資源簡介

(共18張PPT)
第八章 化學與可持續發展
第一節 自然資源的開發利用
第2課時 海水資源的開發利用
教學目標：1．以海水資源的氯化鈉為原料，構建物質間質的轉化關系和思維導圖 。
2.通過海水制溴流程圖的設計與分析，形成工業制取物質的一般思路和方法，培養學生模型認知和證據推理的能力。
氯
鈉
鎂
溴
碘
金
鈷
鉀
錫
鋅
鈾
錳
任務一：了解海水資源的類別及特點
二、海水資源的特點
1.海底石油：1350億噸
2.天然氣：140萬億立方米
3.鎂、鉀、鈾、鍶等礦物：5億億噸
4.錳結核：3萬億噸
5.供人類利用的魚蝦貝藻: 每年6億噸
6.魚類捕撈量: 每年9000萬噸
7.波浪能：700億千瓦
8.潮汐能：27億千瓦
9.重水：200萬噸
……
一、海水資源的類別：
1.廣闊性
海水占地球表面積71%，儲水量占地球總水量97%
2.多樣性
元素占80多種，溶解和懸浮大量無機物和有機物
3.分散性
許多元素的富集程度很低
教學任務一、海水水資源的開發利用
海水水資源的利用
電滲析法
離子交換法
蒸餾法
海水淡化
直接利用海水進行循環冷卻
蒸餾法、
電滲析法、
離子交換法和膜分離法
海水蒸餾法各種裝置
沙漠缺水自救
海水蒸餾的實驗裝置與原理
(1)主要儀器
A. B. 。
C. 。
(2)冷卻水的流向：
口進， 口出。
(3)B中加入碎瓷片的目的 。
(4)溫度計水銀球處于
_______________ 處。
冷凝管
蒸餾燒瓶
錐形瓶
a
b
防止液體暴沸
蒸餾燒瓶支口
注意點：1.加熱時，蒸餾燒瓶要墊上石棉網。
2.蒸餾燒瓶的液體不能超過燒瓶體積的2/3，但也不能少于1/3.
1.下列關于蒸餾實驗的敘述不正確的是（ ）
A.蒸餾完畢后，應先停止加熱，待裝置冷卻后，
停止通水，再拆卸蒸餾裝置。
B.蒸餾時的接收裝置如圖
C.冷卻水應該從冷凝管的下口進水上口出水
D.做蒸餾實驗時，在蒸餾燒瓶中應加入沸石，以防暴沸，如果在沸騰前發現忘記加沸石，應立即停止加熱，冷卻后補加
課堂練習
接收裝置
接餾分的錐形瓶不能用塞子密封，否則液體無法正常流下
B
教學任務二、海水化學資源的開發利用
從海水中制得氯化鈉除了食用外，還有什么用途？制備這些化工原料的反應原理？
食鹽
海水
氫氣
純堿
燒堿
鈉
氯氣
⑤
①
②
③
④
鹽酸
漂白粉
1.海水中食鹽的綜合利用
試一試：請同學們寫出以食鹽為原料直接或間接制取為燒堿、氫氣、氯氣、鹽酸、金屬鈉、漂白液、純堿的化學方程式：
3.工業制鈉： 2NaCl（熔融）=2Na+Cl2↑
通電
化學反應式：
2.制鹽酸： H2+Cl2= 2HCl
點燃
1.氯堿工業： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
通電
4.制①84消毒液：Cl2+2NaOH =NaCl + NaClO +H2O
②漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O
NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O↑
加熱
5.候氏制純堿法：
吹出塔
溴及其化合物在醫藥、農藥、染料和阻燃劑等生產中有廣泛應用。目前，人們主要從海水和鹽湖中提取溴。 “吹出法”——海水提溴技術介紹：
①氧化
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
②吸收
Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-
③氧化
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
①酸化通Cl2
海水
冷凝器
液溴
吹出溴
(易揮發)
熱空氣
②SO2和水
吸收塔
溴化氫溶液
蒸餾塔
③氯氣與水蒸氣
2.海水中制取溴單質
蒸餾
溴的蒸氣
2.海水中制取溴單質流程及化學反應原理分析
鹵水
吹出塔
吸收塔
①
酸化通Cl2
熱空氣
②
SO2和水
蒸餾塔
冷凝器
③氯氣與水蒸汽
④
蒸餾
問題2. 海水制溴共有濃縮、氧化、吹出、吸收、蒸餾等實驗環節，
請寫出①③兩步氧化、②吸收環節主要反應的離子方程式：
氧化: Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
吸收:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-
問題1. 根據無機物制備模式，評價設計海水制溴各環節的作用
提純、濃縮溴離子（原料預處理）
核心反應
分離提純得到目標產物
海水淡化與化工生產、能源技術相結合
制備氯化鈉
食用
工業原料
生產燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸、漂白粉等
制取Mg、K、Br2及其他化工產品
獲得其他物質與能量：鈾、重水
開發海洋藥物
開發利用新能源：潮汐能、波浪能等
波浪能
潮汐能
3.海水中其他化學資源的利用
思考：下圖為海水提鎂的工藝流程，寫出下列步驟中的化學方程式：
1.寫出化學反應方程式：
① 。
② 。
③ 。
④ 。⑤ 。
CaCO3=CO2↑ +CaO
高溫
Mg(OH)2
CaO
①煅燒
貝殼
②水
石灰乳
無水MgCl2
MgCl2溶液
濃縮后的海水（MgCl2）
③
過濾
Cl2
⑤電解
Mg
⑥H2
HCl鹽酸
④
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 ↓ +CaCl2
MgCl2(熔融)=Mg+Cl2↑
通電
CaO +H2O=Ca(OH)2
2.談談設計⑥的意義
原料的循環利用,既保護了環境,又提高了生產效益。
4 .海水（含碘元素）中提取碘的流程圖（補充）
海帶
海帶灰
灼燒
濾液
30ml水溶解
煮沸
過濾
檢驗
萃取、分液
CCl4
問題③：濾液中加入硫酸酸化的H2O2作用是什么？實驗室常用氯水代替H2O2，請寫出2個離子反應方程式？
問題①：海帶中碘元素的存在方式？
以化合態的形式存在于細胞液（I-）或有機物中
作氧化劑，把碘離子氧化為碘單質，
2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O
混合液
2mlH2SO4、
氧化
酸化
5mlH2O2
問題②：海帶灼燒過程中要用到那些儀器？
實驗儀器：酒精燈、三角架、泥三角、坩堝、坩堝鉗。
灼燒過程
2I- + Cl2 = 2Cl- + I2
問題④：海帶灰溶解、加熱煮沸過程需要那些儀器？
問題⑤加熱過程應不斷攪拌， 。
（1） 燒杯，玻璃棒（攪拌，加快固體溶解速度）
問題⑥：怎么檢驗混合液中有碘單質生成？
海帶
海帶灰
灼燒
濾液
30ml水溶解
煮沸
過濾
檢驗
萃取、分液
CCl4
混合液
2mlH2SO4、
氧化
酸化
5mlH2O2
（2）鐵架臺（附鐵圈）、酒精燈、蒸發皿、玻璃棒、坩堝鉗。
取混合液加入淀粉溶液，若產生藍色，證明有碘單質生成。
問題⑦：怎么分離CCl4和I2兩種物質？
因兩者相互溶解，因此只能利用沸點不同，用蒸餾的方法。
防止液體受熱不均而濺出
1.從海帶中提取碘單質，相關實驗步驟如下：
①灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻；
②在濾液中滴加稀H2SO4及適當的氧化劑，然后加入幾滴某溶液；
③用剪刀剪碎海帶，用酒精潤濕，放入坩堝中；
④海帶灰轉移到小燒杯中，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過濾。
(1)合理的步驟順序是______________(填序號)。
(2)適當的氧化劑是_________，反應的離子方程式是_____________________________________。
(3)證明含碘的操作及現象是_________________________________________________________。
③①④②
H2O2
2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O
取步驟②后的溶液于試管中，滴入淀粉溶液，溶液變藍
課堂思考
2.從海水中提取鎂的工藝流程如圖，下列說法不正確的是
A.用此法提取鎂的優點之一是原料來源豐富
B.步驟⑥電解MgCl2溶液得到金屬Mg
C.制備過程中產生的氯氣可以用來制備鹽酸，循環使用
D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應
B
課堂思考
3.(2022·陜西榆林高一月考)下列有關工業生產的說法錯誤的是 ( )
A.海水提鎂時，通過電解熔融MgCl2得到鎂單質
B.海水提溴的過程中涉及了氧化還原反應
C.通常用海水提取食鹽后的母液為原料制取溴單質
D.目前工業上可直接從海水中提取碘單質
海水中沒有單質碘
D
課堂思考
課堂小結
海水中水資源的利用
海水淡化
直接利用海水進行循環冷卻
蒸餾法、
電滲析法、
離子交換法和膜分離法
海水中化學資源的利用
海水制鹽
海水制碘
海水制溴
海水制鎂

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