化学人教版（2019）必修第二册8.1.2海水资源的开发与利用（共18张ppt）

(共18张PPT)
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 海水资源的开发利用
教学目标：1．以海水资源的氯化钠为原料，构建物质间质的转化关系和思维导图 。
2.通过海水制溴流程图的设计与分析，形成工业制取物质的一般思路和方法，培养学生模型认知和证据推理的能力。
氯
钠
镁
溴
碘
金
钴
钾
锡
锌
铀
锰
任务一：了解海水资源的类别及特点
二、海水资源的特点
1.海底石油：1350亿吨
2.天然气：140万亿立方米
3.镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨
4.锰结核：3万亿吨
5.供人类利用的鱼虾贝藻: 每年6亿吨
6.鱼类捕捞量: 每年9000万吨
7.波浪能：700亿千瓦
8.潮汐能：27亿千瓦
9.重水：200万吨
……
一、海水资源的类别：
1.广阔性
海水占地球表面积71%，储水量占地球总水量97%
2.多样性
元素占80多种，溶解和悬浮大量无机物和有机物
3.分散性
许多元素的富集程度很低
教学任务一、海水水资源的开发利用
海水水资源的利用
电渗析法
离子交换法
蒸馏法
海水淡化
直接利用海水进行循环冷却
蒸馏法、
电渗析法、
离子交换法和膜分离法
海水蒸馏法各种装置
沙漠缺水自救
海水蒸馏的实验装置与原理
(1)主要仪器
A. B. 。
C. 。
(2)冷却水的流向：
口进， 口出。
(3)B中加入碎瓷片的目的 。
(4)温度计水银球处于
_______________ 处。
冷凝管
蒸馏烧瓶
锥形瓶
a
b
防止液体暴沸
蒸馏烧瓶支口
注意点：1.加热时，蒸馏烧瓶要垫上石棉网。
2.蒸馏烧瓶的液体不能超过烧瓶体积的2/3，但也不能少于1/3.
1.下列关于蒸馏实验的叙述不正确的是（ ）
A.蒸馏完毕后，应先停止加热，待装置冷却后，
停止通水，再拆卸蒸馏装置。
B.蒸馏时的接收装置如图
C.冷却水应该从冷凝管的下口进水上口出水
D.做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸，如果在沸腾前发现忘记加沸石，应立即停止加热，冷却后补加
课堂练习
接收装置
接馏分的锥形瓶不能用塞子密封，否则液体无法正常流下
B
教学任务二、海水化学资源的开发利用
从海水中制得氯化钠除了食用外，还有什么用途？制备这些化工原料的反应原理？
食盐
海水
氢气
纯碱
烧碱
钠
氯气
⑤
①
②
③
④
盐酸
漂白粉
1.海水中食盐的综合利用
试一试：请同学们写出以食盐为原料直接或间接制取为烧碱、氢气、氯气、盐酸、金属钠、漂白液、纯碱的化学方程式：
3.工业制钠： 2NaCl（熔融）=2Na+Cl2↑
通电
化学反应式：
2.制盐酸： H2+Cl2= 2HCl
点燃
1.氯碱工业： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
通电
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↑
加热
5.候氏制纯碱法：
吹出塔
溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等生产中有广泛应用。目前，人们主要从海水和盐湖中提取溴。 “吹出法”——海水提溴技术介绍：
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
(易挥发)
热空气
②SO2和水
吸收塔
溴化氢溶液
蒸馏塔
③氯气与水蒸气
2.海水中制取溴单质
蒸馏
溴的蒸气
2.海水中制取溴单质流程及化学反应原理分析
卤水
吹出塔
吸收塔
①
酸化通Cl2
热空气
②
SO2和水
蒸馏塔
冷凝器
③氯气与水蒸汽
④
蒸馏
问题2. 海水制溴共有浓缩、氧化、吹出、吸收、蒸馏等实验环节，
请写出①③两步氧化、②吸收环节主要反应的离子方程式：
氧化: Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
吸收:Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-
问题1. 根据无机物制备模式，评价设计海水制溴各环节的作用
提纯、浓缩溴离子（原料预处理）
核心反应
分离提纯得到目标产物
海水淡化与化工生产、能源技术相结合
制备氯化钠
食用
工业原料
生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸、漂白粉等
制取Mg、K、Br2及其他化工产品
获得其他物质与能量：铀、重水
开发海洋药物
开发利用新能源：潮汐能、波浪能等
波浪能
潮汐能
3.海水中其他化学资源的利用
思考：下图为海水提镁的工艺流程，写出下列步骤中的化学方程式：
1.写出化学反应方程式：
① 。
② 。
③ 。
④ 。⑤ 。
CaCO3=CO2↑ +CaO
高温
Mg(OH)2
CaO
①煅烧
贝壳
②水
石灰乳
无水MgCl2
MgCl2溶液
浓缩后的海水（MgCl2）
③
过滤
Cl2
⑤电解
Mg
⑥H2
HCl盐酸
④
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 ↓ +CaCl2
MgCl2(熔融)=Mg+Cl2↑
通电
CaO +H2O=Ca(OH)2
2.谈谈设计⑥的意义
原料的循环利用,既保护了环境,又提高了生产效益。
4 .海水（含碘元素）中提取碘的流程图（补充）
海带
海带灰
灼烧
滤液
30ml水溶解
煮沸
过滤
检验
萃取、分液
CCl4
问题③：滤液中加入硫酸酸化的H2O2作用是什么？实验室常用氯水代替H2O2，请写出2个离子反应方程式？
问题①：海带中碘元素的存在方式？
以化合态的形式存在于细胞液（I-）或有机物中
作氧化剂，把碘离子氧化为碘单质，
2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O
混合液
2mlH2SO4、
氧化
酸化
5mlH2O2
问题②：海带灼烧过程中要用到那些仪器？
实验仪器：酒精灯、三角架、泥三角、坩埚、坩埚钳。
灼烧过程
2I- + Cl2 = 2Cl- + I2
问题④：海带灰溶解、加热煮沸过程需要那些仪器？
问题⑤加热过程应不断搅拌， 。
（1） 烧杯，玻璃棒（搅拌，加快固体溶解速度）
问题⑥：怎么检验混合液中有碘单质生成？
海带
海带灰
灼烧
滤液
30ml水溶解
煮沸
过滤
检验
萃取、分液
CCl4
混合液
2mlH2SO4、
氧化
酸化
5mlH2O2
（2）铁架台（附铁圈）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、坩埚钳。
取混合液加入淀粉溶液，若产生蓝色，证明有碘单质生成。
问题⑦：怎么分离CCl4和I2两种物质？
因两者相互溶解，因此只能利用沸点不同，用蒸馏的方法。
防止液体受热不均而溅出
1.从海带中提取碘单质，相关实验步骤如下：
①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；
②在滤液中滴加稀H2SO4及适当的氧化剂，然后加入几滴某溶液；
③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；
④海带灰转移到小烧杯中，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。
(1)合理的步骤顺序是______________(填序号)。
(2)适当的氧化剂是_________，反应的离子方程式是_____________________________________。
(3)证明含碘的操作及现象是_________________________________________________________。
③①④②
H2O2
2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O
取步骤②后的溶液于试管中，滴入淀粉溶液，溶液变蓝
课堂思考
2.从海水中提取镁的工艺流程如图，下列说法不正确的是
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑥电解MgCl2溶液得到金属Mg
C.制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用
D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
B
课堂思考
3.(2022·陕西榆林高一月考)下列有关工业生产的说法错误的是 ( )
A.海水提镁时，通过电解熔融MgCl2得到镁单质
B.海水提溴的过程中涉及了氧化还原反应
C.通常用海水提取食盐后的母液为原料制取溴单质
D.目前工业上可直接从海水中提取碘单质
海水中没有单质碘
D
课堂思考
课堂小结
海水中水资源的利用
海水淡化
直接利用海水进行循环冷却
蒸馏法、
电渗析法、
离子交换法和膜分离法
海水中化学资源的利用
海水制盐
海水制碘
海水制溴
海水制镁