高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.2 海水的综合利用 第2课时课件高二选修2化学课件

__1_2/_12_/2_021__、________。
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(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经 过蒸馏，指出下图所示实验装置中的错误之处：
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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。
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回答下列问题： (1)流程图中操作 a 的名称为________。 (2)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： _____________________________________________。
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福建有广阔的海岸线，建设海峡西岸经济区， 海水的综合利用大有可为。海水中溴含量约为 65 mg·L－1，从 海水中提取溴的工业流程如下：
(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变 成化合态的溴，其目的是________。
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a.过12/1滤2/20，21 b.
浓缩、结晶(jiéjīng)、烘干 ，c. 。 电解(diànjiě)
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(2)化学方程式：
① Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
；
② Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
；
③ MgCl2(熔融)=通==电==Mg＋Cl2↑
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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。
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3．氢有几种同位素？写出其符号(fúhào)和名称。 【提示】 3 种。氕(11H)、氘(21H 或 D)、氚(31H 或 T)。
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海水提溴
【问题导思】 ①吹出法从海水中提取溴，氯化之前为什么要先酸 化？ 【提示】 氯气氧化溴离子，在pH＝3.5时效果最好， 所以(suǒyǐ)氯化之前要将海水酸化。 ②利用吹出法从海水中提取溴时，为什么要将氯化时 得到的溴单质回收时再还原成Br－？ 【提示】 12/12/2021 富集溴元素。
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2．以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是
A．直接电解卤水在阴极得镁
()
B．向卤水里加钠可置换出镁
C．卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧
化镁，用氢气还原氧化镁得镁
D．卤水与石灰乳混合，过滤，洗涤，取沉淀加盐酸溶
解得 MgCl2 溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体 在氯化氢气氛中加热脱水得无水 MgCl2。电解熔融 MgCl2 得 镁
海带中含有丰富的碘元素，其主要的存在形式为化合态 (有机碘化物)。经灼烧氧化剂氧 化生成碘单质。例如，H2O2＋2H＋＋2I－===I2＋2H2O，生成 的碘单质在四氯化碳中的溶解度大，因此可用四氯化碳把生 成的碘单质从水溶液中萃取出来。
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【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采用焰色反应来检验；②HCl 的作用是抑制 MgCl2 的水解。
【答案】 (1)蒸发结晶(或蒸发) (2)①焰色反应 ②HCl(气流) MgCl2·6H2O==△===Mg(OH)Cl＋HCl↑＋ 5H2O
过程②中有关反应的离子方程式为________________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是________。
A．甲苯、酒精
B．四氯化碳、苯
C．汽油、乙酸
D．汽油、甘油
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室现
有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉
网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器有
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(2)水解平衡原理的应用 在 MgCl2·6H2O 脱水变为 MgCl2 时，由于 MgCl2＋ 2H2O Mg(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。
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海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素， 碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流 程如下图所示。
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(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：
①________________；③________________；
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1.工艺流程
2．主要反应原理：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
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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： 3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑ 5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O (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。
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(4)上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液
吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应
的化学方程式：_____________________________。
(5)实验室分离溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用做溴
的萃取剂的是________。
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1．工业上从海水中提取溴可采用如下方法： (1)向预先经过酸化的浓缩海水中通入 Cl2，将海水中的 溴化物氧化，反应的离子方程式为___________________。 (2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出用纯碱 溶液吸收，生成 NaBr、NaBrO3 和 CO2，反应的化学方程式 为________________________________________。 (3)将(2)所得溶液用硫酸酸化，使 NaBr、NaBrO3 中的溴 转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴，还可以得到副产品 Na122/S12/O20241，写出这一变化的离子方程式为___________。
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海水提镁
【问题导思】 ①海水提镁时，如何将海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2? 【提示】 往海水(卤水)中加入石灰乳。 ②如何用MgCl2转化为单质镁，发生(fāshēng)反应的化学 方程式如何书写？
【提示】 电解熔融状态的 MgCl2 可得到金属镁，发生 反应的方程式为 MgCl2=通==电==Mg＋Cl2↑。
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海水提镁
1.原理 电解熔融的 MgCl2 就可以得到金属镁和氯气。 2．提取过程 海水提镁的过程可表示如下： 海 水 ――①→――a → Mg(OH)2 ―②―→ MgCl2( 溶 液 ) ――b →
MgCl2(熔融)―③―c →Mg
(1)所加试剂：①石灰乳 ；② 盐酸(yán，suā所n) 用操作方法：
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【解析】 A 项电解，阴极生成 H2；B 项中 Na 首先与 水反应，不能置换出 Mg；C 项中 H2 不能把 Mg 还原出来； 所以只有 D 合理。
【答案】 D
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【教师备课资源】 (教师用书独具) 海水中提取碘的实验探究
海水提溴
1.原理(吹出法) 从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 1/3。 常用的方法叫空气吹出法，反应原理为 Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 ，然后用空气或水蒸气吹出溴蒸气。
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2．过程
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1．海水中的Br－的浓度太低，应如何(rúhé)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。
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从海水中提取(tíqǔ)重水
1.重氢：化学符号为 D ，原子核里有一个质子和一个中 子(21H)，是氢的 同位素 。
2．提取重水(D2O)的方法有：蒸馏法、电解法、化学交 换法和吸附法等。
3．常用的方法是化学交换法，其中的一种是硫化氢—水 双温交换法。
4．D2O 可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质。两 个氘核在高温高压下可融合成氦核，同时释放出大量能量， 这个过程称为热核聚变。
。
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2．海水中Mg2＋的浓度很小，如何实现Mg2＋的富集和 分离？
【提示(tíshì)】 海水中Mg2＋的浓度很小，直接加沉淀剂 不 利 于 Mg2 ＋ 的 沉 淀 ， 可 以 先 把 海 水 浓 缩 ， 再 加 入 Ca(OH)2(石灰乳)使Mg2＋沉淀，然后过滤。
【答案】 (1)富集(或浓缩)溴 (2)C (3)3 3 1 5 3 12/12(/2402)1SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 (5)BD
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用空气或 H2O(g)将溴吹出，而不用 CCl4 萃取，因后者 工艺复杂，设备投资大，经济效益低且对环境污染严重。
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(4)这样得到的溴中还混有少量 Cl2，怎样除去？ ________________________________________。 【答案】 (1)2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 (2)3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑ (3)5Br－＋BrO－ 3 ＋6H＋===3Br2＋3H2O (4)加 NaBr
(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出 Br2，利用了溴的 ________。
A．氧化性
B．还原性
C．挥发性
D．腐蚀性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面短线上
填入适当的化学计量数：
________Br2
＋
________CO
2－ 3
===________BrO
－
3
＋
________Br－＋________CO2↑
A．乙醇
B．四氯化碳
C．烧碱溶液
D．苯
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【解析】 (1)由于海水中 Br－的含量低，步骤Ⅰ中获得 游离态的溴后，步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴，其目的 是富集溴。(2)步骤Ⅱ中用热空气或水蒸气吹出 Br2，主要是 利用了溴的挥发性。(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量 守恒配平该离子方程式。(4)溴与二氧化硫水溶液反应的化学 方程式为：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。(5)乙醇能与 水互溶，不能用做萃取剂。
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1．工艺流程
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2．主要化学反应 (1)制备石灰乳 CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2 (2)沉淀 Mg2＋ Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋ (3)制备 MgCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O (4)电解 MgCl2 12/12M/202g1 Cl2(熔融)=通==电==Mg＋Cl2↑