2.2 海水的综合利用 教案 (3)

2.2海水的综合利用示范教案
目的要求：
了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。
了解海水提溴的重要步骤
教学过程：
引入：
海水成份及应用前景：
海水是一个大的混合物体系（广意）：
若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米
海水中平均含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。海洋中还有大量的生物，是人类食物的来源之一
海水资源包括：能量、生物、化学、矿物、及
( http: / / www.21cnjy.com )空间资源。利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用
，海洋生物为人类提供食物和保健用品；海水还是人类未来重要的淡水来源、新的能源和人类的空间资源。
一、海水中盐的开发和利用
1.海水制盐
（1）海水制盐以蒸发法（盐田法）为主，主要原理是太阳照射后，水分蒸发，达到饱和浓度时，依次以固体形式析出。
（2）盐田必须符合的条件有三个
①有平坦空旷的海滩，潮汐落差大；②气候干燥、多风、少雨；③远离江河入海口。
（3）盐田一般分为贮水池、蒸发池、结晶池三部分。
（4）海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓缩，达到饱和后会析出
食盐晶体，分离后所得的母液叫苦卤，可综合利用制得副产品氯化钾、氯化镁等。
（卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾）
（5）海水制盐还可用电渗析法和冷冻法，这样不但可制得盐，还可得到淡水。
2、食盐资源的利用
（1）化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制取NaOH、Cl2、H2，再进一步生产其他化工产品。
（2）电解食盐水实验装置
（3）用惰性电极电解时，各阳离子的放电顺序：
Ag+﹥Cu2+﹥H+﹥Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+(和金属活动顺序刚好相反)；
阴离子的放电顺序：S2-﹥I-﹥Br-﹥Cl-﹥OH-﹥含氧酸根离子。
（4）原理：氯化钠溶液中存在着Na＋、Cl
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、H＋四种离子，通直流电后，Cl—、OH—向阳极移动且Cl—比OH—优先失电子放电，Na＋、H＋向阴极移动且Na＋比H＋优先得电子放电。
阳极反应式：2
Cl——2e—=
Cl2↑
；阴极反应式：
H＋
＋2e—=
H2
↑
电解饱和食盐水的反应式是2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2
↑ ＋
Cl2 ↑
（5）电解产品及其他化工产品
电解食盐水后产物NaOH、Cl2、H2
可用来制其他化工产品。
2NaOH
+
CO2
==Na2CO3
+
H2O
H2
＋
Cl22HCl
2NaOH
+
Cl2=NaClO＋NaCl+
H2O
二、海水提溴
溴是一种重要的化工原料，工业上可用作燃料的防爆剂；胶卷的感光材料；农业上常用作杀虫剂；医药上可用于红药水、镇静剂。
海水中蕴藏着大量的溴，目前常用吹出法从海水提取溴元素。具体过程如下
1、氯化：
氯气置换溴离子之前，要使海水酸化，使pH=3.5，用氯气置换溴离子的反应
Cl2＋2
Br—=2
Cl—＋Br2
2、吹出：
当Br—
被氧化成Br2后，用空气将其吹出，也可用水蒸气与溴一起蒸出。
3、吸收：
空气吹出的溴和大量的空气混合不易分离，常
( http: / / www.21cnjy.com )用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品：Br2＋SO2
＋H2O=2HBr＋H2SO4
Cl2＋2
Br—=2
Cl—＋Br2
三、海水提镁
1、海水提镁用到的原料是海
( http: / / www.21cnjy.com )滩上的贝壳，贝壳的主要成分是CaCO3，煅烧贝壳可得到生石灰CaO，将其加入海水中可提供OH —将海水中的Mg2+转化成沉淀Mg(OH)2，从而与海水分离。发生反应的化学方程式为：
①CaCO3煅烧CaO+CO2↑；
②CaO+H2O=Ca(OH)2；
③MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。
2、从海水中的Mg2+到金属镁，经历了以下几个过程：
①（利用在溶液中，微溶物可向难溶物转化）MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2；
②Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O；
3、电解熔融的氯化镁
MgCl（熔融）电解Mg+Cl2↑。
4、海水制盐后的苦卤中含有大量的氯化镁，可以从中提取镁。
【思考】（1）
如何用蒸发、结晶的方法从氯化镁溶液中得到无水氯化镁
？
答案：在氯化氢气氛中蒸发
（2）设计从上述苦卤中提取溴、碘？
提示：氧化性：Cl2＞
Br2＞I2
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故有反应：Cl2+2Br-=
Br2+2Cl-，Cl2+2I-=I2+2
Cl-
，Br2+2I-=I2+2Br-。
答案：溴氧化后吹出，用氢氧化钠吸收后酸化；碘氧化后用萃取剂萃取
四、从海水中提取重水
1、重水可作原子反应堆的中子减速剂和传热介质（重水堆）。
2、热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融合成氦核，同时放出大量能量的过程。
3、重水在海水中的贮量丰富，总计海水中含重水2.0×1014t
。