《海水的綜合利用》課件5_(新人教版選修2)

1、海水的綜合利用,第二單元 課題二,第一課時,電解飽和食鹽水反應原理,陰極： 陽極： 總反應：,2H+ + 2e- = H2,2Cl- -2e- = Cl2,復習：,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,復習：,1、氧化 工業(yè)上從海水中提取溴時，首先通氯氣于pH為3.5左右曬鹽后留下苦鹵(富含Br-離子)中置換出Br2。,二、海水提溴,Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl -,2. 吹出 然后用空氣把Br2吹出，再用Na2CO3溶液吸收，即得較濃的NaBr和NaBrO3溶液： 3CO32- + 3Br2 =

2、5Br- + BrO33- + 3CO2最后，用硫酸將溶液酸化，Br2即從溶液中游離出來： 5Br- + BrO33- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O,3. 吸收 用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br，再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品。,Br2 + SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl -,思考：海水是一種混合溶液，其中主要含有哪些離子？,Cl- Na+ Mg2+ Ca2+ SO42-,結(jié)合海水資源的特點，我們從海水中提取鎂到底有沒有實際意義？在提取過程中又可能會面臨怎樣的困難？,三、海水提鎂,思考：,、如何實現(xiàn)Mg2+ 的富集和分離？,可以加入一種試

3、劑使Mg2+ 沉淀,、是不是直接往海水中加沉淀劑？,不是，因為海水中的Mg2+ 的濃度很小，直接加沉淀劑不利于Mg2+ 的沉淀，而且會增大沉淀劑的用量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑,、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？,Ca(OH)2,思考：如何由貝殼制得氫氧化鈣？,貝殼(CaCO3),CaO,Ca(OH)2,、從沉淀效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多，如何解決這一矛盾？,、如何制得無水MgCl2 ？,、由MgCl2 到Mg究竟用還原法還是電解法好？,思考：,用石灰乳代替石灰水,先加鹽酸反應，再濃縮得MgCl26H2O晶體，然后再將MgCl26H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得

4、無水MgCl2,由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂,、請設(shè)計由Mg(OH)2到Mg的可能途徑。,CaO,Mg(OH)2,MgCl26H2O,MgCl2,Mg,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,思考：電解產(chǎn)生的Cl2怎么處理？,探究一：取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中； 現(xiàn)象： 結(jié)論或化學方程式：,鎂條逐漸溶解，有大量氣體產(chǎn)生,Mg+2HCl=MgCl2+H2,探究二：取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中； 現(xiàn)象： 結(jié)論或化學方程式：,有氣體產(chǎn)生，滴有酚酞的水溶液變紅(但比鈉與水反應緩和得多）,探究三：取一根除去氧化膜

5、的鎂條，點燃后插入充滿CO2的的集氣瓶中。 現(xiàn)象： 結(jié)論或化學方程式：,燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，在集氣瓶的內(nèi)壁有黑色固體附著,四、Mg條與氮氣的反應,1. 海水中含的MgCl2是Mg的重要來源之一,從海水中提鎂，可按如下步驟進行： （1）將貝殼制成石灰乳 （）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物 （）將沉淀物與鹽酸反應、結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物 （）將產(chǎn)物熔融后電解 關(guān)于提取鎂，下列說法中不正確的是（ ） . 此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富 . 進行（1）、（2）、（3）步的目的是從海水中提取MgCl2 . 第四步會產(chǎn)生氯氣 D. 以上過程中涉及到復分

6、解反應、化合反應和置換反應,2. 分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物，肯定不存在的物質(zhì)是 （ ） A. C B. MgO C. MgCO3 D. Mg3N2,C,小結(jié),. 海水中的化學元素的存在與利用,. 海水提鎂的工藝流程,. 鎂的性質(zhì),.鎂的用途,四、從海水中提取重水,海水中溶存著80多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開發(fā)價值。據(jù)計算，每立方千米海水中含有3 750104 t固體物質(zhì)，其中除氯化鈉約3 000104 t外，鎂約450104 t，鉀、溴、碘、釷、鉬、鈾等元素也不少。,中 國 海 域,鎂在海水中含量很高，僅次于氯和鈉，居第3位。,溴的濃度較高，平均為6710-3 mL/L，地

7、球上99以上的溴都儲存在海水里，故溴有“海洋元素”之稱。,碘在海水中的濃度只有0.06 10-6，屬于微量元素。,鉀在海水中的總量為500 1012 t以上。海水中所含鉀的儲量遠遠超過鉀鹽礦物儲量。,鈾海水中的總量非?？捎^，達45108 t，相當于陸地儲量的4500倍。,一噸海水中所含重水的核聚變反應，可釋放出相當于256t石油燃燒所產(chǎn)生的能量。,重水核聚變反應可釋放出相當能量，海水中約有200108 t重水。,提取,氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質(zhì)子外，比氫多了一個中子。氘的化學性質(zhì)與氫一樣，但是一個氘原子比一個氫原子重一倍，所以叫做“重氫”。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要賦存于海水中，總量可達250億噸。重水現(xiàn)在已是核反應堆運行不可缺少的輔助材料，也是制取氘的原料。,制備重水有兩種方法， 蒸餾法：這種方法只能得到純度為92%的重水； 電解法：可得99.7%的重水，但消耗電能特別大。 化學法：,重水可以通過多種方法生產(chǎn)。然而只有兩種方法已證明具有商業(yè)意義： 水-硫化氫交換法（和氨-氫交換法。 水-硫化氫交換法是基于在一系列塔內(nèi)（通過頂部冷和底部熱的方式操作）水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過程中，水向塔底流動，而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環(huán)。使用一系列多孔塔板促進硫化氫氣體和水之間的混