（全国通用版）2018-2019版高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第1节 开发利用金属矿物和海水资源 第2课时课件 新人教版必修2.ppt

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1、第2课时海水资源的开发利用,知识铺垫,新知预习,自主预测,1.蒸馏实验中,除酒精灯、锥形瓶和牛角管外,还需要的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管,温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处,冷凝管中水流的方向是下口进,上口出。 2.氯气、双氧水将碘离子(I-)氧化成单质碘(I2)的离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-,H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O。 3.工业上冶炼镁采用电解法,反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2。,知识铺垫,新知预习,自主预测,一、海水资源的利用 1.海水水资源 海洋约占地球表面积的71%,海水约占地球总水量的97%。 2.海水水资源的利用 (1)海水淡化的

2、主要方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。 (2)海水蒸馏,知识铺垫,新知预习,自主预测,二、海水化学资源的开发利用 1.海水中的化学元素,2.海水资源的开发利用 (1)海水制盐: (2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。,知识铺垫,新知预习,自主预测,1.下列说法正确的是() A.海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意使用水资源,不必节约 B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C.海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本最低 D.以上说法都正确 解析地球表面咸水多,淡水少,许多国家面临着淡水资源的危机,故不可以随意浪费水资源,A项错误;海水淡化中蒸馏法的成本较高

3、,C项错误。 答案B,知识铺垫,新知预习,自主预测,探究一,探究二,从海带中提取碘 问题探究 1.海带中的碘元素以何种形式存在?如何将海带中的碘元素转化成单质碘? 答案海带中的碘元素以I-形式存在,可加入氧化剂把I-氧化成I2。 2.检验溶液中含有I-,所用试剂是硝酸银溶液和稀硝酸,二者的添加顺序如何? 答案先向含I-的溶液中添加硝酸银溶液,再加稀硝酸,若先加稀硝酸,I-被氧化为I2。,探究一,探究二,思维建模 海带中提取碘 1.流程 海带浸泡氧化过滤提纯碘单质 2.原理 (1)主要的化学原理:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O。 (2)主要的物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用

4、蒸馏法将碘与有机溶剂分开。,探究一,探究二,素能应用 【典例1】 (2018江苏化学)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(),探究一,探究二,A.用装置甲灼烧碎海带 B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2 D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气 解析灼烧碎海带应用坩埚,A项错误;海带灰的浸泡液用过滤法分离获得含I-的溶液,B项正确;MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O,C项错误;Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小,不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2,

5、尾气Cl2应用NaOH溶液吸收,D项错误。 答案B,探究一,探究二,提能训练1海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤,合理的操作顺序是() 通入足量Cl2 将海带焙烧成灰后加水搅拌 加CCl4振荡 用分液漏斗分液 过滤 A.B. C.D. 解析从海带中提取碘的过程是焙烧溶解过滤用Cl2把I-氧化成I2CCl4萃取分液。 答案B,探究一,探究二,海水提溴与海水提镁 问题探究 1.海水提镁的过程中没有涉及的基本反应类型是哪种? 答案置换反应。 2.海水提溴经历了氧化热空气吹出氧化,两次氧化的目的是什么?热空气吹出利用了溴的哪方面的性质? 答案富集溴;溴单质的挥发性。,探究一,探究二,思维建模 1

6、.海水提溴 海水提溴的主要方法是空气吹出法。 (1)主要流程:,(2)主要反应: Cl2+2Br-=Br2+2Cl-(氧化) Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4(富集) Cl2+2Br-=Br2+2Cl-(提取),探究一,探究二,2.海水提镁 (1)主要反应原理:,探究一,探究二,(2)工艺流程。,探究一,探究二,素能应用 【典例2】海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:,探究一,探究二,(1)步骤反应的离子方程式是。 (2)步骤反应的化学方程式是。 从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是。 A.NaOHB.FeCl2 C.Na2SO3D.H2

7、O (3)步骤蒸馏的过程中,温度应控制在8090 。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因。 (4)为什么不直接用“溴水混合物”而要用“溴水混合物”进行蒸馏得到液溴?。,探究一,探究二,探究一,探究二,答案(1)2Br-+Cl2=Br2+2Cl- (2)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrABC (3)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,所得气体中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低 (4)“溴水混合物”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高。而“溴水混合物”实际上将溴水浓缩了,探究一,探究二,提能训练2溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65 m

8、gL-1。实验室模拟海水中溴的提取。 实验方法:将适量新制氯水加入到20 mL富含溴离子的海水中(海水可以用0.1 molL-1NaBr溶液代替),把溴置换出来。氯水中的氯气作剂,涉及反应的离子方程式为。得到的单质溴可以用有机溶剂在(仪器)中实现萃取富集,萃取试剂用、苯等,得到的有机层显色。 解析把溴离子转化为溴单质时,溴离子发生氧化反应,因此需要氧化剂,氯气可以将Br-氧化为Br2。根据萃取的原理,要从水溶液中萃取某种溶质,所选择的萃取剂一定要和水互不相溶,且该溶质在萃取剂中的溶解度比在水中的大。溴单质在有机溶剂中的颜色是橙红色。 答案氧化Cl2+2Br-=2Cl-+Br2分液漏斗四氯化碳橙

9、红,探究一,探究二,【典例3】 镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:,(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂可以选用,要使MgSO4完全转化为沉淀,加入试剂的量应。 (2)加入试剂后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是。 (3)试剂选用,其反应的离子方程式为。 (4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后产生镁和氯气,该反应的化学方程式为。,探究一,探究二,解析(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2;为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,应加入过量石灰乳。 (2)加入石灰乳产生Mg(OH)2,通过过

10、滤将Mg(OH)2分离出来。 (3)用盐酸溶解Mg(OH)2,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O。 (4)工业上电解熔融MgCl2制取Mg,反应的化学方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2。 答案(1)石灰乳过量(2)过滤 (3)盐酸 Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O (4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2,探究一,探究二,提能训练3海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按照如下步骤进行: 把贝壳制成石灰乳;在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物;将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法

11、不正确的是() A.此法的优点之一是原料来源丰富 B.进行步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C.第步电解时会产生氯气 D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、置换反应和复分解反应,探究一,探究二,解析海水和贝壳都易于得到,而且十分丰富,所以此法的优点之一是原料来源丰富,故A项正确;海水中含有氯化镁,但浓度低且含有其他杂质,不能直接蒸发结晶,故B项正确;贝壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,发生的是分解反应;电解氯化镁时产生氯气和镁,属于分解反应;生石灰和水反应是化合反应,氢氧化钙与氯化镁反应、氢氧化镁与盐酸反应都属于复分解反应,所以提取镁的过程中没有涉及的反应类型是置

12、换反应,C项正确,D项错误。 答案D,1,2,3,4,5,1.中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是() A.蒸馏B.蒸发 C.过滤D.搅拌 解析实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发的特点,其中的溶质因溶剂减少而析出的过程,这与海水晒盐的原理是类似的。 答案B,1,2,3,4,5,2.(2018重庆高一检测)某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤,得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案,你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是 () A.取适量滤液,蒸干,观察是否有紫色固体生成 B.取适量滤液,加入苯,振荡,静置,苯层无色,证明不含碘元素 C.取适量滤液,向其

13、中加入淀粉溶液,无明显现象,证明不含碘元素 D.取适量滤液,加入酸化的H2O2溶液,再加入淀粉溶液,溶液呈蓝色,证明含有碘元素 解析海带的灰烬中含有的碘元素是以I-形式存在的,不是以单质形式存在,所以A、B、C均不正确;D中发生了氧化还原反应:H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,产生了I2,使淀粉溶液呈蓝色。 答案D,1,2,3,4,5,3.从海水中提取金属镁的生产步骤有:浓缩结晶;加熟石灰;加盐酸;过滤;熔融电解。正确的生产顺序是() A.B. C.D.,答案C,1,2,3,4,5,4.从海水中提取溴的主要反应为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,下列说法正确的是() A.溴离子具有氧

14、化性 B.氯气是还原剂 C.该反应属于复分解反应 D.氯气的氧化性比溴单质的强 解析溴离子中的Br为-1价,处于最低价态,没有氧化性;在反应中Cl2中的Cl价态由0价降低到-1价,作氧化剂;从基本反应类型来看,该反应属于置换反应;氯气为氧化剂,Br2为氧化产物,因此,氯气的氧化性比溴单质的强。 答案D,1,2,3,4,5,5.海水占地球总储水量的97%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。 (1)工业上电解饱和食盐水可制得重要化工产品,又称为“氯碱工业”。也可以电解熔融氯化钠制得钠和氯气,该反应方程式为。 (2)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下: 试写出反应的化学方程式: ; ; 。,1,2,3,4,5,