2018高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.2.2 海水中溴、镁及重水的提取课件 新人教版选修2.ppt

第2课时海水中溴 镁及重水的提取 1 了解海水提镁和海水提溴的原理和过程 2 能说出从海水中提取重水的工艺流程 一 二 三 一 海水提溴1 常用方法吹出法 2 工艺流程 1 氯化 向海水中通入Cl2 离子方程式为Cl2 2Br Br2 2Cl 2 吹出 用空气将氯化生成的Br2吹出 也可以用水蒸气使溴和水蒸气一起蒸出 3 吸收 用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr 再用氯气将其氧化成溴产品 化学方程式为SO2 Br2 2H2OH2SO4 2HBr Cl2 2HBrBr2 2HCl 海水中Br 的浓度太低 应如何富集 提示一般不直接用海水提溴 而是用海水晒盐后的母液提溴 一 二 三 二 海水提镁海水提镁的基本反应原理可表示如下 1 所用操作方法a 过滤 b 浓缩结晶烘干 c 电解 2 离子方程式或化学方程式 一 二 三 将MgCl2溶液浓缩得到MgCl2 6H2O晶体 然后将晶体在HCl气流中加热烘干得无水MgCl2 为什么 提示Mg OH 2是中强碱 MgCl2能发生一定程度的水解反应 在HCl气流中加热烘干抑制了MgCl2的水解 能得到较纯净的无水MgCl2 一 二 三 三 从海水中提取重水1 重氢与重水的符号2 重氢与重水的应用两个氘核可融合成氦核 同时释放出大量能量 这一过程称作热核聚变 D2O可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质 3 提取重水 D2O 的方法提取重水的方法有蒸馏法 电解法 化学交换法和吸附法等 硫化氢 水双温交换法是比较成功的生产方法 一 二 一 海水提溴1 工艺流程 2 主要反应原理 3 溴的吸收富集 1 纯碱吸收法 海水中的溴离子被氧化为溴单质后 用热空气或水蒸气吹出 通过Na2CO3溶液使溴富集后 再将得到的溶液用稀硫酸酸化 用有机溶剂萃取溴单质 发生反应 一 二 2 SO2吸收法 用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起 不易分离 用还原剂SO2吸收后 再用氯气氧化HBr即得到溴单质 一 二 二 海水提镁1 海水提镁流程图 一 二 2 主要化学反应 1 制备石灰乳 一 二 3 工业生产中平衡原理的应用 1 沉淀溶解平衡原理的应用 向海水中加入沉淀剂Ca OH 2 由于c OH 增大 Mg OH 2的溶解度小于Ca OH 2 则最大程度地将Mg2 转化为Mg OH 2沉淀 向Mg OH 2沉淀中加入盐酸 使沉淀溶解平衡右移 Mg OH 2溶解 2 水解平衡原理的应用 在MgCl2 6H2O脱水变为MgCl2时 由于MgCl2 2H2OMg OH 2 2HCl水解平衡的存在 提供HCl气体环境 增大c HCl 抑制了MgCl2的水解 避免了Mg OH 2的生成 知识点1 知识点2 海水提溴 例题1 全球海水中溴的储量丰富 约占地球溴总储量的99 故溴有 海洋元素 之称 海水中溴含量为65mg L 1 其工业提取法有 1 空气吹出纯碱吸收法 方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中 使溴置换出来 再用空气将溴吹出 用纯碱溶液吸收 最后用硫酸酸化 即可得到单质溴 该方法涉及的反应有 写出化学方程式 其中反应 和 的氧化剂分别是 2 空气吹出SO2吸收法 该方法基本同 1 只是将吹出的溴用SO2来吸收 使溴转化为氢溴酸 然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴 写出溴与二氧化硫反应的化学方程式 知识点1 知识点2 3 溶剂萃取法 该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理来进行的 实验室中萃取用到的实验仪器名称是 下列可以用于海水中溴的萃取的试剂是 填序号 乙醇 四氯化碳 硝酸解析 工业提取溴的原理 将氯气通入到富含溴离子的海水中 使溴置换出来 然后用某种溶液吸收 再提纯即可 方法 3 是利用物理方法 用有机溶剂萃取 因为溴易溶于有机溶剂 本题中作为海水中溴的萃取剂的只能是 四氯化碳 知识点1 知识点2 海水提镁 例题2 海水是一种丰富的资源 工业上从海水中可提取多种物质 广泛应用于生活 生产 科技等方面 下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图 回答下列问题 1 流程图中操作a的名称为 2 工业上从海水中提取的NaCl可用来制取纯碱 其简要过程如下 向饱和食盐水中先通入气体A 后通入气体B 充分反应后过滤得到晶体C和滤液D 将晶体C灼烧即可制得纯碱 知识点1 知识点2 气体A B是CO2或NH3 则气体A应是 填化学式 滤液D中主要含有NH4Cl NaHCO3等物质 工业上是向滤液D中通入NH3 并加入细小食盐颗粒 冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体 则通入NH3的作用是 3 镁是一种用途很广的金属材料 目前世界上60 的镁从海水中提取 若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl 最简单的操作方法是 操作b是在氛围中进行 若在空气中加热 则会生成Mg OH Cl 写出有关反应的化学方程式 知识点1 知识点2 解析 1 将海水蒸发结晶得到粗盐 在提取粗盐后的母液中主要含有Mg2 2 先通氨气的原因是氨气易溶于水 CO2微溶于水 若先通CO2 则影响产率 从平衡的角度去分析 通入NH3可以增OH 的浓度 有利于沉淀溶解平衡向生成NH4Cl的方向进行 将NaHCO3转化为溶解度较大的Na2CO3而溶解 提高NH4Cl的纯度 3 Na 采用焰色反应来检验最简便 氯化氢气体氛围的作用是防止MgCl2的水解 知识点1 知识点2 答案 1 蒸发结晶 或蒸发 2 NH3 3 用铂丝蘸取少量固体 置于酒精灯火焰上灼烧 若无黄色火焰产生 则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠 答焰色反应也可 氯化氢MgCl2 6H2OMg OH Cl HCl 5H2O 1234 1重水 D2O 是重要的核工业原料 下列说法错误的是 A 氘 D 原子核外有1个电子B 1H与D互称为同位素C H2O与D2O互称为同素异形体 答案 C 1234 2从海水中提取镁 正确的方法是 解析 本题要求我们既要知道镁是由电解熔融的氯化镁得到的 还要知道从海水中提取氯化镁的途径及原料的合理使用 即利用海边富有的贝壳资源生产氢氧化钙以变废为宝 答案 D 1234 3下列关于海水综合利用的叙述不正确的是 A 利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时 直接将海水氯化 然后再进行吹出 吸收可得到溴产品B 从海水中提取的重水可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质C 盐田法制盐时 所用的盐田一般分成贮水池 蒸发池 结晶池三部分D 利用电渗析法 冷冻法制盐 同时也可以得到淡水解析 利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时 氯气氧化溴离子在pH 3 5的酸性条件下效果最好 所以在氯化之前要将海水酸化 A不正确 答案 A 1234 4海水中含有丰富的化学元素 下面是某化工厂从海水中提取NaCl Mg 以MgCl2形式存在 和Br2 以NaBr的形式存在 及综合利用的生产流程简图 1234 请回答 1 海水制盐常用的方法是 2 Mg OH 2中加入盐酸后 要获得MgCl2 6H2O晶体 需要进行的实验操作依次为 A 蒸馏B 灼烧C 过滤D 蒸发E 冷却结晶 3 利用MgCl2 6H2O可制得无水氯化镁 应采取的措施是 4 目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水 下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是 A 隔膜的作用是防止氯气与氢氧化钠 氢气接触而发生反应B 电解之前应除去Ca2 Mg2 以防止电解时生成Ca OH 2 Mg OH 2堵塞隔膜C 阴极产物为氢氧化钠和氢气D 电解槽的阳极用金属铁网制成 1234 5 采用 空气吹出法 由母液提溴时 要经过氯化 吹出 吸收三个过程 常用吸收剂是SO2 在吸收过程中发生反应的化学方程式为 解析 1 海水制盐的方法有蒸发法 盐田法 电渗析法 冷冻法等 其中以蒸发法为主 2 由溶液中提纯易溶于水的晶体 常用蒸发 冷却结晶的方法 3 MgCl2 6H2O制无水氯化镁 如果直接加热MgCl2 6H2O不能得到无水MgCl2 应将MgCl2 6H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2 4 隔膜电解槽的阳极用石墨棒制成 阴极为铁网 所以D错误 5 用SO2作还原剂 使Br2转化为HBr 再用Cl2将HBr氧化得到溴产品 1234 答案 1 蒸发法 盐田法 2 DEC 3 在HCl气流中脱水 防止MgCl2水解 4 D 5 SO2 Br2 2H2OH2SO4 2HBr 2HBr Cl22HCl Br2