人教版高中化学必修二海水资源的开发利用精品课件资料

第四章化学与自然资源的开发利用第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源(共2课时)第四节第2课时海水资源的开发利用新情境·激趣入题方法警示探究新知识·预习探究新思维·名师讲堂新提升·达标作业新考题·随堂自测新情境·激趣入题海洋是人类可持续发展的重要基地。浩瀚的海洋中，蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和药物资源，其经济价值可观，开发前景十分诱人。开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资金短缺和环境恶化等一系列难题的可靠途径。在陆地资源日渐枯竭的今天，海洋正成为人类繁衍发展的生命线。我国大陆海岸线长达18000km，海岛海岸线长达14000km，这为我们开发利用海水资源提供了良好的自然条件。那么，海水的开发利用都包括哪些方面呢？你知道怎样才能开发出海洋中的这些资源吗？新知识·预习探究●学习目标1．了解海水资源及其利用。2．了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。3．掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提溴，海带提碘。●新知预习1．海水水资源的利用(1)海水水资源的利用主要包括□1______________和□2______________等。(2)海水淡化的途径及方法：从海水中提取□3______或从海水中把□4________出去都可以达到淡化海水的目的。淡化的方法主要有□5_______、□6________、□7_______等。2．海水化学资源的开发利用海水中溶解和悬浮着大量的□8________________和□9________________，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、Br、Sr等13种元素超过总量的□10________；其他为微量元素，总计含有□11________多种元素，虽然海水中的元素种类□12________，总储量□13________但富集程度却□14________。(1)海水制盐从海水中制得的NaCl除用于食用外，还用作□15_____。(2)海水提溴在预先经过酸化的浓缩海水中用氯气置换溴离子使之成为□16________单质，其离子方程式为：□17________。3．海水中能量的开发和利用(1)从海水中提取核能开发的重要原料□18________和□19________。(2)□20________、□21________等是有待开发的新型能源。自我校对：□1海水的淡化□2直接利用海水进行循环冷却□3淡水□4盐分离□5蒸馏法□6离子交换法□7电渗析法□8无机物□9有机物□1099%□1180□12很多□13很大□14很低□15工业原料□16溴□17Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－□18铀□19重水□20潮汐能□21波浪能●自主探究1．在海底发现的大量多金属核矿是人类重要的金属资源，思考目前开发这些海底金属资源可能遇到的主要问题是什么？体会保护金属资源的重要意义。请将你的看法同大家交流。提示：目前海底矿藏资源的勘探和开采技术还不够成熟，要投入使用更面临许多问题。除了成本比陆地高以外，还存在破坏生态环境等问题。有资料表明，开采海底矿藏作为一个产业将在2010年至2030年才能形成。2．进行海水的蒸馏实验时应注意哪些事项？提示：①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸；②蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3；③冷凝管中冷却水从下口进，从上口出；④温度计的水银球在支管口部。新思维·名师讲堂知识点1海水资源的开发利用●思维导图●教材点拨1．海水资源的广阔性在浩瀚的海洋中，蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源、药物资源，其经济价值可观，开发前景十分诱人。2．海水资源的特点(1)多样性：由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，按含量计，H2O中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素超过总量的99%。(2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。3．海水资源的利用(1)直接利用海水进行循环冷却等。(2)海水淡化：通常从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。(3)常见的海水淡化方法及原理淡化方法原理蒸馏法将海水加热至105℃，蒸发汽化，然后使蒸汽冷凝得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，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淡化方法原理离子交换法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方法温馨提示：海水淡化中蒸馏法设备简单、易操作，但是耗能大，成本较高。将发电厂等工业余热用于海水淡化是一种经济合理的途径。4．海水中化学资源的开发利用(1)海水制盐①方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。②原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。③食盐用途相关化学反应：氯碱工业：2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑制钠和氯气：2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑制盐酸：H2＋Cl2=====点燃2HCl制漂白剂：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O(2)从海带中提取碘实验探究实验步骤实验现象结论或解释①取3g左右的干海带，把干海带表面的附着物用刷子刷净(不要用水冲洗)，用剪刀剪碎后，用酒精润湿，放入坩埚中。点燃酒精，灼烧海带至完全成灰烬，停止加热，冷却实验步骤实验现象结论或解释②将海带灰转移到小烧杯中，向其中加入10mL蒸馏水，搅拌、煮沸2～3min，过滤得无色透明溶液碘在海带中不是以碘单质形式存在实验步骤实验现象结论或解释③在滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1mLH2O2溶液，观察现象溶液由无色变为深黄色化学方程式：2KI＋H2O2＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O，I2的水溶液为深黄色④取少量上述滤液，加入几滴淀粉溶液，观察现象溶液变为深蓝色I2遇淀粉变蓝色温馨提示：海带中含有碘元素的检验①关键反应的反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O②实验步骤及证明方法海带中提碘①流程海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质②主要的化学原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2③海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；而且海带要用干的，因为湿的海带不易燃烧。④H2O2氧化I－的离子方程式为：H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O。(4)从海水中提取溴工艺流程：海水――→除去悬浮杂质――→浓缩――→氧化剂氧化――→提取Br2(g)。实验步骤：实验操作化学方程式①浓缩：用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化②氧化：向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl实验操作化学方程式③富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4④提取：向吸收塔中的溶液通入适量的氯气，Cl2将HBr氧化得到产品溴2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔中溶液里的溴单质(5)海水中提取镁：海水(含MgCl2)――→CaOH2①Mg(OH)2――→HCl②MgCl2(aq)――→结晶MgCl2·6H2O――→HCl③△MgCl2――→电解④Mg。有关反应的化学方程式：①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O③MgCl2·6H2O=====HClMgCl2＋6H2O④MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑5．海水资源的综合利用●典例透析【典例1】(2013·经典习题选萃)海藻中含有丰富的碘元素(以I－形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：海藻――→灼烧海藻灰――→浸泡悬浊液――→①含I－的溶液――→②适量Cl2含I2的溶液――→③碘的有机溶液―→晶体碘(1)实验操作③的名称是________，所用主要仪器名称为________。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是______(填序号)。A．酒精(沸点78℃)B．四氯化碳(沸点77℃)C．甘油(沸点290℃)D．苯(沸点80℃)(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，以消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量________(填字母)溶液，反应的离子方程式为__________________________________。A．KIO3B．HClOC．KID．Br2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是____________。【解析】从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳，酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作②中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为ICl＋KI===I2＋KCl。【答案】(1)萃取分液分液漏斗(2)B、D(3)CICl＋I－===I2＋Cl－(4)蒸馏法●变式训练1．(2013·经典习题选萃)海水中溴元素以Br－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：(1)步骤①反应的离子方程式是________________________________________________________________________，步骤③反应的化学方程式是________________________________________________________________________。(2)从理论上考虑，下列物质也能吸收Br2的是________。A．NaOHB．FeCl2C．Na2SO3D．H2O(3)步骤③中氧化剂是________，若反应中生成2molHBr，则消耗________molSO2。(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________。答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr(2)A、B、C(3)Br21(4)Cl2＞Br2＞SO2点拨：(1)读懂流程图，可以写出2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。(2)只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2＋、SO2－3具有还原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能充分吸收。(3)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成2molHBr，则消耗1molSO2。(4)最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到Br2。经过上述反应过程知氧化性由强到弱的顺序为：Cl2＞Br2＞SO2。知识点2物质分离的几种方法●思维导图●教材点拨物质的分离是指通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的形式)，分别得到几种比较纯净的物质。1．蒸馏法：适用于分离互溶，但沸点不同的液态混合物。如酒精与水的分离、海水淡化等。(1)主要仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝器、锥形瓶。(2)装置图(如下图)。(3)注意事项：①蒸馏烧瓶需垫石棉网加热或水浴加热。②蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的1/2。③需向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。④温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。⑤若对馏分在冷凝器里用自来水冷却，自来水要从冷凝器的水口的低口进、高口出。2．结晶法：适用分离各组分均溶于水，但溶解度随温度变化差别较大的固体混合物。如NaCl与KNO3的分离。3．过滤法：适用于一种可溶，另一种不溶的固态混合物。如NaCl与BaSO4的分离。4．分液法：适用于分离两种互不相