人教版高中化学选修2 第二章 化学与资源开发利用 2.2海水的综合利用 上课课件（共41张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修2 第二章 化学与资源开发利用 2.2海水的综合利用 上课课件（共41张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-04-15 20:34:14 | ||
图片预览
文档简介
(共41张PPT)
导入新课
浩瀚的海洋是巨大的资源库，不仅孕育着无数生命，还蕴藏着丰富的矿产；而海水本身蕴藏着丰富的化学物质，又是宝贵的化学资源。
列举你所知道的海水中所含的资源宝库，你认为他们在海水中的存在形式与他们的性质有什么关系？
海水是一个巨大的混合物（广意）：
（1）若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米。
想一想
（2）海水资源还包括：能量、生物、矿物及空间资源,等等。
◆利用潮汐能量发电；
◆各种化学物质被综合利用（海水中平均含盐3.5%，含多种 矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等） ；
◆海洋生物为人类提供丰富的食物和保健用品（海洋中有大量的生物，是人类食物的来源之一）；
◆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；
◆大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一……
一、海水中盐的开发和利用
二、海水提溴
三、海水提镁
四、从海水中提取重水
2.海水的综合利用
1.了解海水的综合利用。
2.认识和体会化学科学发展对自然科学的发展对自然资源开发和利用的重要意义。
知识与技能
教学目标
情感态度与价值观
过程与方法
1.充分发挥学生学习的主动性。
2.培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。
通过课堂讲解和同学们自己的观察，对海水的利用有一定了解。
1.海水晒盐；海水提镁和海水提溴的原理和简单过程。
重点
2.氯碱工业的基本反应原理。
难点
从海水中获取有用物质的不同用法和流程。
教学重难点
一、海水中盐的开发和利用
海水中含有丰富的盐类，如氯化钠、氯化镁、硫酸钙等。
在海水的无机盐中，以氯化钠为最多，约占海水中盐类总量的80%。
一、海水制盐
海水制盐的方法以蒸馏法为主，其原理简单，在阳光照身下即可进行。
不是所有海岸都可以晒盐，作为盐田必须具备的条件是：
有平坦宽阔的海滩，且潮汐落差大；
气候干燥、多风、少雨；
远离海岸入海口，避免海水被淡水冲稀。
日晒法从海水制盐
随着科学和技术的进步，还可以用电渗析法、冷冻法制盐。此种方法，不仅可以制盐，同时也可以得到淡水。
婴儿 0～6个月 0.115 ～0.350克
6 ～12个月 0.250 ～0.750克
儿童 0.325 ～0.975克
少年 7 ～10个月 0.6 ～1.8克
11岁以上 0.9 ～2.7克
成人 1.1 ～3.3克
美国学者估计每日钠的需要量
二、食盐资源的利用
食盐是人类生活所不可缺少的物质，也是重要的化工原料，化学工业中氯、钠的相关产品，大都以食盐为原料。
生活
化学医疗
阳极： 2 Cl--2e-=Cl2↑
电解饱和食盐水
阴极： 2H++2e-=H2 ↑
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2 ↑+Cl2 ↑
总方程式：
上述电解食盐水的产物间能否发生化学反应？若能请写出化学方程式。
Cl2与溶液能发生反应：
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
H2与Cl2能反应：
H2+Cl2=2HCl
电解食盐水制NaOH，应把几种产物分开，否则会产生其他物质。而H2和Cl2相遇可能会爆炸。
离子交换膜法是目前比较先进的电解制碱技术。
离子交换膜电解槽是由多个单元槽串联或并联组成的，每个单元槽主要是由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等做成。
离子交换膜电解槽
离子交换膜电解原理示意图
资料卡
食盐水的精制
从海水中得到的粗盐含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42+等杂质，用电解法制碱必须经过精制。
精制食盐常加入一些试剂，使杂质沉淀过滤，再加盐酸调节pH。
1.出去溶液中的SO42+，先加BaCl2溶液，再加Na2CO3溶液：
SO42++Ba2+=BaSO4↓
Ba2++CO32-=BaCO3 ↓
Ca2++ CO32-=CaCO3 ↓
除Mg2+、Fe3+可加NaOH溶液：
Mg2++2OH-=Mg（OH）2 ↓
Fe3+ 3OH-=Fe（OH）3 ↓
处理后，溶液中仍含有Ca2+、 Mg2+等金属离子在碱性溶液中会损坏离子交换膜，把溶液送进阳离子交换塔中除去Ca2+、 Mg2+。
氯碱工业产品
离子交换膜制碱法技术的优点：
1.设备占地面积小
2.能连续生产
3.生产能力强
4.产品质量高
5.能适应电流波动
6.能耗低
7.污染少
二、海水提溴
从海水中提出来的溴约占世界产量的1/3.
吹出法是常用的海水提溴法。
吹出发：用氯气氧化海水中的Br-，使其生成Br2，然后用空气或水蒸气吹出。
1.氯化
氯化即氯气置换溴离子，使其成为单质。请写出氯化的离子方程式。
Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
注：
此反应在PH=3.5的酸性条件下效果最佳。
2.吹出
用空气将Br2吹出，或用水蒸气，将溴和水蒸气一起蒸出。
3.吸收
从空气中回收溴，用SO2为还原剂。
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
三、海水提镁
海洋中镁的总储量为2.1×1015t，世界上生产镁的60%来自海洋。
海水提镁流程示意图
用离子方程式表示：
Mg2++2OH-=Mg(OH)2
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
用化学方程式表示：
MgCl2 = Mg+Cl2↑
电解溶解
四、从海水中提取重水
想一想
氢气的同位素有哪些？请写出他们的化学符号和名称。
11H 氕
21H 氘
31H 氚
重水（D2O）：是由重氢和氧的化合物。
重氢是指原子核中有一个质子和一个中子，相对分子质量为2的氢的同位素。
重水可作为原子能反应堆（重水堆）的中子减速剂和传热介质。
重水的提取方法
蒸馏法
电解法
化学交换法
吸附法
常用的、比较经济的化学交换法：
硫化氢—水双温交换法
H2O(l)+HDS(g) HDO(l)+ H2S(g)
2.海水提溴和海水提镁得原理和简单过程。
1.了解海水中盐的开发和利用。
3.从海水中提取重水的方法和流程。
课堂小结
6.了解电解过程中离子放电顺序。
4. 知道食盐水电解工艺和主要设备－石棉隔膜电解槽。能用简单的装置电解食盐水并解释原理。
5. 能设计精制食盐水的实验方案。
我国目前很多地方采用镁：
1. 工业上用钠还原出钾是否可行？试从化学平衡原理的应用上来分析，并得出生产条件。
熔点（OC） 沸点（OC） 密度（g/cm3）
Na 97.8 883 0.97
K 63.7 774 0.86
NaCl 801 1413 2.165
KCl 770 1500升华 1.984
课堂练习
2.下列叙述中，正确的是 ( )
A．用硬水洗衣服既浪费肥皂又会使衣物变硬
B．明矾既有使水中的悬浮物沉淀的作用，又有杀菌、消毒作用
C．氯化钙溶于水能使水的硬度增大
D．除去天然水中的HCO3—、SO42—、Cl—后，就把硬水变成了软水
AC
3.近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为 NH3+HClO=H2O+NH2Cl(一氯氨)
NH2Cl较HClO稳定，试从化学平衡的观点分析液氨能延长液氯杀菌时间的原因：加入液氨后，它与HClO结合成较稳定的一氯氨
HClO浓度减小，使HClO跟别的物质反应的速率变慢，当HClO逐渐减少时，平衡向生成HClO的方向移动，补充HClO，使HClO在较长时间内保持一定的浓度.
4.纯净水经过多达二十几层的净化，使用了多种先进技术，使水达到纯净的标准。纯净水是一种不含钙、镁离子的极软水。科学研究证明，软水中的有害物质会比等量硬水中的有害物质对我们的健康产生更有害、更消极的作用。所以可以说，喝纯净水对健康并无多大益处。
(2)请具体谈谈为什么说“喝纯净水对健康并无多大益处”。
饮用水中的Ca2+、Mg2+是人体获得钙、镁的一个重要途径，纯净水在这方面不能达到要求，另外我们饮食中的一些有害物质也可能因为饮水太软而扩大了其毒害性
(1)请设计实验证实市售纯净水确实“极软”。
可用肥皂水或纯碱溶液等试验水中 Ca2+、Mg2+的大致含量
导入新课
浩瀚的海洋是巨大的资源库，不仅孕育着无数生命，还蕴藏着丰富的矿产；而海水本身蕴藏着丰富的化学物质，又是宝贵的化学资源。
列举你所知道的海水中所含的资源宝库，你认为他们在海水中的存在形式与他们的性质有什么关系？
海水是一个巨大的混合物（广意）：
（1）若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米。
想一想
（2）海水资源还包括：能量、生物、矿物及空间资源,等等。
◆利用潮汐能量发电；
◆各种化学物质被综合利用（海水中平均含盐3.5%，含多种 矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等） ；
◆海洋生物为人类提供丰富的食物和保健用品（海洋中有大量的生物，是人类食物的来源之一）；
◆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；
◆大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一……
一、海水中盐的开发和利用
二、海水提溴
三、海水提镁
四、从海水中提取重水
2.海水的综合利用
1.了解海水的综合利用。
2.认识和体会化学科学发展对自然科学的发展对自然资源开发和利用的重要意义。
知识与技能
教学目标
情感态度与价值观
过程与方法
1.充分发挥学生学习的主动性。
2.培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。
通过课堂讲解和同学们自己的观察，对海水的利用有一定了解。
1.海水晒盐；海水提镁和海水提溴的原理和简单过程。
重点
2.氯碱工业的基本反应原理。
难点
从海水中获取有用物质的不同用法和流程。
教学重难点
一、海水中盐的开发和利用
海水中含有丰富的盐类，如氯化钠、氯化镁、硫酸钙等。
在海水的无机盐中，以氯化钠为最多，约占海水中盐类总量的80%。
一、海水制盐
海水制盐的方法以蒸馏法为主，其原理简单，在阳光照身下即可进行。
不是所有海岸都可以晒盐，作为盐田必须具备的条件是：
有平坦宽阔的海滩，且潮汐落差大；
气候干燥、多风、少雨；
远离海岸入海口，避免海水被淡水冲稀。
日晒法从海水制盐
随着科学和技术的进步，还可以用电渗析法、冷冻法制盐。此种方法，不仅可以制盐，同时也可以得到淡水。
婴儿 0～6个月 0.115 ～0.350克
6 ～12个月 0.250 ～0.750克
儿童 0.325 ～0.975克
少年 7 ～10个月 0.6 ～1.8克
11岁以上 0.9 ～2.7克
成人 1.1 ～3.3克
美国学者估计每日钠的需要量
二、食盐资源的利用
食盐是人类生活所不可缺少的物质，也是重要的化工原料，化学工业中氯、钠的相关产品，大都以食盐为原料。
生活
化学医疗
阳极： 2 Cl--2e-=Cl2↑
电解饱和食盐水
阴极： 2H++2e-=H2 ↑
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2 ↑+Cl2 ↑
总方程式：
上述电解食盐水的产物间能否发生化学反应？若能请写出化学方程式。
Cl2与溶液能发生反应：
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
H2与Cl2能反应：
H2+Cl2=2HCl
电解食盐水制NaOH，应把几种产物分开，否则会产生其他物质。而H2和Cl2相遇可能会爆炸。
离子交换膜法是目前比较先进的电解制碱技术。
离子交换膜电解槽是由多个单元槽串联或并联组成的，每个单元槽主要是由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等做成。
离子交换膜电解槽
离子交换膜电解原理示意图
资料卡
食盐水的精制
从海水中得到的粗盐含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42+等杂质，用电解法制碱必须经过精制。
精制食盐常加入一些试剂，使杂质沉淀过滤，再加盐酸调节pH。
1.出去溶液中的SO42+，先加BaCl2溶液，再加Na2CO3溶液：
SO42++Ba2+=BaSO4↓
Ba2++CO32-=BaCO3 ↓
Ca2++ CO32-=CaCO3 ↓
除Mg2+、Fe3+可加NaOH溶液：
Mg2++2OH-=Mg（OH）2 ↓
Fe3+ 3OH-=Fe（OH）3 ↓
处理后，溶液中仍含有Ca2+、 Mg2+等金属离子在碱性溶液中会损坏离子交换膜，把溶液送进阳离子交换塔中除去Ca2+、 Mg2+。
氯碱工业产品
离子交换膜制碱法技术的优点：
1.设备占地面积小
2.能连续生产
3.生产能力强
4.产品质量高
5.能适应电流波动
6.能耗低
7.污染少
二、海水提溴
从海水中提出来的溴约占世界产量的1/3.
吹出法是常用的海水提溴法。
吹出发：用氯气氧化海水中的Br-，使其生成Br2，然后用空气或水蒸气吹出。
1.氯化
氯化即氯气置换溴离子，使其成为单质。请写出氯化的离子方程式。
Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
注：
此反应在PH=3.5的酸性条件下效果最佳。
2.吹出
用空气将Br2吹出，或用水蒸气，将溴和水蒸气一起蒸出。
3.吸收
从空气中回收溴，用SO2为还原剂。
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
三、海水提镁
海洋中镁的总储量为2.1×1015t，世界上生产镁的60%来自海洋。
海水提镁流程示意图
用离子方程式表示：
Mg2++2OH-=Mg(OH)2
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
用化学方程式表示：
MgCl2 = Mg+Cl2↑
电解溶解
四、从海水中提取重水
想一想
氢气的同位素有哪些？请写出他们的化学符号和名称。
11H 氕
21H 氘
31H 氚
重水（D2O）：是由重氢和氧的化合物。
重氢是指原子核中有一个质子和一个中子，相对分子质量为2的氢的同位素。
重水可作为原子能反应堆（重水堆）的中子减速剂和传热介质。
重水的提取方法
蒸馏法
电解法
化学交换法
吸附法
常用的、比较经济的化学交换法：
硫化氢—水双温交换法
H2O(l)+HDS(g) HDO(l)+ H2S(g)
2.海水提溴和海水提镁得原理和简单过程。
1.了解海水中盐的开发和利用。
3.从海水中提取重水的方法和流程。
课堂小结
6.了解电解过程中离子放电顺序。
4. 知道食盐水电解工艺和主要设备－石棉隔膜电解槽。能用简单的装置电解食盐水并解释原理。
5. 能设计精制食盐水的实验方案。
我国目前很多地方采用镁：
1. 工业上用钠还原出钾是否可行？试从化学平衡原理的应用上来分析，并得出生产条件。
熔点（OC） 沸点（OC） 密度（g/cm3）
Na 97.8 883 0.97
K 63.7 774 0.86
NaCl 801 1413 2.165
KCl 770 1500升华 1.984
课堂练习
2.下列叙述中，正确的是 ( )
A．用硬水洗衣服既浪费肥皂又会使衣物变硬
B．明矾既有使水中的悬浮物沉淀的作用，又有杀菌、消毒作用
C．氯化钙溶于水能使水的硬度增大
D．除去天然水中的HCO3—、SO42—、Cl—后，就把硬水变成了软水
AC
3.近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为 NH3+HClO=H2O+NH2Cl(一氯氨)
NH2Cl较HClO稳定，试从化学平衡的观点分析液氨能延长液氯杀菌时间的原因：加入液氨后，它与HClO结合成较稳定的一氯氨
HClO浓度减小，使HClO跟别的物质反应的速率变慢，当HClO逐渐减少时，平衡向生成HClO的方向移动，补充HClO，使HClO在较长时间内保持一定的浓度.
4.纯净水经过多达二十几层的净化，使用了多种先进技术，使水达到纯净的标准。纯净水是一种不含钙、镁离子的极软水。科学研究证明，软水中的有害物质会比等量硬水中的有害物质对我们的健康产生更有害、更消极的作用。所以可以说，喝纯净水对健康并无多大益处。
(2)请具体谈谈为什么说“喝纯净水对健康并无多大益处”。
饮用水中的Ca2+、Mg2+是人体获得钙、镁的一个重要途径，纯净水在这方面不能达到要求，另外我们饮食中的一些有害物质也可能因为饮水太软而扩大了其毒害性
(1)请设计实验证实市售纯净水确实“极软”。
可用肥皂水或纯碱溶液等试验水中 Ca2+、Mg2+的大致含量