高中化学选修第课时《海水中的盐海水提溴》word导学案

-年高中化学选修第课时《海水中的盐-海水提溴》word导学案

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2019-2020年高中化学选修2第9课时《海水中的盐海

水提溴》word导学案

【学习目标】

1.了解海水晒盐的原理与工艺，掌握食盐资源的利用。

2.掌握电解饱和食盐水的反应，了解氯碱工业的工艺流程及产品。

3.了解海水提溴的重要步骤。

【重点难点】

1.氯碱工业的工艺流程及产品

2.海水提溴的原理与工艺流程。

课前预习

【情景材料】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。

【预习内容】

根据教材有关内容填写下列空白：

一、海水中盐的开发和利用

1.海水含有多种盐类，以最多，约占海水盐类总量的，还含有、等。

2.海水晒盐的原理:海水制盐以为主，主要原理是

。

3.盐田必须符合的条件有三个：①；②；③。

4.晒盐的步骤

(1)苦卤是指，主要成分是、

等。

(2)海水晒盐的流程可表示如下：

二、食盐资源的利用

1.氯碱生产的核心技术——电解

氯碱工业就是以为原料制取、和，再进一步生产一系列的化工产品。

(1)电解

使电流通过而在阴、阳两极引起

叫做电解。

(2)电解饱和食盐水

电解饱和食盐水时阳极反应式，阴极反应式，电解饱和食盐水的化学方程式是

。

2．氯碱生产的基本装置

(1)氯碱工业完成电解反应的主体设备是。比较先进的电解制碱技术是。

(2)离子交换膜电解槽是由多个单元槽，每个单元槽主要由、、、和组成。

三、海水提溴

1．原理

从海水中提取的溴约占世界溴年产量的。

常用的方法叫，反应原理为

。

2．提取过程

(1) ：氯气置换溴离子之前，要使，使pH＝，用氯气置换溴离子的反应为：。

(2) ：当Br－被氧化成Br2后，用将其吹出，也可用水

与溴一起蒸出。

(3) ：空气吹出的混合不易分离，常用做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品，有关化学方程式是：。

预习内容答案

一、氯化钠80% 氯化镁、硫酸钙蒸发法(盐田法) 在太阳照射后，海水受热使水分蒸发，当各种盐分别达到其饱和浓度时，依次以固态形式析出有平扫空旷的海滩，且潮汐落差大；气候干燥、多风、少雨；远离江河人海口，避免海水被淡水冲稀。分离食盐晶体后所得到的母液氯化钾氯化镁贮水池、蒸发池结晶池

二、食盐NaOH C12H2电解质溶液氧化还原反应的过程2Cl——2e—=C12↑

2H++2 e—= H2↑2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电解槽离子交换膜电解槽

多个单元槽串联或并联组组成阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框导电铜棒

三、1/3 空气吹出法Cl2＋2 Br—=2 Cl—＋Br2 氯化海水酸化 3. 5 Cl2＋2 Br—=2 Cl —＋Br2吹出空气蒸气吸收溴和大量的空气二氧化硫Br2＋SO2＋H2O=2HBr ＋H2SO4Cl2＋2 Br—=2 Cl—＋Br2

堂中互动

【问题探究1】如何除去海水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等离子？选择适当的试剂和操作顺序。【教师点拨】回顾必修1中粗盐的提纯实验。物质分离和提纯过程中需注意三个关键问题：(1)被提纯物质的量尽可能不减少。(2)不得引入新的杂质。(3)要易于分离、复原。为了使

杂质除尽，加入的试剂不能用“适量”而应“过量”。但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。

分析解答:(1)可选用以下常见试剂：NaOH、Na2CO3、BaCl2和盐酸。

(2)加入试剂的顺序有三种：

①先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3，最后用稀盐酸调节pH；

②先加BaCl2，后加Na2CO3，再加NaOH，最后用盐酸调节pH；

③先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，最后用盐酸调节pH。

【即学即练1】实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案：

如果此方案正确，那么：

(1)操作①可选择____________或____________仪器。

(2)操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？____________________________________

(3)进行操作②后，如何判断SO42-已除尽，方法是_______________________________。

(4)操作③的目的是________________________，为什么不先过滤后再加碳酸钠溶液？理由是________________________________________________。

(5)操作④的目的是________________________。

1.(1)试管坩埚

(2)不可以。改用Ba(NO3)2会在溶液中引入新的杂质离子NO3-，后续操作中无法除去。

(3)取上层清液加入BaCl2溶液，若无沉淀，说明SO42-已除尽

(4)除去过量的Ba2+减少一次过滤操作

(5)除去溶解在溶液中的CO2和HCl

【解析】实验的第①步是通过加热使混合物中的NH4HCO3分解除去，因此所选的仪器应是试管或坩埚。在操作②中，如用Ba(NO3)2溶液，则会引入新的杂质。证明SO42-是否除尽，则在滤液中加入BaCl2溶液，看是否产生沉淀。而加入试剂除杂质时所加试剂尽可能过量，过量后应加入另一种试剂使之除去。加Na2CO3溶液的目的是使操作②中所加入的过量BaCl2溶液被除去。加入BaCl2溶液可以产生BaSO4沉淀，加入Na2CO3溶液可以生成BaCO3沉淀，两者都是沉淀，可以采取一步过滤。当除去Ba2+时，是加入过量的Na2CO3，而引入杂质CO32-，加盐酸的目的是让CO32-生成CO2而被除去，但CO2在溶液中仍有一定的溶解，因此用煮沸的方法除去溶解在溶液中的CO2。

【问题探究2】用惰性电极电解电解质溶液时，阴、阳离子的放电顺序如何？请你阐述有关电解食盐水原理，写出电极反应式及总反应方程式。氯碱产品只有NaOH、Cl2和H2的说法是否正确？离子交换膜制碱技术有何优点？

【教师点拨】回顾电解池原理，阳极产物的判断首先要看电极材料，如果是活性电极(金属活动顺序中Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。

分析解答：用惰性电极电解时，各阳离子的放电顺序：