2.1以食盐为原料的化工产品(终极版)

大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一……
海洋资源的分类：
海底矿产资源： （蕴藏着大量的煤矿， 石油，天然气） 海洋生物资源： （20多万种生物） 海洋再生能源： （潮汐，波浪蕴藏着巨 大的能量） 海洋空间资源： （拥有辽阔空间，建造 人工岛） 海洋旅游资源： 海洋化学资源： （80多种元素）
图一：盐 田
总结
• 高中常见的沉淀物
实验提纯详解
你学过哪些分离和提纯方法？
过滤和蒸发 粗盐提纯
1、提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液：
加入过量的K2CO3溶液,过滤，除去沉淀， 溶液中补加适量的HNO3
2、分离NaCl和MgCl2混合液：
加入过量的NaOH溶液,过滤; 得到的沉淀中加适量的HCl; 得到的滤液中加适量的HCl
上海市实验学校
海水成份及应用前景：
海水是一个大的混合物（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。
要用4种试剂①盐酸、② Na2CO3、③ NaOH、④ BaCl2来除去食盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42-。 提纯时的操作步骤和加入试剂的情况如下图。
稍过量 a
MgCl2、
Na2SO4
图中a、b、c、d分别表示上述4种试剂中的各一种， 试回答： 硫酸钡 （1）沉淀A的名称是 ； 新引进的杂质钡离子在后续的操作中要用 理由是：碳酸钠除去 盐酸 （2）试剂d是 ；判断试剂d已经足量 的方法是 溶液中不再产生气体。； （3）加入b、c后溶液中发生的化学反应的化学 方程式为：CaCl2 + Na2CO3 == CaCO3↓+NaCl BaCl2 + Na2CO3== BaCO3↓+NaCl MgCl2+ NaOH== Mg(OH)2↓+NaCl
海 水 晒 盐
粗
海盐 岩盐
盐
湖盐
井盐
为什么要用结晶的方法而不干脆把海水晒干呢？ 结晶完的海水叫卤水,卤水中还含有什么成份呢？
海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量
海水密度(g/mL) CaSO4 1.13 0.56 1.20 0.91 1.21 0.05 1.22 0.015 1.26 0.01 1.31 NaCl MgCl2 MgSO4 NaBr
所加试剂的顺序、 用量、以及过量 后如何处理
除去粗盐中可溶性杂质
——氯化钙、氯化镁、硫酸钠
的试剂加入顺序
• BaCl2 → Na2CO3 → NaOH →过滤 → HCl
• BaCl2 → NaOH → Na2CO3 →过滤 → HCl • NaOH → BaCl2 → Na2CO3 →过滤 → HCl
加入NaCO3、NaOH、BaCl2顺序如何？
Ba2＋ 如何除去由于加入过量的Na2CO3、NaOH所 引入的过量CO32―和OH―呢？ 加入盐酸。 如何控制所加入盐酸的用量？ 调节溶液的pH值，来控制所加入盐酸的用量。
加入盐酸在过滤前，还是在过滤后进行？为什么？
过滤后进行。
除杂方案设计思路：
玻棒的作用 （三次使用）： 搅拌，加速溶解 引流 搅拌 防止溶液溅出
实验思考题
• 粗盐提纯的步骤是什么? 称量→溶解→过滤→蒸发→结晶 • 提纯过程中所需要的仪器有什么? 烧杯, 量筒, 玻璃棒, 漏斗, 铁架台, 酒精灯 • 实验操作过程中应该注意什么问题? 一贴 二低 三靠
实验思考题
• 为什么10g粗盐要量取30mL左右水来溶 解？ 根据食盐在常温下的溶解度约为36g/100g 水进行计算，可得出要溶解10g食盐至少 需要水约为28mL，水太少则不能溶解食 盐，水太多则使过滤和蒸发过程太长。
大部分食盐用于化工生产，中国现代化工之母——氯碱工业 粗盐中含有一些杂质，远不能达到电解要求，必须制备化工用 的纯食盐 H2O Na+ ClH+ OH粗盐中的成分：（泥沙） Na+ ClMg2+ NaOH Mg(OH)2 SO42BaCl2 BaSO4 Ca2+
Na2CO3
CaCO3
为确保杂质除净，所加试剂必须过量，过量的Ba2+可以用 CO32-除去，最后用盐酸（HCl)调节PH值，除CO32- 。用盐 酸之前先过滤。 保证BaCl2 在Na2CO3 之前盐酸 所加试剂的顺序是： （HCl)最后
思考：蒸发结晶时需注意什么？
⑴蒸发皿中的液体不能超过容积的2/3； ⑵加热时，用玻璃棒不断搅拌； ⑶接近蒸干时，利用余热加热； ⑷取下未冷却的蒸发皿时，要放在石 棉网上；
一是为了防止暴沸。 二是为了防止杂质一起析出。
思考：
蒸发后得到的白色晶体是纯的氯化钠吗？如果不 是纯净的氯化钠可能还有什么杂质？
图二：扫 盐
图三：将盐装入簸箕
图四：成堆的粗盐
图五：待售的粗盐
一.海水晒盐
I. II. 盐的种类:海盐，湖盐，井盐，岩盐 古法晒盐:利用太阳能蒸发法:《说文解字》、 《天工开物》（p49 12题）
III. 海水晒盐的原理: 结晶（p49 14题） ①蒸发溶剂法：溶质的溶解度随温度的升高变化 不大 （如NaCl） ②冷却饱和溶液法(降温结晶法）：溶质的溶解度 随温度的升高很快增大 （如KNO3)
依 据
溶液中可溶性杂质的除去原则：
（1）不增 提纯过程中不能引入新的杂质 （2）不减 不减少欲被提纯的物质
（3）好分复原被提纯的物质与杂质容易分离
三必须：除杂试剂必须过量
过量试剂必须除尽 除杂途径选最佳
练习:
课外活动小组对初步提纯的粗盐进一步提纯：
粗盐溶液中含有少量的CaCl2、MgCl2、Na2SO4，
实验思考题
• 为什么10g粗盐要量取30mL左右水来溶 解？ 根据食盐在常温下的溶解度约为36g/100g 水进行计算，可得出要溶解10g食盐至少 需要水约为28mL，水太少则不能溶解食 盐，水太多则使过滤和蒸发过程太长。
实验思考题
• 蒸发到即将干时，为什么要停止加热或 小火加热？ 一是为了防止暴沸。 • 二是为了防止杂质一起析出 • 为什么用少量蒸馏水洗净结晶物能除去 少量的可溶性杂质？ 因可溶性杂质量少，故能溶解，而食盐 量大，只损失很少量。
浓度 (mg/L) 0.06 0.0005 0.03 0.0000045页中资料库“海水中主要元素的含量，回答问题： 海水中的盐类都以离子形式存在，其中除水以外含量最多的 元素依次是： Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br
看课本24页中表2.1，得出结论：从海水中提取食盐，必须控 1.21g/mL—1.26g/mL 制海水的密度_________________ 粗盐中除氯化钠外，还含有其他一些盐类和难溶性物质，必 须经过粗盐提纯
海水晒盐
粗盐（含泥沙、 Ca2+、Mg2+、SO42-）
晒 海水 1.026g/mL 苦卤 1.22 ～1.26g/mL
精制
食用
精 盐
氯碱 工业
苦卤：咸水(海水、盐湖水)经蒸发浓缩析出食盐(氯化钠) 后所得的母液，味苦涩。主要含有氯化钾、氯化镁、硫 酸镁和溴等。
粗盐的提纯
粗盐提纯的方法： 将含有的杂质转化为沉淀过滤出去，然后蒸发结晶。 粗盐提纯的步骤：除去难溶性杂质 称量→溶解→过滤→结晶→洗涤 除去可溶性杂质 ⑴加入试剂除去可溶性杂质： 除去粗盐中的MgCl2、MgSO4 、CaSO4 ，应选用什 么试剂？
Mg2＋---NaOH
SO42―---BaCl2 Ca2＋---Na2CO3
思考与讨论：
除去Ca2＋ 能否用K2CO3？为什么？ 否。除杂时不应引入新的杂质。
除杂原则： 1.不引入新杂质; 2.加入试剂必须适当过量; 3.新引入的杂质必须通过后面所加试剂加以 除去。
思考与讨论：
除 除 2+ 除 2①BaCl2→SO4 ，②NaOH→Mg ，③Na2CO3→Ca2+和过量的
A．过滤：
除去液体中混有的固体物质的一种方法 1．仪器：漏斗（附滤纸）、烧杯、玻璃棒和 铁架台 2．操作注意事项： ①一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。 ②二低：滤纸的边缘要比漏斗口稍低； 液面要低于滤纸边缘 ③三靠：倾倒液体，烧杯嘴靠玻璃棒； 玻璃棒一端靠在三层滤纸上； 漏斗下端的管口靠在烧杯内壁上。
B、蒸发结晶
不是。还含有CaCl2、MgCl2、可溶性硫酸盐等。
如何除去CaCl2、MgCl2等可溶性杂质？ (4)用少量的蒸馏水进行洗涤。
思考：
粗盐的提纯过程中玻璃棒的作用是什么？用了几 次？
（1）搅拌，加速溶解；
（2）引流，防止液体溅出； （3）搅拌，使液体受热均匀，防止飞溅； （4）转移晶体。
提纯实验仪器：
实验思考题
• 粗盐提纯过程中一共用了几次玻璃棒?分别各 自的作用是什么? 一共用了三次玻璃棒。 分别的作用是： 溶解——加速溶解 过滤——引流 蒸发结晶——均匀受热，防止溶液溅出
实验思考题
• 蒸发到即将干时，为什么要停止加热或 小火加热？ 用大火加热蒸发至干会使食盐颗粒飞溅 出来。 • 为什么用少量蒸馏水洗净结晶物能除去 少量的可溶性杂质？ 因可溶性杂质量少，故能溶解，而食盐 量大，只损失很少量。
3.26 9.65 2.64 1.40
0.004 0.01 0.02 0.54
0.008 0.04 0.02 0.03
0.04 0.06
元素 锂Li 硼B 钠Na 镁Mg 硫S 氯Cl 钾K 钙Ca
海水中主要元素的含量 浓度 元素 浓度 元素 (mg/L) (mg/L) 0.17 钴Co 0.0005 碘I 4.6 镍Ni 0.002 铯Cs 10770 溴Br 67 钡Ba 1290 铷Rb 0.12 金Au 885 锶Sr 8 汞Hg 19350 钼Mo 0.01 铀U 380 银Ag 0.00004 400 镉Cd 0.00011