化學(xué)與技術(shù)海水的綜合利用第課時(shí)

1、第二章 化學(xué)與資源開發(fā)利用第二節(jié) 海水的綜合利用第2課時(shí)選修2 化學(xué)與技術(shù)2022/9/181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)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 電解飽和食鹽水反應(yīng)原理 陰極： 陽極：總反應(yīng)：2H+ + 2e- = H22Cl- -2e- = Cl22H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 電解2H

2、2O + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH電解復(fù)習(xí)海水提溴+Cl2Cl2ClH2Na+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 陽 極金屬鈦網(wǎng)陰 極碳鋼網(wǎng)復(fù)習(xí)海水提溴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 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最后，用硫酸將溶液酸化，Br

3、2即從溶液中游離出來： 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+H2SO4Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - 海水提溴科目一考試 2016年科目一模擬考試題科目二考試 2016年科目二考試技巧、考試內(nèi)容、考試視頻2022/9/187思考：海水是一種混合溶液，其中主要含有哪些離子？Cl-、Na+、Mg2+、 Ca2+、SO42-、結(jié)合海水資源的特點(diǎn)，我們從海水中提取鎂到底有沒有實(shí)際意義？在提取過程中又可能會(huì)面臨怎樣的困難？三、海水提鎂海水提鎂思考：

4、、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、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，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、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？Ca(OH)2海水提鎂思考：如何由貝殼制得氫氧化鈣？貝殼(CaCO3)煅燒CaOCa(OH)2海水提鎂、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？、如何制得無水MgCl2 ？、由MgCl2 到Mg究竟用還原法還是電解法好？思考：用石灰乳代替石灰水先加鹽酸反應(yīng)，再濃縮得MgCl26H2O晶體，然后再將MgCl26

5、H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水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、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由Mg(OH)2到Mg的可能途徑。海水提鎂 過濾，加鹽酸 加熱 電解海水 母液 b c 煅燒 a 濃縮貝殼 石灰乳 a ； b ； c 。MgCl2溶液練習(xí)根據(jù)討論，在下列方框中填入合適的物質(zhì)的化學(xué)式完成工業(yè)上用海水提鎂的工藝流程，并寫出a、b、c三個(gè)步驟的化學(xué)方程式：CaOMg(OH)2MgCl26H2OMgCl2MggCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaCl2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMgCl2(熔融)=Mg+Cl2通電海水提鎂

6、海水提鎂思考：電解產(chǎn)生的Cl2怎么處理？Cl2海水提鎂探究一：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；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）Mg+H2O=Mg(OH)2+H2海水提鎂探究三：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)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2Mg + CO2=2MgO+C

7、點(diǎn)燃探究四、Mg條與氮?dú)獾姆磻?yīng) 3 Mg +N2= Mg3N2點(diǎn)燃海水提鎂1、海水中含的MgCl2是Mg的重要來源之一,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、過濾、洗滌沉（3）將沉淀物與鹽酸反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物（4）將產(chǎn)物熔融后電解關(guān)于提取鎂，下列說法中不正確的（ ）. 此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富. 進(jìn)行（1）、（2）、（3）步的目的是從海水中提取MgCl2. 第四步會(huì)產(chǎn)生氯氣 D.以上過程中涉及到復(fù)分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)海水提鎂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

8、 D. Mg3N2CMgBr2+NaOH=2NaBr+Mg(OH)23、鎂粉使溴水褪色后，再向溶液中滴加氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生白色沉淀，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為海水提鎂小結(jié)、海水中的化學(xué)元素的存在與利用、海水提鎂的工藝流程、鎂的性質(zhì)、鎂的用途海水提鎂四、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，具有重要的開發(fā)價(jià)值。據(jù)計(jì)算，每立方千米海水中含有3 750104 t固體物質(zhì)，其中除氯化鈉約3 000104 t外，鎂約450104 t，鉀、溴、碘、釷、鉬、鈾等元素也不少。 中 國 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6710-3 mL/L，

9、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。 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)超過鉀鹽礦物儲(chǔ)量。 鈾海水中的總量非?？捎^，達(dá)45108 t，相當(dāng)于陸地儲(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200108 t重水。 提取從海水中提取重水 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：從海水中提取重水重水可以通過多種方法生產(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)（通過頂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