高中化学 第四章 第一节 第二课时 海水资源的开发利用课件 新人教版必修2

第第四四章章第第二二课课时时晨背关晨背关键语句键语句理解教理解教材新知材新知把握热把握热点考向点考向应用创应用创新演练新演练知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二考向三考向三第第一一节节1海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。2证明海带中含有碘元素的方法：证明海带中含有碘元素的方法：流程：流程： 反应原理：反应原理：2I2HH2O2=I22H2O，淀粉，淀粉遇遇I2变蓝色。变蓝色。海水水资源的利用海水水资源的利用 自学教材自学教材填要点填要点 1海水水资源海水水资源 海洋约占地球表面积的海洋约占地球表面积的71%，海水约占地球总水量的，海水约占地球总水量的97%。 2海水水资源的利用海水水资源的利用 (1)海水的淡化：海水的淡化： 海水淡化的主要方法：海水淡化的主要方法： 、 、 。蒸馏法蒸馏法电渗析法电渗析法离子交离子交换法换法海水的蒸馏：海水的蒸馏：(2)海水的直接利用：海水的直接利用：直接利用海水进行循环直接利用海水进行循环 。冷却冷却 师生互动师生互动解疑难解疑难 (1)海水蒸馏实验装置中需要注意的问题：海水蒸馏实验装置中需要注意的问题： 圆底烧瓶内要加入碎瓷片圆底烧瓶内要加入碎瓷片(沸石沸石)，目的是防止液体暴沸。，目的是防止液体暴沸。 冷凝管内水流方向是冷凝管内水流方向是“下口进，上口出下口进，上口出”。 (2)海水蒸馏法制淡水的优缺点：海水蒸馏法制淡水的优缺点： 优点是设备简单，易操作，淡水质量好，技术和工艺也优点是设备简单，易操作，淡水质量好，技术和工艺也比较成熟。比较成熟。 缺点是耗能大，成本较高。将海水淡化与化工生产和能缺点是耗能大，成本较高。将海水淡化与化工生产和能源技术结合，是海水综合利用的重要方向。源技术结合，是海水综合利用的重要方向。(3)海水淡化三种方法的原理：海水淡化三种方法的原理：方法方法原理原理蒸馏法蒸馏法将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水蒸馏水电渗电渗析法析法在外加直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜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分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的离子交离子交换法换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中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，得到去离子水的阴、阳离子，得到去离子水1下列说法正确的是下列说法正确的是()A海洋约占地球表面积的海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人，所以地球上不缺水，人 类可以随意使用水资源，不必节约类可以随意使用水资源，不必节约B海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换 法法C海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低D以上说法都正确以上说法都正确解析：解析：地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A错误；海水错误；海水淡化中蒸馏法的成本较高，淡化中蒸馏法的成本较高，C错误。错误。答案：答案：B海水化学资源的开发利用海水化学资源的开发利用 自学教材自学教材填要点填要点1海水中的化学元素海水中的化学元素总计含有总计含有80多种元素。多种元素。2海水资源的开发利用海水资源的开发利用(1)海水制盐：海水制盐：(2)从海水中制取从海水中制取 及其化工产品。及其化工产品。镁、钾、溴镁、钾、溴3海带中提碘海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检验。海带中含有碘元素的检验。反应原理：反应原理：酸性条件下酸性条件下H2O2氧化氧化I的离子方程式为的离子方程式为 。操作步骤：操作步骤：2H2IH2O2=I22H2O(2)海带中提碘。海带中提碘。反应原理：反应原理：Cl2氧化氧化I的离子方程式的离子方程式为为 。工艺流程：工艺流程：Cl22I=I22Cl 4海水提溴海水提溴在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子生成单质溴。生成单质溴。反应的离子方程式为反应的离子方程式为 。Cl22Br=2ClBr2 师生互动师生互动解疑难解疑难1海水中提取溴海水中提取溴(1)工艺流程：工艺流程： (2)基本操作：基本操作： 浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br得得到浓缩。到浓缩。 氧化：向浓缩的海水中通入氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将，将Br氧化成氧化成Br2，反应的离子方程式为反应的离子方程式为Cl22Br=Br22Cl。 (3)富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为吸收，反应方程式为Br2SO22H2O=2HBrH2SO4。 (4)提取：再用提取：再用Cl2将将HBr氧化得到产品溴。氧化得到产品溴。2海水提镁海水提镁(1)反应流程：反应流程：2从海水中提取下列物质，可以不涉及化学变化的是从海水中提取下列物质，可以不涉及化学变化的是()AMgBNaClCBr2 DK解析：解析：海水中存在大量海水中存在大量NaCl，可以通过蒸发的方法获得，可以通过蒸发的方法获得NaCl，而，而Mg、Br2、K在海水中均是以化合态的形式存在海水中均是以化合态的形式存在，需通过氧化还原反应才能获得。在，需通过氧化还原反应才能获得。答案：答案：B 例例1海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了如图所示实验：某研究性学习小组设计并进行了如图所示实验： 请填写下列空白：请填写下列空白： (1)步骤步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是的实验仪器是_(从下列仪器中选出所需的仪器，从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处用标号字母填写在空白处)。A烧杯烧杯B坩埚坩埚C表面皿表面皿D泥三角泥三角E酒精灯酒精灯F干燥器干燥器 (2)步骤步骤的实验操作名称是的实验操作名称是_；步骤；步骤的目的是的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是名称是_。 (3)步骤步骤反应的离子方程式是反应的离子方程式是_。 (4)步骤步骤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是中，某学生选择用苯来提取碘的理由是_。 (5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法：的简单方法：_。 解析解析(1)灼烧用到的仪器有：酒精灯、三脚架、泥灼烧用到的仪器有：酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳，列出实验仪器的方法是：三角、坩埚、坩埚钳，列出实验仪器的方法是：依据实依据实验装置由下而上；验装置由下而上；按实验步骤先后用到顺序列出。按实验步骤先后用到顺序列出。 (2)物质分离方法是：固液分离用过滤；液液不互溶物质分离方法是：固液分离用过滤；液液不互溶用分液，液液互溶用蒸馏。用分液，液液互溶用蒸馏。 (3)Cl2将溶液中的将溶液中的I氧化成氧化成I2。 (4)因为苯与水互不相溶，且因为苯与水互不相溶，且I2在苯中的溶解度比在水在苯中的溶解度比在水中大，故萃取剂可用苯。中大，故萃取剂可用苯。 (5)利用淀粉遇利用淀粉遇I2变蓝的特性来检验。变蓝的特性来检验。 答案答案(1)B、D、E(2)过滤蒸馏过滤蒸馏 (3)Cl22I=I22Cl (4)苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大 (5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘如果变蓝，说明还有单质碘) (1)从海带中提取从海带中提取I2时，用氧化剂时，用氧化剂Cl2将将I氧化为氧化为I2，然后用有机溶剂然后用有机溶剂(如如CCl4、苯、苯)萃取水溶液中的萃取水溶液中的I2，分液后，分液后再用蒸馏法将再用蒸馏法将I2与有机溶剂分离开。与有机溶剂分离开。 (2)将将I氧化成氧化成I2时常使用的氧化剂是时常使用的氧化剂是Cl2和和H2O2。 食盐中的碘元素是以食盐中的碘元素是以IOoal(,3)的形式存在，根的形式存在，根据反应：据反应：IOoal(,3)5I6H=3I23H2O，设，设计实验方案，证明某品牌的袋装食盐为加碘食盐。计实验方案，证明某品牌的袋装食盐为加碘食盐。提示：提示：取少量某品牌食盐放入试管并加入蒸馏水配取少量某品牌食盐放入试管并加入蒸馏水配成溶液，加入几滴成溶液，加入几滴KI溶液和少量白醋，最后滴入几溶液和少量白醋，最后滴入几滴淀粉溶液后振荡，若观察到溶液变成蓝色，则证滴淀粉溶液后振荡，若观察到溶液变成蓝色，则证明该品牌食盐为加碘食盐。明该品牌食盐为加碘食盐。 例例2海水中溴元素以海水中溴元素以Br形式存在，工业上用空气形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图： (1)步骤步骤反应的离子方程式是反应的离子方程式是_。 (2)步骤步骤反应的化学方程式是反应的化学方程式是_， 从理论上考虑，下列也能吸收从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是的是_。 ANaOH BFeCl2 CNa2SO3 DH2O (3)步骤步骤蒸馏的过程中，温度控制在蒸馏的过程中，温度控制在8090，温度，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因过高或过低都不利于生产，请解释原因_。 解析解析(1)(2)由流程图和反应原理可写出离子与方程式由流程图和反应原理可写出离子与方程式和化学方程式分别为和化学方程式分别为2BrCl2=Br22Cl，SO2Br22H2O=2HBrH2SO4；从理论上考虑，；从理论上考虑，NaOH具有强碱性，具有强碱性，能吸收能吸收Br2，Fe2、SO具有强还原性也能吸收具有强还原性也能吸收Br2。(3)温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。 答案答案(1)2BrCl2=Br22Cl (2)SO2Br22H2O=H2SO42HBrA、B、C (3)若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水蒸气若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。 工业上用空气吹出法从海水中提取工业上用空气吹出法从海水中提取Br2时，不能直接时，不能直接用用“溴水混合物溴水混合物”，而要用，而要用“溴水混合物溴水混合物”进行蒸馏得到进行蒸馏得到液态溴，因为液态溴，因为“溴水混合物溴水混合物”中中Br2的浓度低，如果直接的浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高，而蒸馏，处理量大，生产成本高，而“溴水混合物溴水混合物”是经是经“空气吹出、空气吹出、SO2吸收、氧化吸收、氧化”等步骤得来，溶液中等步骤得来，溶液中Br2的浓的浓度高。度高。1从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯 气，除去氯气应该采用的方法是气，除去氯气应该采用的方法是 ()A加入适量的加入适量的Na2CO3溶液溶液B通入溴蒸气通入溴蒸气C加入适量的加入适量的NaOH溶液溶液D加入适量的加入适量的NaBr溶液溶液解析：解析：Na2CO3溶液和溶液和NaOH溶液都能与溶液都能与Br2发生反应，发生反应，不能用于除杂。不能用于除杂。答案：答案：D 例例3工业上海水资源合理开发利用的部分工艺工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如下图所示：流程如下图所示： (1)本工艺流程中先后制得本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和和Mg(OH)2，能否，能否按按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？的顺序制备？_，原因是，原因是_。 (2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中的大得多，四溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是氯化碳与水不互溶，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。 (3)写出写出反应的离子方程式。反应的离子方程式。_ 解析解析(1)CaSO4和和Mg(OH)2的制备顺序与加入的试剂的制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有，则沉淀中会夹杂有CaSO4和和Ca(OH)2沉淀，沉淀，产品不纯。产品不纯。 (2)属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染上，都超过水。无论是从价格上还是环境污染上，都超过水。食盐在工业生产中的应用食盐在工业生产中的应用2NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食是从海水中提取出来的一种重要物质，除食 用外，它还是一种工业原料，下列以用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料为原料 的产品的产品(或物质或物质)是是()烧碱烧碱纯碱纯碱金属钠金属钠氯气氯气盐酸盐酸A BC D答案：答案：A