2020高中化学 期末君之讲稿（十一）海水资源的开发利用学案（无答案）新人教版

2020高中化学 期末君之讲稿（十一）海水资源的开发利用学案（无答案）新人教版

海水资源的开发利用 一、 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。（重难点）) ‎4.了解海水综合利用的重要方向。‎ 二、海水中水资源的利用 ‎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.海水水资源的利用类型：海水的 淡化 和直接利用海水进行循环 冷却 等。‎ ‎3.海水淡化的主要方法: 蒸馏法、电渗析法、离子交换法。‎ 方法 原理 蒸馏法 将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水 电渗 析法 在外加直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部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 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 I、海水蒸馏 ‎(1)原理：将海水加热，海水中的水分受热变成气 ‎ 态(其余成分因沸点较高，不易汽化，留在烧瓶 中)，经过冷凝管后又冷凝成液态水。经过蒸馏 ‎ 冷凝得到的液态水即为淡水。‎ ‎(2)操作步骤 连接装置→检查装置气密性→向烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热 ‎→收集蒸馏水→停止对烧瓶加热→待冷却至室温后停止通入冷却水→整理仪器。‎ ‎(3)注意事项 ‎①烧瓶加热时,一定要垫石棉网,防止烧瓶炸裂。‎ ‎② 烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的2/3。‎ ‎③冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出,这样冷却的效果最好。‎ ‎④加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。‎ ‎⑤实验前认真检查装置的气密性。‎ ‎⑥当烧瓶中有少量液体时,停止加热。‎ ‎⑦实验结束,应先停止加热,后停止通入冷却水。‎ 4‎ 三、海水化学资源的开发利用 ‎1.海水中的化学元素 ‎(1) ‎ ‎(2) 特点：种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度很低。‎ ‎2.海水资源的开发利用 ‎ 海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。‎ （1） 海水制盐:海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出,因此属于物理变 化。‎ 海水 饱和食盐水 氢气 氯气 氢氧化钠 盐酸 漂白剂 冶炼金属等 合成农药等 造纸、玻璃、肥皂、纺织等 相关化学反应：‎ NaCl +2H2O === 2NaOH + Cl2 + H2‎ ‎2NaOH + Cl2 === NaCl + NaClO + H2O H2 + Cl2 === 2HCl ‎（2）海水提碘：‎ ‎①反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃 取出来。如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O ‎②实验步骤如右图所示：海带灼烧→浸泡→过滤→氧化→萃取→提纯→碘单质 ‎③实验注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带 的地方要注意通风。‎ 4‎ ‎（3）海水提溴：海水提溴的主要方法是空气吹出法。‎ ‎①主要流程:‎ I、用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。‎ II、向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl III、向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以 达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4‎ IV、向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2=2HCl+Br2‎ V、用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。‎ ‎②主要反应:‎ Cl2+2Br-Br2+2Cl-(氧化) Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4(富集)‎ Cl2+2Br-Br2+2Cl-(提取)‎ ‎（4）海水提镁：‎ ‎①主要反应原理:‎ CaCO3CaO+CO2↑ CaO+H2OCa(OH)2‎ ‎ MgCl2＋Ca(OH)2==Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ ‎②工艺流程。‎ 4‎ 四、其他能量的利用 ‎①提取核能开发中的重要原料铀和重水 ②开发海洋药物 ‎③潮汐能、波浪能等有待开发的新型能源 ‎【跟踪训练】‎ ‎1．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮 B．工段③中加入盐酸溶解得到MgCl2溶液，再直接蒸发得到MgCl2·6H2O C．在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化 D．工段①中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液 ‎→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 ‎2、海洋约占地球表面积的71%，对其开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO B．从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为 ‎2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2‎ C．试剂1可以选用石灰乳 D．工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁 ‎3．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SO2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，Br2只作氧化剂 B．只有SO2吸收过程发生了氧化还原反应 C．用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱既不是还原剂也不是氧化剂 D．用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应 ‎4．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，实验室从海藻中提取 碘的流程如下：‎ ‎(1)指出从海藻中提取I2的实验操作名称：①______，③________。反应②的离子方程式为 ‎_______________________________________________________________。‎ ‎(2)为使海藻中I－转换为含碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、‎ 圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器，尚缺少的玻璃仪器是________。‎ ‎(3)从含碘的有机溶液中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置(如图 所示)中的错误之处：_____________________________________。‎ ‎(4)进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是________________，最后晶 态碘在________中。‎ 4‎