人教版高中化學(xué)選修2 化學(xué)與技術(shù) 第二章 第二節(jié)《海水的綜合利用》（第2課時）

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歡迎進入化學(xué)課堂 江西省教育信息技術(shù)研究 十二五 規(guī)劃2012年度課題 基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)課件庫的建設(shè)與應(yīng)用研究 課題編號 GDK 2012 G 72883 主持人 桂耀榮 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 2 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 3 第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用 第二節(jié)海水的綜合利用 第2課時 新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列 選修2化學(xué)與技術(shù) 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 4 教學(xué)目標(biāo) 知識與能力 1 掌握氯堿工業(yè) 海水提溴 海水冶煉鎂的化學(xué)原理 2 了解海水的綜合利用 認識化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用 教學(xué)重點 難點 氯堿工業(yè) 海水提溴 海水冶煉鎂的化學(xué)原理 探究建議 1 收集資料 海水資源的綜合利用 2 查閱有關(guān)氯堿工業(yè)發(fā)展的資料 討論科學(xué)技術(shù)對促進生產(chǎn)力發(fā)展所起的作用 課時劃分 兩課時 海水的綜合利用 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 5 電解飽和食鹽水反應(yīng)原理 陰極 陽極 總反應(yīng) 2H 2e H2 2Cl 2e Cl2 復(fù)習(xí) 海水提溴 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 6 Cl2 Cl2 Cl H2 H OH 淡鹽水 NaOH溶液 精制飽和NaCl溶液 H2O 含少量NaOH 離子交換膜 復(fù)習(xí) 海水提溴 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 7 1 氧化工業(yè)上從海水中提取溴時 首先通氯氣于pH為3 5左右曬鹽后留下苦鹵 富含Br 離子 中置換出Br2 二 海水提溴 Cl2 2Br Br2 2Cl 海水提溴 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 8 2 吹出然后用空氣把Br2吹出 再用Na2C03溶液吸收 即得較濃的NaBr和NaBrO3溶液 3CO32 3Br2 5Br BrO33 3CO2 最后 用硫酸將溶液酸化 Br2即從溶液中游離出來 5Br BrO33 6H 3Br2 3H2O 3 吸收用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br 再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品 Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 Cl2 2Br Br2 2Cl 海水提溴 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 9 思考 海水是一種混合溶液 其中主要含有哪些離子 Cl Na Mg2 Ca2 SO42 結(jié)合海水資源的特點 我們從海水中提取鎂到底有沒有實際意義 在提取過程中又可能會面臨怎樣的困難 三 海水提鎂 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 10 思考 如何實現(xiàn)Mg2 的富集和分離 可以加入一種試劑使Mg2 沉淀 是不是直接往海水中加沉淀劑 不是 因為海水中的Mg2 的濃度很小 直接加沉淀劑不利于Mg2 的沉淀 而且會增大沉淀劑的用量 我們可以先將海水濃縮 再加沉淀劑 從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好 Ca OH 2 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 11 思考 如何由貝殼制得氫氧化鈣 貝殼 CaCO3 CaO Ca OH 2 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 12 從沉淀效果看 澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多 如何解決這一矛盾 如何制得無水MgCl2 由MgCl2到Mg究竟用還原法還是電解法好 思考 用石灰乳代替石灰水 先加鹽酸反應(yīng) 再濃縮得MgCl2 6H2O晶體 然后再將MgCl2 6H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2 由于鎂本身比較活潑 用還原法比較困難 工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂 請設(shè)計由Mg OH 2到Mg的可能途徑 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 13 CaO Mg OH 2 MgCl2 6H2O MgCl2 Mg Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 14 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 15 思考 電解產(chǎn)生的Cl2怎么處理 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 16 探究一 取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中 現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 鎂條逐漸溶解 有大量氣體產(chǎn)生 Mg 2HCl MgCl2 H2 探究二 取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中 現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 有氣體產(chǎn)生 滴有酚酞的水溶液變紅 但比鈉與水反應(yīng)緩和得多 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 17 探究三 取一根除去氧化膜的鎂條 點燃后插入充滿CO2的的集氣瓶中 現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒 發(fā)出耀眼的白光 生成白色固體 在集氣瓶的內(nèi)壁有黑色固體附著 探究四 Mg條與氮氣的反應(yīng) 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 18 1 海水中含的MgCl2是Mg的重要來源之一 從海水中提鎂 可按如下步驟進行 1 將貝殼制成石灰乳 2 在引入的海水中加入石灰乳 沉降 過濾 洗滌沉 3 將沉淀物與鹽酸反應(yīng) 結(jié)晶 過濾 干燥產(chǎn)物 4 將產(chǎn)物熔融后電解關(guān)于提取鎂 下列說法中不正確的 此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富 進行 1 2 3 步的目的是從海水中提取MgCl2 第四步會產(chǎn)生氯氣D 以上過程中涉及到復(fù)分解反應(yīng) 化合反應(yīng)和置換反應(yīng) 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 19 2 分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物 肯定不存在的物質(zhì)是 A CB MgOC MgCO3D Mg3N2 C 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 20 小結(jié) 海水中的化學(xué)元素的存在與利用 海水提鎂的工藝流程 鎂的性質(zhì) 鎂的用途 海水提鎂 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 21 四 從海水中提取重水 海水中溶存著80多種元素 其中不少元素可以提取利用 具有重要的開發(fā)價值 據(jù)計算 每立方千米海水中含有3750 104t固體物質(zhì) 其中除氯化鈉約3000 104t外 鎂約450 104t 鉀 溴 碘 釷 鉬 鈾等元素也不少 中國海域 鎂在海水中含量很高 僅次于氯和鈉 居第3位 溴的濃度較高 平均為67 10 3mL L 地球上99 以上的溴都儲存在海水里 故溴有 海洋元素 之稱 碘在海水中的濃度只有0 06 10 6 屬于微量元素 鉀在海水中的總量為500 1012t以上 海水中所含鉀的儲量遠遠超過鉀鹽礦物儲量 鈾海水中的總量非?？捎^ 達45 108t 相當(dāng)于陸地儲量的4500倍 一噸海水中所含重水的核聚變反應(yīng) 可釋放出相當(dāng)于256t石油燃燒所產(chǎn)生的能量 重水核聚變反應(yīng)可釋放出相當(dāng)能量 海水中約有200 108t重水 提取 從海水中提取重水 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 22 氘是氫的同位素 氘的原子核除包含一個質(zhì)子外 比氫多了一個中子 氘的化學(xué)性質(zhì)與氫一樣 但是一個氘原子比一個氫原子重一倍 所以叫做 重氫 氫二氧一化合成水 重氫和氧化合成的水叫做 重水 重水主要賦存于海水中 總量可達250億噸 重水現(xiàn)在已是核反應(yīng)堆運行不可缺少的輔助材料 也是制取氘的原料 制備重水有兩種方法 蒸餾法 這種方法只能得到純度為92 的重水 電解法 可得99 7 的重水 但消耗電能特別大 化學(xué)法 從海水中提取重水 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 23 重水可以通過多種方法生產(chǎn) 然而只有兩種方法已證明具有商業(yè)意義 水 硫化氫交換法 和氨 氫交換法 水 硫化氫交換法是基于在一系列塔內(nèi) 通過頂部冷和底部熱的方式操作 水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法 在此過程中 水向塔底流動 而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環(huán) 使用一系列多孔塔板促進硫化氫氣體和水之間的混合 在低溫下氘向水中遷移 而在高溫下氘向硫化氫中遷移 氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級塔的熱段和冷段的接合處排出 并且在下一級塔中重復(fù)這一過程 最后一級的產(chǎn)品 氘濃縮至30 的水 送入一個蒸鎦單元以制備反應(yīng)堆級的重水 即99 75 的氧化氘 從海水中提取重水 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 24 科學(xué)視野P37 從海水中提取重水 2020 4 13 江西省鷹潭市第一中學(xué)桂耀榮 25 Thanks謝謝您的觀看 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全