高中化学 4.1.2 海水资源的开发利用课件 新人教版必修2

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1、成才之路成才之路 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修2 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第一节开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源金属矿物和海水资源第四章第四章第第2课时海水资源的开发利用课时海水资源的开发利用第四章第四章新情境新情境 激趣入题激趣入题1新知识新知识预习探究预习探究2新思维新思维名师讲堂名师讲堂3新考题新考题随堂自测随堂自测4新提升新提升达标作业达标作业5新视点新视点专家博客专家博客6新情境新情境激趣入题激趣入题海洋是人类可持续发展的重要基地。浩瀚的海洋中，蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和

2、药物资源，其经济价值可观，开发前景十分诱人。开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资金短缺和环境恶化等一系列难题的可靠途径。在陆地资源日渐枯竭的今天，海洋正成为人类繁衍发展的生命线。我国大陆海岸线长达18000 km，海岛海岸线长达14000 km，这为我们开发利用海水资源提供了良好的自然条件。那么，海水的开发利用都包括哪些方面呢？你知道怎样才能开发出海洋中的这些资源吗？新知识新知识预习探究预习探究学习目标1了解海水资源及其利用。2了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。3掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提溴，海带提碘。新知预习1海水水资源的利用(1)海水水资源的利用主要包括

3、_和_等。(2)海水淡化的途径及方法：从海水中提取_或从海水中把_出去都可以达到淡化海水的目的。淡化的方法主要有_、_、_等。海水的淡化海水的淡化 直接利用海水进行循环冷却直接利用海水进行循环冷却 淡水淡水 盐分离盐分离 蒸馏法蒸馏法 离子交换法离子交换法 电渗析法电渗析法 2海水化学资源的开发利用海水中溶解和悬浮着大量的_和_，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、Br、Sr等13种元素超过总量的_；其他为微量元素，总计含有_多种元素，虽然海水中的元素种类_，总储量_但富集程度却_。无机物无机物 有机物有机物 99% 80 很多很多 很大很大 很低很低 (1)海水制盐从海水中制得的

4、NaCl除用于食用外，还用作_。(2)海水提溴在预先经过酸化的浓缩海水中用氯气置换溴离子使之成为_单质，其离子方程式为：_。工业原料工业原料 溴溴 Cl22Br=Br22Cl 3海水中能量的开发和利用(1)从海水中提取核能开发的重要原料_和_。(2)_、_等是有待开发的新型能源。铀铀 重水重水 潮汐能潮汐能 波浪能波浪能 自主探究1在海底发现的大量多金属核矿是人类重要的金属资源，思考目前开发这些海底金属资源可能遇到的主要问题是什么？体会保护金属资源的重要意义。请将你的看法同大家交流。提示：目前海底矿藏资源的勘探和开采技术还不够成熟，要投入使用更面临许多问题。除了成本比陆地高以外，还存在破坏生态

5、环境等问题。有资料表明，开采海底矿藏作为一个产业将在2010年至2030年才能形成。2进行海水的蒸馏实验时应注意哪些事项？提示：在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸；蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3；冷凝管中冷却水从下口进，从上口出；温度计的水银球在支管口部。新思维新思维名师讲堂名师讲堂海水资源的开发利用海水资源的开发利用思维导图思维导图教材点拨教材点拨2海水资源的特点(1)多样性：由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，按含量计，H2O中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元

6、素超过总量的99%。(2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。3海水资源的利用(1)直接利用海水进行循环冷却等。(2)海水淡化：通常从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。(3)常见的海水淡化方法及原理淡化方法淡化方法原理原理蒸馏法蒸馏法将海水加热至将海水加热至105，蒸发汽化，然后使蒸汽冷凝，蒸发汽化，然后使蒸汽冷凝得到蒸馏水得到蒸馏水电渗析法电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移到另

7、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交换法离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子得到去离子水的方法的阴、阳离子得到去离子水的方法温馨提示：海水淡化中蒸馏法设备简单、易操作，但是耗能大，成本较高。将发电厂等工业余热用于海水淡化是一种经济合理的途径。4海水中化学资源的开发利用(1)海水制盐方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。食盐用途(2)从海带中提取碘实验探究实验步骤实验步骤实验现象实验现象结论或解释结论或解释取取3g左右的干海带，把干海带表

8、面的附左右的干海带，把干海带表面的附着物用刷子刷净着物用刷子刷净(不要用水冲洗不要用水冲洗)，用剪刀剪，用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放入坩埚中。点燃酒碎后，用酒精润湿，放入坩埚中。点燃酒精，灼烧海带至完全成灰烬，停止加热，精，灼烧海带至完全成灰烬，停止加热，冷却冷却将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10 mL蒸馏水，搅拌、煮沸蒸馏水，搅拌、煮沸23 min，过滤，过滤得无色透得无色透明溶液明溶液碘在海带中不是以碘在海带中不是以碘单质形式存在碘单质形式存在在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象溶液，观察现象

9、溶液由无溶液由无色变为深色变为深黄色黄色化学方程式：化学方程式：2KIH2O2H2SO4=I2K2SO42H2O，I2的水溶液为深黄色的水溶液为深黄色取少量上述滤液，加入几滴淀粉溶液，取少量上述滤液，加入几滴淀粉溶液，观察现象观察现象溶液变为溶液变为深蓝色深蓝色I2遇淀粉变蓝色遇淀粉变蓝色实验步骤：实验操作实验操作化学方程式化学方程式浓缩：用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩：用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化浓缩的海水酸化氧化：向酸化的海水中通入适量的氯氧化：向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质气，使溴离子转化为溴单质2NaBrCl2= Br22NaCl富集：向含溴单质的水

10、溶液中通入空气富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内液的吸收塔内Br2SO22H2O=2HBrH2SO4提取：向吸收塔中的溶液通入适量的氯提取：向吸收塔中的溶液通入适量的氯气，气，Cl2将将HBr氧化得到产品溴氧化得到产品溴2HBrCl2= Br22HCl用四氯化碳用四氯化碳(或苯或苯)萃取吸收塔中溶液里的萃取吸收塔中溶液里的溴单质溴单质5海水资源的综合利用(2014试题调研)从淡化海水中提取溴的流程如图所示，下列有关说法错误的是()典例透析典例透析AX为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3B设备Y为蒸馏塔C在

11、提取溴的过程中一定有Br被氧化D工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8 L(标准状况下)【解析】选项A，Br2也能被Na2SO3溶液吸收形成Br。选项B，Br先被Cl2氧化为Br2，然后经蒸馏得到Br2蒸气。选项C，海水中Br被氧化为Br2以及吸收塔内都发生了Br被氧化的反应。选项D，根据选项C分析可知，两步反应都发生Cl2氧化Br的反应，考虑到氯气部分溶于水等因素，实际生产中工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2的体积大于44.8 L(标准状况下)。【答案】D(2014经典习题选萃)海带是海洋中的一种褐藻，海带中含有丰富的碘，是人类经常食用的一种补碘食物。

12、某资料中有“海带中碘的检验”的选做实验，操作步骤如下：取3 g左右干海带，除去表面杂质，剪碎，用酒精润湿，放在坩埚中灼烧成灰，冷却；将海带灰转移到小烧杯中加蒸馏水，搅拌，煮沸23 min，使可溶物质溶解，过滤；向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象； 取少量上述所得溶液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象；向剩余的滤液中加入1 mL CCl4，振荡静置，观察现象；向加有CCl4的溶液中加入NaOH溶液，充分振荡后，将混合液的下层液体放入指定的容器中。请回答下列问题：(1)海带中碘元素是_(填“碘离子”“碘单质”或“碘酸盐”)，步骤中除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗，

13、原因是_；(2)可说明海带中含有碘的现象有_；(3)操作叫做_。操作的目的是_。【解析】海带中碘元素以碘离子的形式存在，且易溶于水，为防止碘元素的损失，除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗；实验中步中加入淀粉溶液后变蓝；步中下层液体呈紫红色可以说明海带中含有碘。操作是萃取碘水中的碘，操作是为了回收CCl4。【答案】(1)碘离子防止碘元素的损失(2)步中加入淀粉溶液后变蓝；步中下层液体呈紫红色(3)萃取回收CCl41除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是()A加入适量的KI溶液B通入溴蒸气C加氢氧化钠溶液D加入适量的溴化钠溶液答案：D变式训练变式训练点拨：A项Cl2和B

14、r2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项发生反应：Cl22NaBr=2NaClBr2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。2某课外小组将灼烧海带的灰浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个方案，你认为能证明海带灰中含有碘元素的是()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，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素答案：D点拨：海带灰中碘元素以I形式存在，应先加入氧化剂将其氧化为I2，

15、再加入淀粉溶液检验。物质分离的几种方法物质分离的几种方法思维导图思维导图物质的分离是指通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的形式)，分别得到几种比较纯净的物质。1蒸馏法：适用于分离互溶，但沸点不同的液态混合物。如酒精与水的分离、海水淡化等。(1)主要仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝器、锥形瓶。教材点拨教材点拨(2)装置图(如下图)。(3)注意事项：蒸馏烧瓶需垫石棉网加热或水浴加热。蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的1/2。需向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。若对馏分在冷凝器里

16、用自来水冷却，自来水要从冷凝器的水口的低口进、高口出。2结晶法：适用分离各组分均溶于水，但溶解度随温度变化差别较大的固体混合物。如NaCl与KNO3的分离。3过滤法：适用于一种可溶，另一种不溶的固态混合物。如NaCl与BaSO4的分离。4分液法：适用于分离两种互不相溶的液态混合物。如苯和水的分离。5萃取法：适用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的混合物。如用CCl4提取碘水中的碘。6洗气法：适用各气体与吸收剂作用不同来分离气态混合物。如CO2与CO的分离。7升华法：适用于分离其中一组分有升华特征的固体混合物。如碘与沙子的分离。(2014试题调研)下列实验操作或方案正确的是()典例透析典

17、例透析 A将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀B将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HClC用图1所示装置和CCl4提取溴水中的Br2D用图2所示装置除去乙醇中的苯酚【解析】过滤时，应使用玻璃棒引流，A项错误；将混有HCl的Cl2通过饱和NaHCO3溶液中会产生杂质CO2，且Cl2也能被NaHCO3溶液吸收，B项错误；Br2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，且CCl4和水不互溶，应采取分液的方法分离，C项正确；乙醇和苯酚混溶，不能采取过滤的方法分离，D项错误。【答案】C3(2014经典习题选萃)下列分离混合物的方法中不正确的是()A从酒精和水的

18、混合物中分离出酒精蒸馏法B使浑浊的食盐水变澄清过滤法C从溴水中分离出溴分液法D把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离出来蒸发结晶法答案：C变式训练变式训练点拨：A.酒精与水互溶为均匀的液态混合物；酒精的沸点比水的沸点明显的低。应用蒸馏法可以把酒精从酒精与水的混合物中分离出来。B食盐水浑浊，说明食盐水里混着固体混合物，过滤法可以除去混在液体里的固体物质，使液体由浑浊变澄清。C溴水是溴和水形成的均匀液态混合物，分液法不能使溴从溴水中分离出。要用分液法从溴水中分离出来，需先用萃取剂(如四氯化碳、苯、直馏汽油)将溴从溴水中萃取出来，然后再进行分液。D硝酸钾和氯化钾都易溶于水；硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，

19、氯化钾的溶解度受温度的影响较小。由此，可以用蒸发结晶法把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离出来。混合物分离或提纯的方法是由混合物的性质决定的，要先分析混合物的性质再确定分离或提纯的方法。新考题新考题随堂自测随堂自测1(2014经典习题选萃)下列有关海水综合利用的说法正确的是()A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Na和Cl2D从海带中提取碘单质的过程不涉及氧化还原反应答案：C点拨：A项，海水中的钾元素以K形式存在，必须经过化学变化才能得到钾单质；B项，海水蒸发制海盐的过程中只发生物理变化；D项

20、，海带中的碘元素以I形式存在，从海带中提取I2时，必须先用氧化剂将I氧化成I2，因此一定发生氧化还原反应。2(2013合肥高一检测)海水提碘时，不小心将碘与食盐混合，欲将二者分离开，最好的方法是()A溶解、过滤B溶解、过滤、蒸发C溶解、加AgNO3溶液、过滤D加热使碘升华答案：D点拨：氧化钠很稳定，熔、沸点较高，单质碘易升华，故可用升华法。3(2013厦门高一检测)若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是()A加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化B利用太阳能使海水蒸馏淡化C将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水D将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子答案：A点拨：明矾净水是利用Al3在水中

21、生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物，并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化。利用太阳能使海水蒸馏淡化，是有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化。将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法。4(2014经典习题选萃)将海带燃烧，用水浸泡海带灰，过滤，向滤液中加入溴水。(1)加入淀粉溶液，现象为_，化学方程式为_。(2)加入四氯化碳，现象为_。答案：(1)溶液变成蓝色Br22I=2BrI2(2)溶液分层，上层无色，下层呈紫红色点拨：(1)单质溴的氧化性比碘的氧化性强，溴可以把碘离子氧化成单质碘，单质碘遇到淀

22、粉变蓝色；(2)单质碘易溶于有机溶剂，现象为分层，上层无色，下层紫红色。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_(填序号)。A酒精(沸点78 )B四氯化碳(沸点77 )C甘油(沸点290 )D苯(沸点80 )(3)在操作中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，以消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量_(填字母)溶液，反应的离子方程式为_。AKIO3BHClOCKIDBr2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_。答案：(1)萃取分液分液漏斗(2)B、D(3)CIClI=I2Cl(4)蒸馏法点拨：从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳，酒精和甘油均溶于水，不能作萃

23、取剂，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为IClKI=I2KCl。新提升新提升达标作业达标作业（点此链接）（点此链接）新视点新视点专家博客专家博客无机化合物转化为有机化合物历史上曾经有人认为，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊力量生命力的作用下产生，人工合成有机物是不可能的。1828年，德国化学家维勒(F.Whler,18001882)通过蒸发氰酸铵(NH4CNO，一种无机化合物，由氯化铵和氰酸银反应制得)水溶液得到了尿素CO(NH2)2。尿素的人工合成，揭开了人工合成有机物的序幕。