金太阳新课标资源网,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,教学目标,知识与能力,1掌握氯碱工业、海水提溴、海水冶炼镁的化学原理；,2了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资源利用的作用。,教学重点、难点：,氯碱工业、海水提溴、海水冶炼镁的化学原理。,探究建议：,1收集资料：海水资源的综合利用。,2查阅有关氯碱工业发展的资料，讨论科学技术对促进生产力发展所起的作用。,课时划分,：两课时,2.2海水的综合利用,11/19/2024,教学目标知识与能力2.2海水的综合利用9/24/2023,1,浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生命，还孕育着丰富的矿产，而海水本身含有大量的化学物质，又是宝贵的化学资源,海水中储有大量的化学物质，储量可观的就有80多种化学元素，其中70多种可以被人类提取利用，海洋是地球上最大的矿产资源库。全世界每年都要从海洋中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质，海水素有“液体工业原料”之美誉。,一、海水中盐的开发与利用,11/19/2024,浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生,2,结晶池,蒸发池,引海水渠道的闸门,海面,堤坝,贮水池,蒸发池,结晶池,1、海水制盐,方法主要有三种：盐田法、电渗析法和冷冻法。,盐田法历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法。,盐田必须符合的条件有三个：,有平坦空旷的海滩，潮汐落差大,气候干燥、多风、少雨,远离江河入海口，避免海水被冲稀,海水 贮水池 蒸发池 结晶池,食盐,母液,母液的主要成分是氯化钾、氯化镁等,11/19/2024,结晶池蒸发池引海水渠道的闸门海面堤坝贮水池蒸发池结晶池1、海,3,我国的盐场,：,主要分布在长江口以北地区,为什么长江口以南地区盐场少？,长江以南的东南沿海，多为,基岩海岸,，雨水多，降水量大，盐场规模小。,莺歌海,盐场和,布袋,盐场最为著名,11/19/2024,我国的盐场：主要分布在长江口以北地区9/24/2023,4,（1）电解饱和食盐水反应原理,阴极：,2H,+,+2e,-,=H,2,2Cl,-,-2e,-,=Cl,2,2H,2,O+2Cl,-,=H,2,+Cl,2,+2OH,-,电解,2H,2,O+2NaCl=H,2,+Cl,2,+2NaOH,电解,氯碱工业,以食盐为原料制取NaOH Cl,2,H,2,再进一步生产一系列的化工产品的工业,2、食盐资源的利用-,氯碱工业,总反应：,阳极：,思考？,上述装置的弱点：,1.H,2,和Cl,2,混合不安全,2.Cl,2,会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯,11/19/2024,（1）电解饱和食盐水反应原理阴极：2H+2e-=H,5,+,Cl,2,Cl,2,Cl,H,2,Na,+,H,+,OH,淡盐水,NaOH溶液,精制饱和NaCl溶液,H,2,O（含少量NaOH）,离子交换膜,阳 极,金属钛网,阴 极,碳钢网,(2)离子交换膜法制烧碱,11/19/2024,+Cl2Cl2ClH2Na+H+OH淡盐水NaOH溶液,6,1离子交换膜电解槽的简单构造如何?2离子交换膜的作用是什么?3工业制碱的简单生产流程怎样?,思考：,11/19/2024,1离子交换膜电解槽的简单构造如何?2离子交换膜的作用是,7,1、生产设备名称：离子交换膜电解槽,阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物),阴极：碳钢网(有镍涂层),阳离子交换膜：只允许,阳,离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。,2、离子交换膜的作用：,(1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸,(2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠的产量,11/19/2024,1、生产设备名称：离子交换膜电解槽9/24/2023,8,11/19/2024,9/24/2023,9,(3)生产流程,11/19/2024,(3)生产流程9/24/2023,10,粗盐水（Ca,2+,、Mg,2+,、Fe,3+,、SO,4,2-,）,过量BaCl,2,Ba,2+,+SO,4,2-,=BaSO,4,Ca,2+,、Mg,2+,、Fe,3+,、Ba,2+,BaSO,4,Ca,2+,+CO,3,2-,=CaCO,3,Ba,2+,+CO,3,2-,=BaCO,3,CaCO,3,BaCO,3,过量Na,2,CO,3,Mg,2+,、Fe,3+,、CO,3,2-,Mg,2+,+2OH,-,=Mg(OH),2,Fe,3+,+3OH,-,=Fe(OH),3,过量NaOH,Fe(OH),3,Mg(OH),2,OH,-,、CO,3,2-,精制食盐水,用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？,11/19/2024,粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量BaC,11,小结,11/19/2024,小结9/24/2023,12,二、海水提溴,工艺流程,11/19/2024,二、海水提溴工艺流程9/24/2023,13,然后用空气把,Br,2,吹出，再用,Na,2,C0,3,溶液吸收，即得较浓的,NaBr,和,NaBrO,3,溶液：3CO,3,2-,+3Br,2,=5Br,-,+BrO,3,3-,+3CO,2,最后用,硫酸,将溶液酸化，,Br,2,从溶液中游离出来：,5Br,-,+BrO,3,3-,+6H,+,=3Br,2,+3H,2,O,方法一SO,2,吸收法：,用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr，再用氯气将其氧化成溴。,Br,2,+SO,2,+2H,2,O=2HBr+H,2,SO,4,Cl,2,+2Br,-,=Br,2,+2Cl,-,工业上从海水中提取溴时，首先通氯气于pH为3.5左右晒盐后留下苦卤(富含,Br,-,离子)中置换出,Br,2,。,Cl,2,+2Br,-,=Br,2,+2Cl,-,方法二纯碱吸收法：,海水中的溴离子被氧化为溴单质后，用热空气或水蒸气吹出，通过Na,2,CO,3,溶液使溴富集后，再将得到的溶液用稀硫酸酸化，用有机溶剂萃取溴单质。发生反应：,3Br,2,3Na,2,CO,3,=5NaBrNaBrO,3,3CO,2,5NaBrNaBrO,3,3H,2,SO,4,=3Br,2,3Na,2,SO,4,3H,2,O,2、吹出,3、吸收,1、氯化,11/19/2024,然后用空气把Br2吹出，再用Na2C03溶液吸收，,14,(2009年天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：,(1)请列举海水淡化的两种方法：_、_。,(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H,2,、_、_或H,2,、_。,(3)步骤,中已获得Br,2,，步骤,中又将Br,2,还原为Br,，其目的为_。,(4)步骤用SO,2,水溶液吸收Br,2,，吸收率可达95%，有关离子方程式为,_ _ _,，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 _。,蒸馏法、电渗析法、离子交换膜法,Cl,2,NaOH,NaClO,富集溴元素,Br,2,SO,2,2H,2,O=4H,SO,4,2,2Br,强酸对设备的严重腐蚀,11/19/2024,(2009年天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合,15,(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提取纯溴的方法，查阅了有关资料，Br,2,的沸点为59,，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：,请你参与分析讨论：,图中仪器B的名称：_。,冷凝管,11/19/2024,(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提取纯溴的方法，查,16,整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_。,实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：_。,C中液体产物颜色为_，为除去该产物中仍残留的少量Cl,2,，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_。,Br,2,腐蚀橡胶,控制温度计b的温度，并收集59,时的馏分,深红棕色,分液(或蒸馏),1.(1)向溴化钠溶液中通适量氯气，产生现象是,_ _,，反应的化学方程式是,_ _,；向碘化钾溶液中加入适量溴水，产生的现象是,_ _,，反应的化学方程式是_。,(2)由上述两个化学反应可知，氯气、溴、碘三种单质的氧化性强弱关系是_；这样的化学反应原理，在海水的综合利用中的应用是_。,(3)下列海产品中可以考虑用于工业上大量提取碘的是_。,贝壳,紫菜,鱼,海带,溶液由无色变为橙色,Cl,2,2NaBr=Br,2,2NaCl,Br,2,2KI=2KBrI,2,溶液由无色变为紫褐色,Cl,2,Br,2,I,2,从海水中提取溴和碘,11/19/2024,整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_,17,研究性学习,海水中提取碘的实验探究,海带中含有丰富的碘元素，其主要的存在形式为化合态(有机碘化物)。经灼烧后，灰烬中的碘可转化为能溶于水的无机碘化物。碘离子具有较强的还原性，可被一些氧化剂氧化生成碘单质。例如，H,2,O,2,2H,2I,=I,2,2H,2,O，生成的碘单质在四氯化碳中的溶解度大约是其在水中溶解度的85倍，且四氯化碳与水互不相溶，因此可用四氯化碳把生成的碘单质从水溶液中萃取出来。,11/19/2024,研究性学习海水中提取碘的实验探究9/24/2023,18,如何实现Mg,2+,的富集和分离？,可以加入一种试剂使Mg,2+,沉淀,是不是直接往海水中加沉淀剂？,不是，因为海水中的Mg2+的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2+的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂,从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？,Ca(OH),2,三、海水提镁,思考：海水是一种混合溶液，其中主要含有哪些离子？,Cl,-,Na+Mg,2+,Ca,2+,SO,4,2-,如何由贝壳制得氢氧化钙？,贝壳(CaCO,3,),煅烧,CaO,Ca(OH),2,11/19/2024,如何实现Mg2+的富集和分离？可以加入一种试剂使Mg2+,19,如何制得无水MgCl,2,？,由MgCl,2,到Mg究竟用还原法还是电解法好？,用石灰乳代替石灰水,先加盐酸反应，再浓缩得MgCl,2,6H,2,O晶体，然后再将MgCl,2,6H,2,O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl,2,由于镁本身比较活泼，用还原法比较困难，工业上常使用电解熔融的氯化镁得到镁,1、工艺流程,11/19/2024,如何制得无水MgCl2？由MgCl2 到Mg究竟用还原法还,20,11/19/2024,9/24/2023,21,思考：电解产生的Cl,2,怎么处理？,Cl,2,11/19/2024,思考：电解产生的Cl2怎么处理？Cl29/24/2023,22,2、主要化学反应,制备石灰乳,CaCO,3,=,=,高温,CaO,CO,2,CaO,H,2,O,=,=Ca(OH),2,沉淀,Mg,2,Mg,2,Ca(OH),2,=,=Mg(OH),2,Ca,2,制备,MgCl,2,Mg(OH),2,2HCl,=,=Mg,Cl,2,2H,2,O,电解,MgCl,2,MgCl,2,(,熔融,),=,=,通电,Mg,Cl,2,11/19/2024,2、主要化学反应 制备石灰乳 CaCO3=高温Ca,23,海水提镁整个生产过程中涉及到平衡理论的应用问题，请你指出并加以阐述。,【提示】,工业生产中平衡原理的应用,(1)沉淀溶解平衡原理的应用,向海水中加入沉淀剂Ca(OH),2,，由于,c,(OH,)增大，Mg(OH),2,的溶解度小于Ca(OH),2,，则最大程度地将Mg,2,转化为Mg(OH),2,沉淀。,向Mg(OH),2,沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH),2,溶解。,(2)水解平衡原理的应用,在MgCl,2,6H,2,O脱水变为MgCl,2,时，由于MgCl,2,2H,2,O,Mg(OH),2,2HCl水解平衡的存在，提供HC