海水的综合利用.ppt

思考？上述装置的弱点：
1.H2和Cl2 混合不安全 2.Cl2会和NaOH反应，会使得到的NaOH不纯
(2)离子交换膜法制烧碱
淡盐水
阳极 金属钛网
Cl2 +
Cl2
Cl—
H2 －
H+ Na+
NaOH溶液
阴极 碳钢网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
Байду номын сангаас
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
1、生产设备名称：离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物) 阴极：碳钢网(有镍涂层) 阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解
由此可得出什么结论？
活性材料作电极
阴极上，阳离子的放电顺序同惰性电极 阳极上，电极材料的溶解
氯碱工业
饱和食盐水
氢气
氯气
氢氧化钠
盐酸
漂白剂
冶炼金属等 合成农药等 造纸、玻璃、 肥皂、纺织等
电解饱和食盐水反应原理
阴极： 2H+ + 2e- = H2↑
阳极： 2Cl- -2e- = Cl2↑ 电解
总反应： 2H2O + 2Cl- = H2↑ + Cl2↑ + 2OH-
一、海水中盐的开发与利用
蒸发池
结晶池
盐是人类日常生活中的必需品，也是很多工业部 门的原料之一，而海盐又是盐的主要来源之一。
海水制盐的方法主要有三种，即：盐田法、电渗 析法和冷冻法。盐田法历史最悠久，而且也是最简便 和经济有效的方法，现在还在广泛采用。
2、食盐资源的利用
氯碱工业
以食盐为原料制取NaOH Cl2 H2 再进一步生产 一系列的化工产品的工业
槽隔成阴极室和阳极室。
2、离子交换膜的作用： (1)防止氯气和氢气混合而引起爆炸 (2)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠
影响氢氧化钠的产量
思考：
1．用什么方法除去泥沙？
2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、 SO42-？
3．所用试剂只有过量才能除净这些杂质， 你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？
动手、动脑：分析图2-9所示实验，溶液中离 子的运动，两极的电极反应式
（1）电解饱和食盐水反应原理
阴极： 2H+ + 2e- = H2↑
阳极： 2Cl- -2e- = Cl2↑
总反应： 电解
2H2O + 2Cl- = H2↑ + Cl2↑ + 2OH-
电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀
２、是不是直接往海水中加沉淀剂？
不是，因为海水中的Mg2+ 的浓度很小，直接加沉淀剂 不利于Mg2+ 的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们 可以先将海水浓缩，再加沉淀剂
３、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？ Ca(OH)2
4、如何由贝壳制得氢氧化钙？
5、请设计由Mg(OH)2到Mg的可能途径。
Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl -
2、吹出 然后用空气把Br2吹出.
3、吸收 用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr，再用氯气将其 氧化成溴产品。
Br2 + SO2 +2H2O =2HBr+H2SO4 Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl -
三、海水提镁
１、如何实现Mg2+ 的富集和分离？
BaCO3
过量NaOH
OH-、CO32-
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3
Fe(OH)3 Mg(OH)2
电解食盐水思考：
（1）以惰性材料作电极，电解滴有几滴酚 酞的饱和食盐水，观察实验现象？ （2）以活性材料作电极，电解滴有几滴酚 酞的饱和食盐水，观察实验现象？
2.2《海水的综合利用》
浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数 的生命，还孕育着丰富的矿产，而海水本身含有大量的 化学物质，又是宝贵的化学资源
海水中储有大量的化学 物质，储量可观的就有80多 种化学元素，其中70多种可 以被人类提取利用，海洋是地 球上最大的矿产资源库。全世 界每年都要从海洋中提取大量 的食盐、镁、溴、碘、钾等有 用物质，海水素有“液体工业 原料”之美誉。
现象： 有气体产生，滴有酚酞的水溶液变红(但比钠与 水反应缓和得多）
结论或化学方程式： Mg+H2O=Mg(OH)2+H2
探究三：取一根除去氧化膜的镁条，点燃后插入充满CO2 的的集气瓶中。 现象：燃着的镁条在CO2中继续燃烧，发出耀眼的白光，
生成白色固体，在集气瓶的内壁有黑色固体附着
结论或化学方程式：
[练习]根据讨论，在下列方框中填入合适的物质的化学式 完成工业上用海水提镁的工艺流程， 并写出a、b、c三个步骤的化学方程式：
海水 贝壳
母液
煅烧
CaO
过滤，加盐酸
加热
电解
a
b Mg(OH)2
MgCl2
溶液
MgCl2·6H2O
浓缩
c MgCl2 Mg
石灰乳
a ＭgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaCl2 ；
b Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
；
通电
c MgCl2(熔融) = Mg+Cl2
。
Cl2
思考：电解产生的Cl2怎么处理？
探究一：取一小段除去氧化膜的镁条投入盛有一定量稀盐 酸的试管中； 现象： 镁条逐渐溶解，有大量气体产生
结论或化学方程式： Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
探究二：取一小段除去氧化膜的镁条投入滴有酚酞的水中；
电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
淡盐水
阳极 金属钛网
Cl2 +
Cl2
Cl—
H2 －
H+ Na+
NaOH溶液
阴极 碳钢网
OH—
精制饱和 NaCl溶液
离子交换膜
H2O（含少量NaOH）
二、海水提溴
1、氧化 工业上从海水中提取溴时，首先通氯气于pH为3.5左右晒盐后留下苦卤 (富含Br-离子)中置换出Br2。
点燃
2Mg + CO2=2MgO+C
四、Mg条与氮气的反应
点燃
3 Mg +N2= Mg3N2
1、海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一,从海水中提镁， 可按如下步骤进行： （1）将贝壳制成石灰乳 （２）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉 淀物 （３）将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 （４）将产物熔融后电解
精制食盐水 粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）
过量BaCl2
Ba2+ + SO42- =BaSO4
Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+
BaSO4
过量Na2CO3
Ca2+ + CO32- = CaCO3
Ba2+ + CO32- = BaCO3
CaCO3
Mg2+、Fe3+、CO32-