1、化学与自然资源的开发利用化学与自然资源的开发利用第四章第四章高一化学时间：2021.05开发利用金属矿物开发利用金属矿物和海水资源和海水资源第一节第一节第二课时第二课时 海水资源的开发利用海水资源的开发利用学习目标学习目标1.1.了解海水资源及其利用。了解海水资源及其利用。 2.2.了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。3.3.掌握海水化学资源的开发和利用，即海掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，从海水中提取碘、溴、镁。水制盐，从海水中提取碘、溴、镁。4.4.了解海水综合利用的重要方向。了解海水综合利用的重要方向。重难点重难点重点：重点：从海水中提取碘、
2、溴、镁从海水中提取碘、溴、镁。难点：难点：从海水中提取碘、溴、镁从海水中提取碘、溴、镁。海洋约占地球表面积的海洋约占地球表面积的71%71%，是，是人类的资源宝库。人类的资源宝库。我们能从海洋我们能从海洋中获得哪些资中获得哪些资源呢？源呢？新课导入海海洋洋中中的的生生物物资资源源新课导入海海洋洋中中的的矿矿产产资资源源新课导入海海洋洋中中的的水水资资源源和和化化学学资资源源新课导入分散性分散性广阔性广阔性海水中水的储量约为1.3109 亿吨，占地球总水量 97%元素种类很多，总计含有80多种元素许多元素的富集程度很低多样性多样性海水资源的特点二、海水资源的开发利用1.1.水资源的利用水资源的利
3、用水资源的利用水资源的利用直接利用直接利用海水淡化海水淡化用于循环冷却用于循环冷却二、海水资源的开发利用1.1.水资源的利用水资源的利用海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸馏法蒸馏法、电渗析法电渗析法、离子交换法离子交换法 等。等。蒸馏法蒸馏法原理：原理：加热到水的沸点，液态水变成水加热到水的沸点，液态水变成水蒸气，与海水中的盐分离，水蒸气冷凝蒸气，与海水中的盐分离，水蒸气冷凝得淡水。得淡水。特点：特点：历史最久，技术和工艺比较成历史最久，技术和工艺比较成熟，但成本较高。熟，但成本较高。思考1：(1)蒸馏适用于分离哪些混合物？(2)蒸馏操作中有哪些注意事项？适用范围：适用范围：沸点相差较
4、大的液体混合物。沸点相差较大的液体混合物。注意事项：注意事项：温度计的水银球置于蒸馏温度计的水银球置于蒸馏烧瓶的支管口处；烧瓶的支管口处；蒸馏烧瓶内加沸石防止暴沸；蒸馏烧瓶内加沸石防止暴沸；冷凝管水流方向冷凝管水流方向“下进上出下进上出”。教材教材90页页二、海水资源的开发利用1.1.水资源的利用水资源的利用海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要有蒸馏法蒸馏法、电渗析法电渗析法、离子交换法离子交换法 等。等。太阳能蒸发法太阳能蒸发法教材教材90页页太阳能蒸发原理示意图太阳能蒸发原理示意图与能源技术与能源技术相结合相结合,能解能解决成本问题。决成本问题。按含量计：含按含量计：含O、H及及Cl、N
5、a、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr共共13种元素的质量超过总量的种元素的质量超过总量的99%，其他为微量元素，其他为微量元素，总计含有总计含有80多种元素。多种元素。虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。所以，海水中化学资源的利用首先要解决程度却很低。所以，海水中化学资源的利用首先要解决元素的元素的富集富集问题。问题。思考3：海水中化学资源的利用首先要解决的问题是什么？思考2：海水中含量较多的元素是什么？主要以什么微粒形式存在于海水中？思考交流教材教材90页页二、海水资源的开发利用2.2.化学资源的开
6、发利用化学资源的开发利用化学资源的开发化学资源的开发从从海水海水中提取物质中提取物质从从生物体生物体中提取物质中提取物质从从矿物矿物中提取物质中提取物质二、海水资源的开发利用2.2.化学资源的开发利用化学资源的开发利用这是一种这是一种传统传统的制盐方法：的制盐方法：将海水引入盐将海水引入盐田田,在太阳照射在太阳照射下蒸发水下蒸发水,留下留下粗盐。粗盐。 (1)海水制盐海水制盐思考4：如何将粗盐提纯?除杂试剂：除杂试剂：Na2CO3NaOH BaCl2试剂加入顺序：试剂加入顺序： 或或或或基本原则：基本原则：先加先加BaCl2,后加后加Na2CO3，过滤后加盐酸过滤后加盐酸HCl粗盐中的杂质：粗
7、盐中的杂质：泥沙、泥沙、 Ca2+、 Mg2+、 SO42-CaCO3Mg(OH)2BaSO4BaCO3过滤过滤思考交流二、海水资源的开发利用2.2.化学资源的开发利用化学资源的开发利用(2)海水提溴海水提溴思考5：将Br转变为Br2是海水中提溴中关键的化学反应，你能否设计一个实验方案模拟这一生产过程？写出有关的化学方程式。教材教材91页资料卡片页资料卡片二、海水资源的开发利用2.2.化学资源的开发利用化学资源的开发利用(2)海水提溴海水提溴Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO42NaBr Cl2 Br2 2NaCl2HBr Cl2 Br2 2HClHBr溴水溴水通入通入Cl2通入空气
8、通入空气和水蒸气和水蒸气通入通入Cl2吸收塔吸收塔(SO2)浓缩海水浓缩海水产品溴产品溴富集Br -溴的沸点溴的沸点低易挥发低易挥发Br-二、海水资源的开发利用2.2.化学资源的开发利用化学资源的开发利用(3)海带提碘海带提碘海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，阅读课本实验形式存在，阅读课本实验 4-2。思考每步操作的目的和注意事项。思考每步操作的目的和注意事项。教材教材91页实验页实验4-2海带海带海带灰海带灰灼烧灼烧残渣残渣含含I-的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的水溶液的水溶液溶液变为溶液变
9、为蓝色蓝色淀粉溶液淀粉溶液坩埚中坩埚中溶解溶解 过滤过滤浸取浸取I-H2O2 + 2I + 2H+ I2 + 2H2O氧化氧化I-生成生成I2思考6：海带为什么不能用水冲洗？剪碎后，为什么要用酒精润湿？海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗，且海带不海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗，且海带不易燃烧。易燃烧。酒精润湿可使海带易于灼烧完全，并缩短灼烧时间。酒精润湿可使海带易于灼烧完全，并缩短灼烧时间。思考交流思考7：若要从含I2的水溶液中提取I2，应用什么方法？用有机溶剂用有机溶剂萃取萃取水溶液中的水溶液中的I2，分液分液后再用后再用蒸馏法蒸馏法将将I2与与有机溶剂分离开。有机溶剂分离开
10、。紫红紫红思考8：实验室萃取Br2、I2在什么仪器中进行？常用的萃取剂是什么？它们在萃取剂中一般呈现什么颜色？橙红橙红有机溶剂，有机溶剂，如如CCl4 、苯、苯分液漏斗思考交流二、海水资源的开发利用2.2.化学资源的开发利用化学资源的开发利用(4)海水提镁海水提镁Mg无水无水MgCl2MgCl2溶液溶液Mg(OH)2沉淀沉淀溶液溶液试剂试剂试剂试剂熔融熔融 电解电解海水海水(含含Mg2+)操作操作石灰乳石灰乳Mg2+Ca(OH)2Mg(OH)2+Ca2+就地取材贝壳就地取材贝壳(CaCO3)CaCO3CaO+CO2 CaO+H2OCa(OH)2 过滤过滤 盐酸盐酸 Mg(OH)2+2HCl M
11、gCl2+2H2OMgCl2（熔融）（熔融） Mg+Cl2电解电解思考9：用到了哪些分离、提纯的方法？海海水水 H2O粗盐粗盐 精盐精盐卤水卤水 Br2 Mg课堂小结二、海水资源的开发利用3.3.海水资源的综合利用海水资源的综合利用 海水综合利用的重要方向是：海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生产结海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。合、同能源技术结合。如从海水中制得的如从海水中制得的氯化钠氯化钠除食用除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从
12、海水中制取镁、镁、钾、溴及其化工产品钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。从，是在传统制盐工业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，铀铀和重水和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋开发海洋药物药物方面也将发挥越来越大的作用。方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。也是越来越受到重视和开发的新型能源。海水综合利用联合工业体系一例D
13、1.从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是中正确的是()课堂练习D2.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是先后顺序正确的是()A.B.C. D.课堂练习3.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是能够从海水中获得的物质是()A.氯、溴、碘氯、溴、碘 B.钠、镁、铝钠、镁、铝C.烧
14、碱、氢气烧碱、氢气 D.食盐、淡水食盐、淡水D课堂练习4.在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，也有选用也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是()A.两种吸收过程中，两种吸收过程中，Br2只作氧化剂只作氧化剂B.两种吸收过程都发生了氧化还原反应两种吸收过程都发生了氧化还原反应C.用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应B B课堂练习5.5.下列有关说法中不正确的是下列有关
15、说法中不正确的是( () ) A. A.工业上可利用海水制取镁工业上可利用海水制取镁 B.B.实验室可以海带为原料获得碘实验室可以海带为原料获得碘 C.C.工业上可用还原剂还原赤铁矿工业上可用还原剂还原赤铁矿( (含含FeFe2 2O O3 3) )获得铁获得铁 D.D.从海水中提取溴元素从海水中提取溴元素( (以以BrBr形式存在形式存在) )，可以考虑向，可以考虑向其中通入其中通入F F2 2D D课堂练习6.6.海水是巨大的资源宝库海水是巨大的资源宝库, ,可以进行综合利用。从海水中提取食可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：盐和溴的过程如下：(1)(1)请写出一种海水淡化的
16、方法：请写出一种海水淡化的方法：_。(2)(2)步骤步骤获得获得BrBr2 2的离子方程式为的离子方程式为_。课堂练习蒸馏法蒸馏法(其他合理答案均可其他合理答案均可)Cl22Br=Br22Cl6.海水是巨大的资源宝库海水是巨大的资源宝库,可以进行综合利用。从海水中提取食盐可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：和溴的过程如下：(3)步骤步骤用用SO2水溶液吸收水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为集的目的。其反应的化学方程式为Br2SO22H2O=H2SO42HBr，在该反应中，氧化剂是，在该反应中，氧化剂是_(填化学式填化学式)。其反应中生。其反应中生成成2 mol HBr，则消耗，则消耗_ mol SO2。(4)根据上述反应判断根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的三种物质氧化性由强到弱的顺序是顺序是_。课堂练习Br21Cl2Br2SO2感谢你的聆听感谢你的聆听高一化学时间：2021.05
