人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 海水的综合利用授课课件ppt

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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、海水提溴1.常用方法吹出法。2.工艺流程(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。
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。
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
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。
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、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:(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。
二、海水提镁1.海水提镁流程图
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。①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。②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。
【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65 mg·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:①　　　　　　(写出化学方程式); 
(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:　　　　　　　　　　　　　。 (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)。 ①乙醇　②四氯化碳　③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②四氯化碳。(3)分液漏斗、烧杯　②
【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。①气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是　　　　(填化学式)。 ②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。①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是　　　　　　　　　　。 ②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:　 　。 
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)①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;②从平衡的角度去分析,通入NH3可以增加 和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)①Na+采用焰色反应来检验最简便;②氯化氢气体氛围的作用是防止MgCl2的水解。
答案:(1)蒸发结晶(或蒸发)(2)①NH3(3)①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)
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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
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
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
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:
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(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 　。