1、課題課題2海水的綜合利用海水的綜合利用核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練學習目標學習目標課前自主學案課前自主學案知能優化訓練知能優化訓練課題課題2學習目標學習目標1.了解海水中鹽的開發和利用，掌握食鹽資源了解海水中鹽的開發和利用，掌握食鹽資源的利用。的利用。2.了解海水提溴的重要步驟。了解海水提溴的重要步驟。課前自主學案課前自主學案一、海水中鹽的開發和利用一、海水中鹽的開發和利用海水中含有多種鹽類，以海水中含有多種鹽類，以_最多，約占海最多，約占海水中鹽類總量的水中鹽類總量的_，還含有，還含有_、_等。等。1海水制鹽海水制鹽(1)海水制鹽以海水制鹽以_法法(鹽田法鹽田法)為主，主

2、要原理為主，主要原理是太陽照射后，水分蒸發，各種鹽分達到是太陽照射后，水分蒸發，各種鹽分達到_濃度時，依次以固體形式析出。濃度時，依次以固體形式析出。氯化鈉氯化鈉80%氯化鎂氯化鎂硫酸鈣硫酸鈣蒸發蒸發飽和飽和(2)鹽田必須符合的條件：鹽田必須符合的條件：有平坦空曠的海灘，潮汐落差大；有平坦空曠的海灘，潮汐落差大；氣候干燥、多風、少雨；氣候干燥、多風、少雨；遠離江河入海口。遠離江河入海口。(3)鹽田一般分為鹽田一般分為_、_、_三部分。三部分。(4)海水制鹽要經過風吹、日曬逐漸蒸發濃縮，達海水制鹽要經過風吹、日曬逐漸蒸發濃縮，達到飽和后會析出到飽和后會析出_，分離后所得的母液叫，分離后所得的母液

3、叫_，可綜合利用制得副產品，可綜合利用制得副產品_、_等。等。(鹵水中主要含氯化鎂、碘化鉀、溴化鹵水中主要含氯化鎂、碘化鉀、溴化鉀。鉀。)貯水池貯水池蒸發池蒸發池結晶池結晶池食鹽晶體食鹽晶體苦鹵苦鹵氯化鉀氯化鉀氯化鎂氯化鎂(5)海水制鹽還可用電滲析法和冷凍法，這樣不僅海水制鹽還可用電滲析法和冷凍法，這樣不僅可制得鹽，還可得到可制得鹽，還可得到_。2食鹽資源的利用食鹽資源的利用(1)化學工業之一的氯堿工業，是以食鹽為原料制化學工業之一的氯堿工業，是以食鹽為原料制取取_，再進一步生產其他化工產，再進一步生產其他化工產品。品。(2)電解食鹽水實驗裝置電解食鹽水實驗裝置淡水淡水NaOH、Cl2、H2用

4、電解飽和食鹽溶液的方法來制取用電解飽和食鹽溶液的方法來制取NaOH、Cl2和和H2，并以它們為原料生產一系列化工產品的工業，并以它們為原料生產一系列化工產品的工業，稱為氯堿工業。稱為氯堿工業。氯化鈉溶液中存在著氯化鈉溶液中存在著 Na、Cl、OH、H四種四種離子，通直流電后，離子，通直流電后，_向陽極移動，向陽極移動，_向陰極移動。向陰極移動。(3)陽極反應式陽極反應式 _，陰極反應式陰極反應式 _。Cl、OHNa、H2Cl2e=Cl22H2e=H2(6)電解制堿目前主要采用電解制堿目前主要采用_法。離法。離子交換膜電解槽是由多個子交換膜電解槽是由多個_槽串聯或并聯槽串聯或并聯組成。組成。單

5、元 槽 由 陽 極單 元 槽 由 陽 極 ( 鈦 網鈦 網 ) 、 陰 極、 陰 極 ( 碳 鋼 網碳 鋼 網 ) 、_、_和和_等組成。等組成。(7)精制的飽和食鹽水進入陽極室，加入精制的飽和食鹽水進入陽極室，加入NaOH的的純水進入陰極室，通電時，水在陰極表面放電生純水進入陰極室，通電時，水在陰極表面放電生成成 _，Na 穿過離子交換膜由陽極室進入穿過離子交換膜由陽極室進入陰極室，導出的陰極液中含陰極室，導出的陰極液中含_，Cl則在則在陽極表面放電生成陽極表面放電生成 _，電解后的淡鹽水從，電解后的淡鹽水從_極導出。極導出。離子交換膜離子交換膜單元單元離子交換膜離子交換膜電解槽框電解槽框導

6、電銅棒導電銅棒H2NaOHCl2陽陽3離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿二、海水提溴二、海水提溴從海水中提溴約占世界溴年產量的從海水中提溴約占世界溴年產量的1/3，常用的方，常用的方法叫法叫_，即用氯氣氧化海水中的，即用氯氣氧化海水中的Br，使，使其變成其變成Br2，然后用空氣或水蒸氣吹出。，然后用空氣或水蒸氣吹出。1氯化氯化(1)用氯氣置換溴離子的反應式為用氯氣置換溴離子的反應式為 _。(2)氯氣置換溴離子之前，要使海水氯氣置換溴離子之前，要使海水_化，使化，使pH_。吹出法吹出法Cl22Br=Br22Cl酸酸3.52吹出吹出當當Br被氧化成被氧化成 Br2后，用后，用_將其吹出，也可將其

7、吹出，也可用用_與溴一起蒸出。與溴一起蒸出。3吸收吸收用二氧化硫做還原劑回收溴，再用氯氣將其氧化得用二氧化硫做還原劑回收溴，再用氯氣將其氧化得到 溴 產 品 的 反 應 方 程 式 為到 溴 產 品 的 反 應 方 程 式 為 B r2 S O22H2O=2HBrH2SO4，Cl22Br=2ClBr2。溴的用途：工業上：燃料的防爆劑；膠卷的感光材溴的用途：工業上：燃料的防爆劑；膠卷的感光材料；農業上：殺蟲劑；醫藥上：紅藥水、鎮靜劑。料；農業上：殺蟲劑；醫藥上：紅藥水、鎮靜劑。氧化性：氧化性：Cl2Br2I2。空氣空氣水蒸氣水蒸氣Cl22Br=Br22Cl；Cl22I=I22Cl；Br22I=I

8、22Br。三、海水提鎂三、海水提鎂1海水中鎂的總儲量約為海水中鎂的總儲量約為_t，目前世界，目前世界生產的鎂生產的鎂_來自海水。來自海水。2工業生產中提取鎂的主要方法和主要反應方程工業生產中提取鎂的主要方法和主要反應方程式：式：2.1101560%四、從海水中提取重水四、從海水中提取重水2. 氘的原子核內有一個氘的原子核內有一個_和一個和一個_，所以叫所以叫_，化學符號是，化學符號是_。重水可作原。重水可作原子反應堆的子反應堆的_和和_。3熱核聚變指的是兩個氘核在高溫高壓下融合成熱核聚變指的是兩個氘核在高溫高壓下融合成氦核，同時放出大量能量的過程。氦核，同時放出大量能量的過程。4海水中含重水約

9、海水中含重水約_。質子質子中子中子重氫重氫D中子減速劑中子減速劑傳熱介質傳熱介質(重水堆重水堆)2.01014 t核心要點突破核心要點突破一、海水中鹽的開發和利用一、海水中鹽的開發和利用1海水制鹽海水制鹽(1)利用蒸發法，從海水中主要獲得氯化鈉，及氯利用蒸發法，從海水中主要獲得氯化鈉，及氯化鎂、氯化鉀等副產品。化鎂、氯化鉀等副產品。(2)電滲析法、冷凍法不僅能制得鹽，同時還可得電滲析法、冷凍法不僅能制得鹽，同時還可得到淡水。到淡水。2氯堿工業氯堿工業食鹽資源的利用食鹽資源的利用離子交換膜法電解食鹽水：離子交換膜法電解食鹽水：(1)設備：離子交換膜電解槽。離子交換膜只允許設備：離子交換膜電解槽。

10、離子交換膜只允許Na通過。通過。(2)原理：化學方程式為原理：化學方程式為2主要反應原理：主要反應原理：Cl22Br=Br22Cl。3溴的吸收富集溴的吸收富集(1)純堿吸收法：海水中的溴離子被氧化為溴單質純堿吸收法：海水中的溴離子被氧化為溴單質后，用熱空氣或水蒸氣吹出，通過后，用熱空氣或水蒸氣吹出，通過Na2CO3溶液使溶液使溴富集后，再將得到的溶液用稀硫酸酸化，用有機溴富集后，再將得到的溶液用稀硫酸酸化，用有機溶劑萃取溴單質。發生反應：溶劑萃取溴單質。發生反應：3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O(2)SO2

11、吸收法：用空氣吹出的溴和大量的空氣混合吸收法：用空氣吹出的溴和大量的空氣混合在一起，不易分離，用還原劑在一起，不易分離，用還原劑SO2吸收后，再用氯吸收后，再用氯氣氧化氣氧化HBr即得到溴單質。即得到溴單質。特別提醒：特別提醒：通氯氣前要將海水酸化，通氯氣前要將海水酸化，pH為為3.5時，氯氣的氧化效果最好。時，氯氣的氧化效果最好。用空氣或用空氣或H2O(g)將溴吹出，而不用將溴吹出，而不用CCl4萃取，萃取，因后者工藝復雜，設備投資大，經濟效益低且因后者工藝復雜，設備投資大，經濟效益低且對環境污染嚴重。對環境污染嚴重。三、海水提取鎂工藝流程和化學平衡原理的應用三、海水提取鎂工藝流程和化學平衡

12、原理的應用1生產步驟生產步驟(1)加熟石灰加熟石灰(2)過濾過濾(3)加鹽酸加鹽酸(4)濃縮結晶脫濃縮結晶脫水干燥水干燥(5)熔融電解熔融電解2工藝流程工藝流程4工業生產中平衡原理的應用工業生產中平衡原理的應用(1)沉淀溶解平衡原理的應用沉淀溶解平衡原理的應用向海水中加入沉淀劑向海水中加入沉淀劑Ca(OH)2，由于，由于c(OH)增大，增大，Mg(OH)2的溶解度小于的溶解度小于Ca(OH)2，則最大程度地將，則最大程度地將Mg2轉化為轉化為Mg(OH)2沉淀。沉淀。向向Mg(OH)2沉淀中加入鹽酸，使沉淀溶解平衡右沉淀中加入鹽酸，使沉淀溶解平衡右移。移。(2)水解平衡原理的應用水解平衡原理的

13、應用在在MgCl26H2O脫水變為脫水變為MgCl2時，由于時，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在水解平衡的存在，在HCl氣體環境中，增大氣體環境中，增大c(HCl)，抑制了，抑制了MgCl2的水解，避的水解，避免了免了Mg(OH)2的生成。的生成。特別提醒：特別提醒：為提高反應中為提高反應中Mg2的濃度，將海水的濃度，將海水濃縮或用提取食鹽后的鹽鹵。濃縮或用提取食鹽后的鹽鹵。電解熔融電解熔融MgCl2生成的生成的Cl2可用于制鹽酸，循環可用于制鹽酸，循環使用，節省成本。使用，節省成本。所得所得Mg(OH)2沉淀中含有的沉淀中含有的CaSO4雜質在加鹽酸雜質在加鹽酸

14、前應除去，以保證前應除去，以保證MgCl2的純度。的純度。課堂互動講練課堂互動講練海洋資源的開發利用海洋資源的開發利用1海水淡化海水淡化通過從海水中提取淡水或從海水中分離出鹽分，通過從海水中提取淡水或從海水中分離出鹽分，都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法已有十幾種，主要的有蒸餾法、電滲析法、離已有十幾種，主要的有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術和子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較完善，是目前海水淡化的主要方法，工藝也比較完善，是目前海水淡化的主要方法，其蒸餾原理如圖所示。其蒸餾原理如圖所示。2海水中鎂、鉀、

15、溴、碘等化工產品元素的提海水中鎂、鉀、溴、碘等化工產品元素的提取取海水中含有的各種元素的特點：種類多，總儲量海水中含有的各種元素的特點：種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質需要大，富集程度低。因此，從海水中提取物質需要解決物質的富集問題。如海水中溴的提取流程：解決物質的富集問題。如海水中溴的提取流程：(1)用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。酸化。(2)向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉化為溴單質。轉化為溴單質。2NaBrCl2=Br22NaCl(3)向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸氣，

16、將溴向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內以達到富集單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內以達到富集的目的。的目的。Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(4)向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣。向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣。2HBrCl2=2HClBr2(5)用四氯化碳用四氯化碳(或苯或苯)萃取吸收塔內溶液中的溴單質。萃取吸收塔內溶液中的溴單質。海帶中碘的提取原理：海帶中的碘元素主要以海帶中碘的提取原理：海帶中的碘元素主要以I的的形式存在，提取時用適當的氧化劑將其氧化成形式存在，提取時用適當的氧化劑將其氧化成I2，再萃取出來。再萃取出來。如用如用H2O2

17、做氧化劑，反應的離子方程式是：做氧化劑，反應的離子方程式是：2IH2O22H=I22H2O實驗先將干海帶灼燒去除有機物，剩余物用實驗先將干海帶灼燒去除有機物，剩余物用H2O2、H2SO4處理，使得處理，使得I被氧化成被氧化成I2。3海水資源的綜合利用海水資源的綜合利用(1)從海水中提取淡水從海水中提取淡水海水淡化；海水淡化；(2)直接利用海水進行循環冷卻；直接利用海水進行循環冷卻；(3)海水制鹽；海水制鹽；(4)從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產品；從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產品；(5)從海水中獲取鈾和重水作為核能開發的重要從海水中獲取鈾和重水作為核能開發的重要原料；原料；(6)從海水中

18、獲取其他物質和能量。從海水中獲取其他物質和能量。例例 請回答氯堿工業中的如下問題：請回答氯堿工業中的如下問題：(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k(質量比質量比)生成的產品。理論上生成的產品。理論上k_(要要求計算表達式和結果求計算表達式和結果)；圖中圖中X、Y分別是分別是_、_(填化學填化學式式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數，分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數a%與與b%的大小的大小_；分別寫出燃料電池分別寫出燃料電池B中正極、負極上發生的電中正極、負極上發生的電極反應正極：極反應正極：_；負極：；負極：_；這樣設計的主要節這樣設計的主要節(電

19、電)能之處在于能之處在于(寫出寫出2處處)_、_。變式訓練變式訓練工業上對海水資源綜合開發利用的部工業上對海水資源綜合開發利用的部分工藝流程如圖所示：分工藝流程如圖所示：(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是槽，離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是_。電解槽中的陽極材料為。電解槽中的陽極材料為_。(2)本工藝流程中先后制得本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和和Mg(OH)2，能否按能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4順序制備？順序制備？_(填填“是是”或或“否否”)。原因是。原因是_。(3)溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，四氯化碳與水不互溶， 故可用于萃取溴，但在上故可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是述工藝中卻不用四氯化碳，原因是_。解析：解析：(1)電解飽和食鹽水用的是陽離子交換膜，而電解飽和食鹽水用的是陽離子交換膜，而在食鹽水中的陽離子只有在食鹽水中的陽離子只有H和和Na，電解時，電解時，H在陰極上生成氫氣，在陰極上生成氫氣，Na在外加電場作用下向陰極在外加電場作用下向陰極運動，所以通過離子膜和隔膜的是運動，所以通過離子膜和隔膜的是Na。由于陽極。由于陽極上發生氧化反應，是溶