4.1第2课时海水资源的开发利用探究导学课型 高中化学必修二同课异构教学课件PPT .ppt

1、第2课时 海水资源的开发利用 一、海水水资源的开发利用一、海水水资源的开发利用 1.1.水资源的利用水资源的利用: : 淡化淡化 蒸馏法蒸馏法 2.2.海水的蒸馏海水的蒸馏: : (1)(1)主要仪器主要仪器:A:_,B:_,C:_:A:_,B:_,C:_。 (2)(2)冷凝水的流向冷凝水的流向:_:_口进口进,_,_口出。口出。 (3)B(3)B中加入碎瓷片的目的是中加入碎瓷片的目的是_。 冷凝管冷凝管 圆底烧瓶圆底烧瓶 锥形瓶锥形瓶 a a b b 防止液体暴沸防止液体暴沸 二、海水化学资源的开发利用二、海水化学资源的开发利用 1.1.海水中的化学元素海水中的化学元素: : H H、O O

2、 ClCl NaNa K K MgMg 2.2.海水制盐海水制盐: : (1)(1)方法方法: :把海水引到盐滩上把海水引到盐滩上, ,利用利用_和和_使水使水 分蒸发分蒸发, ,得到食盐。得到食盐。 阳光阳光 风力风力 (2)(2)食盐用途。食盐用途。 a.a.氯碱工业氯碱工业:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。 b.b.制钠和氯气制钠和氯气: _: _。 c.c.制盐酸制盐酸:_:_。 电解电解 = 点燃点燃 = 2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl) 2Na+Cl2 2 H H2 2+Cl+Cl2 2 2HC

3、l2HCl d.d.制漂白剂制漂白剂 ClCl2 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H+2NaOH=NaCl+NaClO+H2 2O O 2Cl2Cl2 2+2Ca(OH)+2Ca(OH)2 2=CaClCaCl2 2+Ca(ClO)+Ca(ClO)2 2+2H+2H2 2O O 3.3.海水提溴海水提溴: : 2Br2Br- -+Cl+Cl2 2=2Cl=2Cl- -+Br+Br2 2 SOSO2 2+Br+Br2 2+ + 2H2H2 2O O=2HBr+H2HBr+H2 2SO4SO4 4.4.海水提碘海水提碘: :灼烧富含碘的海藻或海带灼烧富含碘的海藻或海带, ,使碘元素转使碘元素

4、转 化成碘化物化成碘化物, ,再通入氯气再通入氯气, ,离子方程式为离子方程式为 _。 2I2I- -+Cl+Cl2 2=I=I2 2+2Cl+2Cl- - 探究探究1:1:海水的蒸馏海水的蒸馏 【问题探究问题探究】 (1)(1)海水约占地球上总水量的海水约占地球上总水量的97%,97%,水的储量约为水的储量约为 1.31.310109 9亿吨亿吨, ,世界上有这么多的水世界上有这么多的水, ,为什么还会缺水为什么还会缺水 呢呢? ? 提示提示: :海洋中的水海洋中的水, ,由于成分复杂由于成分复杂, ,含盐量高含盐量高, ,无法直接无法直接 使用。人类有限的淡水资源日益减少。使用。人类有限的

5、淡水资源日益减少。 (2)(2)海水蒸馏时需要用温度计吗海水蒸馏时需要用温度计吗? ?海水的蒸馏装置与普海水的蒸馏装置与普 通的蒸馏装置有何区别通的蒸馏装置有何区别? ?为什么为什么? ? 提示提示: :不需要不需要, ,因为蒸馏法淡化海水是使水变为蒸汽因为蒸馏法淡化海水是使水变为蒸汽, , 故加热到沸腾即可故加热到沸腾即可, ,无需温度计测量蒸汽的温度。二无需温度计测量蒸汽的温度。二 者的区别是海水的蒸馏装置无需温度计者的区别是海水的蒸馏装置无需温度计, ,可不用蒸馏可不用蒸馏 烧瓶烧瓶, ,而换为圆底烧瓶。而换为圆底烧瓶。 【探究总结探究总结】 1.1.海水蒸馏实验的操作步骤海水蒸馏实验的

6、操作步骤: : 连接装置连接装置检查装置气密性检查装置气密性向烧瓶中加入海水和碎向烧瓶中加入海水和碎 瓷片瓷片接通冷却水接通冷却水给烧瓶加热给烧瓶加热收集蒸馏水收集蒸馏水停止停止 对烧瓶加热对烧瓶加热待冷却至室温后停止通入冷却水待冷却至室温后停止通入冷却水整理整理 仪器。仪器。 2.2.海水蒸馏实验的注意事项海水蒸馏实验的注意事项: : (1)(1)烧瓶加热时烧瓶加热时, ,一定要垫石棉网一定要垫石棉网, ,防止烧瓶炸裂。防止烧瓶炸裂。 (2)(2)烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的 。 (3)(3)冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出冷凝管内的冷却水要从下口入、上

7、口出, ,这样冷这样冷 却的效果最好。却的效果最好。 2 3 (4)(4)加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。 (5)(5)实验前需检查装置的气密性。实验前需检查装置的气密性。 (6)(6)当烧瓶中有少量液体时当烧瓶中有少量液体时, ,停止加热。停止加热。 (7)(7)实验结束时实验结束时, ,应先停止加热应先停止加热, ,后停止通入冷却水。后停止通入冷却水。 【拓展提升拓展提升】海水淡化的三种方法海水淡化的三种方法 方法方法 原原 理理 蒸馏法蒸馏法 将海水加热至沸腾汽化将海水加热至沸腾汽化, ,然后将蒸汽冷凝而得到然后将蒸汽冷凝而得到 蒸馏水蒸馏水 电渗电渗 析

8、法析法 在外加直流电场作用下在外加直流电场作用下, ,利用阴、阳离子交换膜利用阴、阳离子交换膜 对水中阴、阳离子的选择透过性对水中阴、阳离子的选择透过性, ,使水中的一部使水中的一部 分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的 离子离子 交换法交换法 用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水 中的阴、阳离子中的阴、阳离子, ,得到去离子水得到去离子水 【探究训练探究训练】 1.1.若将海水淡化作饮用水使用若将海水淡化作饮用水使用, ,下列方法在原理上完下列方法在原理上完 全不可行的是全不可行的是 ( ( ) ) A.

9、A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B.B.利用太阳能使海水蒸馏淡化利用太阳能使海水蒸馏淡化 C.C.利用电渗析法可以获取淡化的饮用水利用电渗析法可以获取淡化的饮用水 D.D.将海水通过离子交换树脂将海水通过离子交换树脂, ,以除去所含离子以除去所含离子 【解题指南解题指南】解答本题需注意以下两点解答本题需注意以下两点: : (1)(1)明矾净水是利用胶体的吸附性。明矾净水是利用胶体的吸附性。 (2)(2)离子交换树脂可把海水中不适宜的离子交换掉。离子交换树脂可把海水中不适宜的离子交换掉。 【解析解析】选选A A。明矾只能使海水中的悬浮物沉淀下来。明矾只能使海水中

10、的悬浮物沉淀下来, , 不能使可溶性的盐沉淀。不能使可溶性的盐沉淀。 2.(20182.(2018聊城高一检测聊城高一检测) )下列关于海水资源利用的认下列关于海水资源利用的认 识识, ,错误的是错误的是 ( ( ) ) A.A.海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素 B.B.海底多金属结核矿含有铁、锰、钴等多种金属元素海底多金属结核矿含有铁、锰、钴等多种金属元素 C.C.通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法等可以实现海通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法等可以实现海 水的淡化水的淡化 D.D.海水提溴过程溴元素依次发生氧化反应、还原反应、海水提溴过程溴元

11、素依次发生氧化反应、还原反应、 氧化反应氧化反应 【解析解析】选选A A。A A项项, ,锶、碳元素不属于海水中的微量锶、碳元素不属于海水中的微量 元素元素, ,错误错误; ;海水提溴的有关化学反应为海水提溴的有关化学反应为2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2 =Br=Br2 2+2NaCl,Br+2NaCl,Br2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O =2HBr+HO =2HBr+H2 2SOSO4 4, , 2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2HCl+2HCl。 【补偿训练补偿训练】 中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似中国食盐产量居世界首位。下列实验

12、室中的操作类似 “海水晒盐”原理的是“海水晒盐”原理的是 ( ( ) ) A.A.蒸馏蒸馏 B.B.蒸发蒸发 C.C.过滤过滤 D.D.搅拌搅拌 【解析解析】选选B B。实验室中的“蒸发”操作是利用水受。实验室中的“蒸发”操作是利用水受 热易挥发热易挥发, ,其中的溶质因溶剂减少而析出的过程其中的溶质因溶剂减少而析出的过程, ,与海与海 水晒盐的原理是相似的。水晒盐的原理是相似的。 探究探究2:2:海水化学资源的开发利用海水化学资源的开发利用 【问题探究问题探究】 1.1.海水制盐海水制盐(NaCl):(NaCl): (1)(1)海水制盐属于物理变化海水制盐属于物理变化, ,还是化学变化还是化

13、学变化? ? 提示提示: :海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发 从而使食盐结晶析出从而使食盐结晶析出, ,因此属于物理变化。因此属于物理变化。 (2)(2)日晒风吹后得到的盐可以直接食用吗日晒风吹后得到的盐可以直接食用吗? ? 提示提示: :不可以。这样得到的只是粗盐不可以。这样得到的只是粗盐, ,还要进行除杂提还要进行除杂提 纯后才可以食用。纯后才可以食用。 2.2.海水提溴海水提溴: : 海水提取溴的基本流程如下海水提取溴的基本流程如下: : (1)(1)上述转化过程中上述转化过程中, ,步骤、中均发生反应步骤、中均发生反应: : ClCl2

14、2+2Br+2Br- -=Br=Br2 2+2Cl+2Cl- -, ,设计这两步操作的目的是什么设计这两步操作的目的是什么? ? 提示提示: :目的是将海水中的溴元素富集。目的是将海水中的溴元素富集。 (2)(2)写出上述转化过程中发生反应的离子方程式写出上述转化过程中发生反应的离子方程式 _。 提示提示: :SOSO2 2+Br+Br2 2+2H+2H2 2O=4HO=4H+ +2Br+2Br- -+ + 2 4 SO 3.3.海水提碘海水提碘: : 从海带中提取碘的流程图如下从海带中提取碘的流程图如下: : (1)(1)灼烧海带时应在什么容器中进行灼烧海带时应在什么容器中进行? ?还需什么

15、仪器还需什么仪器? ? 提示提示: :灼烧海带应在坩埚中进行灼烧海带应在坩埚中进行, ,还需要泥三角、三脚还需要泥三角、三脚 架、酒精灯及坩埚钳等。架、酒精灯及坩埚钳等。 (2)(2)双氧水能否将碘离子双氧水能否将碘离子(I(I- -) )氧化成单质碘氧化成单质碘(I(I2 2)?)?若能若能, , 写出反应的离子方程式。写出反应的离子方程式。 提示提示: :能。能。2I2I- -+H+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=I I2 2+2H+2H2 2O O。 4.4.海水提镁海水提镁: : (1)(1)上述海水提镁的流程中上述海水提镁的流程中, ,哪一步操作肯定会引起氧哪一步操作肯定会引

16、起氧 化还原反应的发生化还原反应的发生? ? 提示提示: :电解熔融电解熔融MgClMgCl2 2得到得到MgMg和和ClCl2 2, ,该反应属于氧化还该反应属于氧化还 原反应。原反应。 (2)(2)从海水提取镁的过程中从海水提取镁的过程中, ,为了使海水中的为了使海水中的MgClMgCl2 2转转 化成化成Mg(OH)Mg(OH)2 2, ,应向海水中加入石灰乳而不是石灰水应向海水中加入石灰乳而不是石灰水, , 其原因是什么其原因是什么? ? 提示提示: :石灰水中石灰水中Ca(OH)Ca(OH)2 2的浓度小的浓度小, ,得到的得到的Mg(OH)Mg(OH)2 2的量的量 少少, ,不适

17、于工业生产。不适于工业生产。 【探究总结探究总结】 海水综合利用海水综合利用 【拓展提升拓展提升】用碳酸钠溶液作吸收剂用碳酸钠溶液作吸收剂, ,从海水中提溴从海水中提溴 的过程的过程 (1)(1)向富集的海水里通入向富集的海水里通入ClCl2 2, ,使使BrBr- -被氧化成被氧化成BrBr2 2。 (2)(2)从溶液底部向上鼓入空气从溶液底部向上鼓入空气, ,使液溴变成蒸气跟空气使液溴变成蒸气跟空气 流一道逸出流一道逸出, ,逸出气流通入碳酸钠溶液逸出气流通入碳酸钠溶液, ,溴蒸气被碳酸溴蒸气被碳酸 钠溶液吸收钠溶液吸收, ,形成溴化钠水溶液形成溴化钠水溶液, ,同时有同时有COCO2 2

18、气体从溶气体从溶 液里放出液里放出, ,化学方程式为化学方程式为3Na3Na2 2COCO3 3 +3Br+3Br2 2=5NaBr =5NaBr +NaBrO+NaBrO3 3+3CO+3CO2 2。 (3)(3)用稀硫酸处理上述溴化物的溶液用稀硫酸处理上述溴化物的溶液, ,就得到了液溴就得到了液溴 溶液。发生反应溶液。发生反应:5NaBr+NaBrO:5NaBr+NaBrO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4= 3Br= 3Br2 2+ + 3Na3Na2 2SOSO4 4+3H+3H2 2O O。 【探究训练探究训练】 1.(20181.(2018银川高一检测银川高一检测) )海洋中有

19、丰富的食品、矿产、海洋中有丰富的食品、矿产、 能源、药物和水产等资源能源、药物和水产等资源, ,如图所示是海水化学资源如图所示是海水化学资源 利用的部分过程。利用的部分过程。 下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是 ( ( ) ) A.A.大量氮、磷废水排入海洋大量氮、磷废水排入海洋, ,易引发赤潮易引发赤潮 B.B.中加入盐酸溶解得到中加入盐酸溶解得到MgClMgCl2 2溶液溶液, ,再直接蒸发得到再直接蒸发得到 MgClMgCl2 26H6H2 2O O C.C.中溴元素均被氧化中溴元素均被氧化 D.D.中除去粗盐中的中除去粗盐中的 、CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、F

20、eFe3+ 3+等杂质 等杂质, , 加入的药品顺序为加入的药品顺序为NaNa2 2COCO3 3溶液溶液NaOHNaOH溶液溶液BaClBaCl2 2溶液溶液 过滤后加盐酸过滤后加盐酸 2 4 SO 【解析解析】选选A A。含有大量氮、磷等元素的废水排入海。含有大量氮、磷等元素的废水排入海 洋能引发赤潮洋能引发赤潮,A,A正确正确;MgCl;MgCl2 2溶液直接蒸发得不到溶液直接蒸发得不到 MgClMgCl2 26H6H2 2O,O,得到的是得到的是Mg(OH)Mg(OH)2 2,B,B错误错误; ;反应为反应为 BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=HO=H2 2SOSO

21、4 4+2HBr,+2HBr,溴元素被还原溴元素被还原,C,C错误错误; ; 粗盐提纯的顺序中要注意两点粗盐提纯的顺序中要注意两点, ,一是一是NaNa2 2COCO3 3溶液在溶液在 BaClBaCl2 2溶液后加入溶液后加入, ,二是盐酸最后加入二是盐酸最后加入,D,D错误。错误。 2.(20182.(2018郑州高一检测郑州高一检测) )从海带中提取碘的实验过程从海带中提取碘的实验过程 中涉及下列操作中涉及下列操作, ,其中正确的是其中正确的是 ( ( ) ) 【解析解析】选选D D。灼烧海带应用坩埚。灼烧海带应用坩埚,A,A错误错误; ;过滤时应用过滤时应用 玻璃棒引流玻璃棒引流,B,

22、B错误错误; ;苯的密度比水的小苯的密度比水的小, ,萃取后的混合萃取后的混合 液中苯在上层液中苯在上层, ,应从分液漏斗上口倒出应从分液漏斗上口倒出,C,C错误。错误。 3.3.海洋约占地球表面积的海洋约占地球表面积的71%,71%,对其进行开发利用的部对其进行开发利用的部 分流程如图所示。下列说法错误的是分流程如图所示。下列说法错误的是 ( ( ) ) A.A.试剂试剂1 1可以选用石灰乳可以选用石灰乳 B.B.从苦卤中提取从苦卤中提取BrBr2 2的反应的离子方程式为的反应的离子方程式为 2Br2Br- -+Cl+Cl2 2=2Cl=2Cl- -+Br+Br2 2 C.C.工业上工业上,

23、 ,电解熔融电解熔融MgOMgO冶炼金属镁可减小能耗冶炼金属镁可减小能耗 D.D.可用可用BaClBaCl2 2溶液除去粗盐中的溶液除去粗盐中的 2 4 SO 【解析解析】选选C C。煅烧贝壳得到。煅烧贝壳得到CaO,CaO,将将CaOCaO溶于水得到石溶于水得到石 灰乳灰乳, ,石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀, ,试剂试剂1 1 廉价且原料来源广泛廉价且原料来源广泛, ,故故A A正确正确; ;氯气能将溴离子氧化氯气能将溴离子氧化 为溴单质为溴单质, ,然后采用萃取的方法从溶液中获取溴然后采用萃取的方法从溶液中获取溴, ,反应反应 的离子方程式为的离子方程式为2Br2Br- -+Cl+Cl2 2=2Cl=2Cl- -+Br+Br2 2, ,故故B B正确正确; ;氧化氧化 镁熔点很高镁熔点很高, ,氯化镁熔点较低氯化镁熔点较低, ,故工业上采用电解熔融故工业上采用电解熔融 氯化镁的方法冶炼镁氯化镁的方法冶炼镁, ,故故C C不正确不正确; ;氯化钡和硫酸根离氯化钡和硫酸根离 子反应生成难溶性的硫酸钡子反应生成难溶性的硫酸钡, ,且氯离子不是杂质离子且氯离子不是杂质离子, , 故故D D正确。正确。 【知识图谱知识图谱】