1、第一节自然资源的开发利用第一节自然资源的开发利用第第2 2课时课时 海水资源的开发利用海水资源的开发利用20192019新教材必修二第八章新教材必修二第八章学习目标：学习目标：1. 了解海水水资源及其利用，能准确说出海水淡化的方法。2. 以海水资源中的氯化钠为原料，构建物质间的转化关系和思维导图3. 通过海水提溴工艺流程图的设计与分析，形成工业上提取物质的一 般思路和方法，培养学生模型认知和证据推理的能力4.学会运用归纳的这种方法，来感受化学在海水资源开发利用中的重 要性，以及海水资源开发利用中的可持续发展的原则。重点：海水提溴、碘、镁、食盐的工艺流程、原理和分离提纯方法重点：海水提溴、碘、镁
2、、食盐的工艺流程、原理和分离提纯方法难点：难点：海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法；海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法； 物质提取的一般思路和方法。物质提取的一般思路和方法。重点难点：重点难点：丰富的海洋资源丰富的海洋资源海洋生物资源：如海鱼、海带、紫菜食用、珊瑚等观赏海洋化学资源：如提取食盐、石膏、卤水、淡水等海洋能源资源：如潮汐发电、温差发电等海洋矿物资源：如海底矿沙、可燃冰等情境导入海水资源海水水资源的开发利用其它化学资源的开发利用海水淡化直接利用海水图8-3 海水的综合利用示意图认识海水资源如镁、溴、碘、食盐等一、海水水资源的开发利用（1）海水淡化蒸馏法电渗析法离子交换法最先使
3、用，技术成熟，但需要消耗大量能量，成本高成本低，但未能大量生产目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂演示实验：海水的蒸馏 加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。 铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、牛角管、温度计等。实验装置：实验原理：实验仪器：蒸馏操作注意事项：1. 蒸馏烧瓶不能直接加热，需垫上石棉网2. 烧瓶中所盛液体体积一般介于蒸馏烧瓶容积的1/32/3之间3. 蒸馏时在烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸4. 冷凝管中水从下口进，上口出5. 温度计的水银球位于蒸馏烧瓶支管口处蒸馏法的改进一、其它化学资源的开发利用烧碱钠氯气镁钾溴海水化学资源的开发利用1.
4、 海水提溴 Br-Br2为什么要从海水中提取溴？用途广泛。医药、农药、染料、和阻燃剂等方面应用广泛。1. 有机合成：与乙烯加成反应，与烷烃取代反应2. 制药：如镇定剂，治疗神经衰弱的“三溴片”，农业杀虫剂的原料，红药水3. 1211灭火剂4. 溴化锂制冷技术则是最近广为使用的一项环保的空调制冷技术5.溴化银被用作照相中的感光剂。CF2ClBr二氟一氯一溴甲烷溴是海洋元素，地球上99%的溴元素分布在海洋中，以Br-的形式存在。海水中的溴元素含量约为67mg/L. 只有把海水中的溴元素提取出来，成为溴单质或制成其他化合物，才能有效的被使用。工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”，其过程主要包括
5、氧化（用氯气氧化海水中的溴离子）、吹出（用空气将生成的溴吹出）吸收（用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离）、蒸馏（再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离）等环节（如图8-4）。浓缩：浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br -得到浓缩；得到浓缩；氧化：氧化：向浓缩海水中通入向浓缩海水中通入Cl2，将，将Br -氧化成氧化成Br2，即，即Cl2+2Br -=2Cl-+Br2；富集（空气吹出法）富集（空气吹出法）：利用：利用溴单质的挥发性溴单质的挥发性，通入热空气和水蒸气吹出溴蒸气，吹出的溴蒸气用，通入热空气和水蒸气吹出溴蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸吸
6、收，即收，即Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4；提取：提取：再用再用Cl2将将HBr氧化得到溴单质，最后用四氯化碳（或苯）萃取溴。氧化得到溴单质，最后用四氯化碳（或苯）萃取溴。海水提溴的简易流程示意图1. 流程：2. 操作：理论上，具有理论上，具有强碱性强碱性的的NaOH溶液溶液，具有，具有强还原强还原性性的的FeCl2溶液及溶液及Na2SO3溶液也可用于吸收溶液也可用于吸收Br2理论上还能用其他氧化剂，如H2O2，高锰酸钾，浓硫酸等，但Cl2的价格最便宜“吹出法”海水提溴 环节作用化学方程式（或离子方程式）氧化用氯气氧化海水中的溴离子2Br-+Cl2=2Cl-+Br2吹出用空气将
7、生成的溴 吹出用SO2作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离吸收Br2+SO2+2H2O=4H+SO42-+2Br-Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离蒸馏2HBr+Cl2=2HCl+Br22Br-+Cl2=2Cl-+Br2冷凝将气态溴转化为液态溴海水化学资源的开发利用2. 海水提镁 Mg2+MgMg无水MgCl2MgCl2溶液Mg(OH)2沉淀溶液熔融 电解海水(含Mg2+)石灰乳 盐酸 过滤 就地取材贝壳(CaCO3)CaCO3=CaO+CO2 CaO+H2O=Ca(OH)2Mg2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+Mg(OH)2+2H
8、Cl =MgCl+2H2OMgCl2(熔融)=Mg+Cl2电解海水化学资源的开发利用3. 海带提碘 I-I2海带灰海带灰海带海带悬浊液悬浊液滤液滤液含含I I- -碘水碘水含含I I2 2碘的碘的CClCCl4 4溶液溶液单质碘单质碘加水加水溶解溶解过滤过滤灼烧灼烧稀硫酸稀硫酸过氧化氢溶液过氧化氢溶液CClCCl4 4萃取萃取分液分液蒸馏蒸馏反应原理：反应原理：2H+2I-+H2O2=I2+2H2O理论上，理论上，氯水，高锰酸钾，硝酸、浓硫酸氯水，高锰酸钾，硝酸、浓硫酸等也能氧化碘离子，但他们氧化性太强，会将等也能氧化碘离子，但他们氧化性太强，会将I2继续氧化成碘继续氧化成碘酸根离子，所以不予
9、采用；而且双氧水反应后的产物是水，比较符合绿色化学原理，所以酸根离子，所以不予采用；而且双氧水反应后的产物是水，比较符合绿色化学原理，所以工业上用双氧工业上用双氧水来氧化碘离子。水来氧化碘离子。海水化学资源的开发利用4. 海水制盐 NaCl粗盐粗盐淡水淡水苦卤苦卤海水海水盐水盐水滤液滤液沉淀沉淀基本流程 ：详细工艺 ：溶解溶解过滤过滤BaCl2NaOHNa2CO3过过滤滤适量适量盐酸盐酸蒸发蒸发结晶结晶海水蒸发得到的粗盐含有较多的泥沙、Mg2+、SO42-、Ca2+等1.除去可溶性杂质离子时，所加试剂的顺序是如何确定的？2.最后一步加了盐酸，有哪些化学反应？如何控制盐酸不过量？3. 得到氯化钠
10、之后，如何制取金属钠？海水提取物质的一般流程：归纳1. 若提取盐类物质：2.若获取金属单质：3.若获取Br2、I2等非金属单质：粗盐操作：除杂（转化）、分离纯净的盐海水富集（浓缩结晶）实质：粗盐的提纯先获得纯净的盐，再采取对应的条件冶炼得到金属单质海水富集（浓缩）中间产物1转化1.酸碱性2.氧化性中间产物2分离提纯1.除去杂质2.提纯产物目标产物1、在海水资源的综合利用中，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是() A溴、碘单质 B钠、镁单质 C食盐、淡水 D烧碱、纯碱随堂测：CCD4.从海带中提取碘，设计如下实验方案，下列说法不正确的是从海带中提取碘，设计如下实验方案，下列说法不正确的是（
11、）（）A.步骤的操作方法：灼烧和溶解步骤的操作方法：灼烧和溶解B.步骤需要的主要仪器：坩埚和烧杯步骤需要的主要仪器：坩埚和烧杯C.步骤的试剂步骤的试剂a必须是氧化剂必须是氧化剂D.步骤的试剂步骤的试剂b可选用酒精可选用酒精D5、下列哪种方法不能实现海水的淡化、下列哪种方法不能实现海水的淡化 A蒸馏法蒸馏法 B电渗析法电渗析法 C离子交换法离子交换法 D电解法电解法D6.在开发利用金属矿物和海水资源的过程中，下列说法正确的是（在开发利用金属矿物和海水资源的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 从海水中可以得到从海水中可以得到NaCl，电解熔融，电解熔融NaCl可制备金属可制备金属Na B. 从海水中只能提取溴、碘等非金属从海水中只能提取溴、碘等非金属C. 海水蒸发制粗盐的过程中只发生了化学变化海水蒸发制粗盐的过程中只发生了化学变化 D. 海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质A
