第二单元课题2 海水的综合利用(教案)

（新人教选修2）

2.2海水的综合利用示范教案

目的要求：

了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。

了解海水提溴的重要步骤

教学过程：

引入：

海水成份及应用前景：

海水是一个大的混合物体系（广意）：

若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高150米

海水中平均含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。海洋中还有大量的生物，是人类食物的来源之一

海水资源包括：能量、生物、化学、矿物、及空间资源。利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用，海洋生物为人类提供食物和保健用品；海水还是人类未来重要的淡水来源、新的能源和人类的空间资源。

一、海水中盐的开发和利用

1.海水制盐

（1）海水制盐以蒸发法（盐田法）为主，主要原理是太阳照射后，水分蒸发，达到饱和浓度时，依次以固体形式析出。

（2）盐田必须符合的条件有三个

①有平坦空旷的海滩，潮汐落差大；②气候干燥、多风、少雨；③远离江河入海口。（3）盐田一般分为贮水池、蒸发池、结晶池三部分。

（4）海水制盐要经过风吹、日晒逐渐蒸发浓缩，达到饱和后会析出

食盐晶体，分离后所得的母液叫苦卤，可综合利用制得副产品氯化钾、氯化镁等。

（卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾）

（5）海水制盐还可用电渗析法和冷冻法，这样不但可制得盐，还可得到淡水。

2、食盐资源的利用

（1）化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为原料制取NaOH、Cl2、H2，再进一步生产其他化工产品。

（2）电解食盐水实验装置

（3）用惰性电极电解时，各阳离子的放电顺序：

Ag+﹥Cu2+﹥H+﹥Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+(和金属活动顺序刚好相反)；

阴离子的放电顺序：S2-﹥I-﹥Br-﹥Cl-﹥OH-﹥含氧酸根离子。

（4）原理：氯化钠溶液中存在着Na＋、Cl—、OH—、H＋四种离子，通直流电后，Cl—、

OH—向阳极移动且Cl—比OH—优先失电子放电，Na＋、H＋向阴极移动且Na＋比H＋优先得电子放电。

阳极反应式：2 Cl——2e—=Cl2 ；阴极反应式：2 H＋＋2e—=H2↑

电解饱和食盐水的反应式是2NaCl＋2H2O 电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

（5）电解产品及其他化工产品

电解食盐水后产物NaOH、Cl2、H2 可用来制其他化工产品。

2NaOH + CO2 ==Na2CO3 + H2O H2＋Cl2点燃2HCl

2NaOH +Cl2=NaClO＋NaCl+ H2O

二、海水提溴

溴是一种重要的化工原料，工业上可用作燃料的防爆剂；胶卷的感光材料；农业上常用作杀虫剂；医药上可用于红药水、镇静剂。

海水中蕴藏着大量的溴，目前常用吹出法从海水提取溴元素。具体过程如下

1、氯化：

氯气置换溴离子之前，要使海水酸化，使pH=3.5，用氯气置换溴离子的反应

Cl2＋2 Br—=2 Cl—＋Br2

2、吹出：

当Br—被氧化成Br2后，用空气将其吹出，也可用水蒸气与溴一起蒸出。

3、吸收：

空气吹出的溴和大量的空气混合不易分离，常用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品：Br2＋SO2＋H2O=2HBr＋H2SO4Cl2＋2 Br—=2 Cl—＋Br2

三、海水提镁

1、海水提镁用到的原料是海滩上的贝壳，贝壳的主要成分是CaCO3，煅烧贝壳可得到生石灰CaO，将其加入海水中可提供OH—将海水中的Mg2+转化成沉淀Mg(OH)2，从而与海水分离。发生反应的化学方程式为：

①CaCO3煅烧CaO+CO2↑；②CaO+H2O=Ca(OH)2；

③MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。

2、从海水中的Mg2+到金属镁，经历了以下几个过程：

①（利用在溶液中，微溶物可向难溶物转化）MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2；

②Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O；

（熔融）电解Mg+Cl2↑。

3、电解熔融的氯化镁MgCl

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4、海水制盐后的苦卤中含有大量的氯化镁，可以从中提取镁。

【思考】（1）如何用蒸发、结晶的方法从氯化镁溶液中得到无水氯化镁？

答案：在氯化氢气氛中蒸发

（2）设计从上述苦卤中提取溴、碘？

提示：氧化性：Cl2＞Br2＞I2 故有反应：Cl2+2Br-= Br2+2Cl-，Cl2+2I-=I2+2 Cl-，Br2+2I-=I2+2Br-。

答案：溴氧化后吹出，用氢氧化钠吸收后酸化；碘氧化后用萃取剂萃取

四、从海水中提取重水

1、重水可作原子反应堆的中子减速剂和传热介质（重水堆）。

2、热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融合成氦核，同时放出大量能量的过程。

3、重水在海水中的贮量丰富，总计海水中含重水2.0×1014t 。