得到粗鹽,在提取粗鹽后的母液中主要含有Mg2+。(2)先通氨氣的原因是氨氣易溶于水,CO2微溶于水,假設(shè)先通CO2,那么影響產(chǎn)率;從平衡的角度去分析,通入NH3可以增 OH-的濃度,有利于沉淀溶解平衡向生成NH4Cl的方向進(jìn)展,將NaHCO3轉(zhuǎn)化為溶解度較大的Na2CO3而溶解,提高NH4Cl的純度。(3)Na+采用焰色反響來檢驗(yàn)最簡便;氯化氫氣體氣氛

9、的作用是防止MgCl2的水解。知識點(diǎn)1知識點(diǎn)2答案：(1)蒸發(fā)結(jié)晶(或蒸發(fā))(2)NH3(3)用鉑絲蘸取少量固體,置于酒精燈火焰上灼燒,假設(shè)無黃色火焰產(chǎn)生,那么證明所得無水氯化鎂晶體中不含氯化鈉(答焰色反響也可)氯化氫MgCl26H2OMg(OH)Cl+HCl+5H2O1 2 3 41重水重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料是重要的核工業(yè)原料,以下說法錯誤的選項(xiàng)是以下說法錯誤的選項(xiàng)是 ()A.氘氘(D)原子核外有原子核外有1個電子個電子B.1H與與D互稱為同位素互稱為同位素2O與與D2O互稱為同素異形體互稱為同素異形體答案：C1 2 3 42從海水中提取鎂,正確的方法是()解析：此題要求我們既要知

10、道鎂是由電解熔融的氯化鎂得到的,還要知道從海水中提取氯化鎂的途徑及原料的合理使用,即利用海邊富有的貝殼資源生產(chǎn)氫氧化鈣以變廢為寶。答案：D1 2 3 43以下關(guān)于海水綜合利用的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是以下關(guān)于海水綜合利用的表達(dá)不正確的選項(xiàng)是()A.利用空氣吹出利用空氣吹出SO2吸收法從海水中提溴時(shí)吸收法從海水中提溴時(shí),直接將海水氯化直接將海水氯化,然后然后再進(jìn)展吹出、吸收可得到溴產(chǎn)品再進(jìn)展吹出、吸收可得到溴產(chǎn)品B.從海水中提取的重水可作原子能反響堆的中子減速劑和傳熱介從海水中提取的重水可作原子能反響堆的中子減速劑和傳熱介質(zhì)質(zhì)C.鹽田法制鹽時(shí)鹽田法制鹽時(shí),所用的鹽田一般分成貯水池、蒸發(fā)池、結(jié)晶池三所用

11、的鹽田一般分成貯水池、蒸發(fā)池、結(jié)晶池三局部局部D.利用電滲析法、冷凍法制鹽利用電滲析法、冷凍法制鹽,同時(shí)也可以得到淡水同時(shí)也可以得到淡水解析：利用空氣吹出解析：利用空氣吹出SO2吸收法從海水中提溴時(shí)吸收法從海水中提溴時(shí),氯氣氧化溴離子氯氣氧化溴離子在的酸性條件下效果最好在的酸性條件下效果最好,所以在氯化之前要將海水酸化所以在氯化之前要將海水酸化,A不正確。不正確。答案：答案：A1 2 3 44海水中含有豐富的化學(xué)元素,下面是某化工廠從海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖:1 2 3 4請答復(fù):(1)海水制鹽常用的方法是。(2)

12、Mg(OH)2中參加鹽酸后,要獲得MgCl26H2O晶體,需要進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)操作依次為。A.蒸餾B.灼燒C.過濾D.蒸發(fā)E.冷卻結(jié)晶(3)利用MgCl26H2O可制得無水氯化鎂,應(yīng)采取的措施是。(4)目前工業(yè)上主要采用隔膜法電解飽和食鹽水,以下關(guān)于隔膜電解槽的表達(dá)錯誤的選項(xiàng)是。A.隔膜的作用是防止氯氣與氫氧化鈉、氫氣接觸而發(fā)生反響B(tài).電解之前應(yīng)除去Ca2+、Mg2+以防止電解時(shí)生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C.陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣D.電解槽的陽極用金屬鐵網(wǎng)制成1 2 3 4(5)采用“空氣吹出法由母液提溴時(shí),要經(jīng)過氯化、吹出、吸收三個過程,常用吸收劑是SO2。在吸收過程中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為。解析：(1)海水制鹽的方法有蒸發(fā)法(鹽田法)、電滲析法、冷凍法等,其中以蒸發(fā)法為主。(2)由溶液中提純易溶于水的晶體,常用蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶的方法。(3)MgCl26H2O制無水氯化鎂,如果直接加熱MgCl26H2O不能得到無水MgCl2,應(yīng)