人教版本化學必修二4.1（開發(fā)利用金屬礦物和海水資源）教案2

1、第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源（第2課時）二、海水資源的開發(fā)利用 1.海水水資源的利用：海水中水的儲量約占全球總水量的97。海水中水資源的利用，主要包括 海水的淡化 和直接利用海水進行 循環(huán)冷卻 。 海水淡化的方法：主要有 蒸餾法 、電滲析 法 、離子交換 法等。 海水蒸餾原理示意圖 太陽能蒸發(fā)原理示意圖2.海水中的化學資源的開發(fā)利用： （1）海洋是一個遠未開發(fā)的巨大化學資源寶庫：海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學資源。由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮有大量的無機物和有機物，目前，在陸地上發(fā)現(xiàn)的多種化學元素， 在海水中已找到多種（包括超過總量99%的H、O、CL、B

2、r、Na、K、Mg、Ca、S、C等11種元素和其他微量微量元素）其中多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有億億噸，鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，溴約有萬億噸，核燃料約億噸億噸。（2）海水中含有的各種元素的特點：種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質需要解決物質的富集的問題。（3）從海水中提取物質的方法 I. 從海水中提取食鹽的主要工藝流程：從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。其中鹽田法（又叫灘曬法）歷史最悠久，而且也是最簡便和經(jīng)濟有效的方法?，F(xiàn)在還在廣泛采用。 鹽田法：鹽田建在海灘邊，借用海灘逐漸升高的坡度，開出一片片象扶梯一樣的池子。利用漲潮或用風車和泵抽取海水到池

3、內。海水流過幾個池子，隨著風吹日曬，水份不斷蒸發(fā)，海水中的鹽濃度愈來愈高，最后讓濃鹽水進入結晶池，繼續(xù)蒸發(fā)，直到析出食鹽晶體。我國是世界上最大的產(chǎn)鹽國，年產(chǎn)鹽量近2000萬噸，占世界食鹽產(chǎn)量的80%。 長聲鹽場.從海水中提取鎂的主要工藝流程：鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂從海水中提取。主要步驟如下：海水（主要含NaCl和MgSO4）溶液試劑熔融Mg無水MgCl2MgCl2溶液Mg(OH) 2沉淀電解試劑（1）為了使MgSO4轉化為Mg（OH）2，試劑可以選用 NaOH ，要使MgSO4完全轉化為沉淀，加入試劑的量應 過量 ；驗證MgSO4已完全轉化為Mg（

4、OH）2的方法是 取上層清液，加入NaOH溶液，不生成沉淀 。（2）加入試劑后，能夠分離得到Mg（OH）2沉淀的方法是 過濾 。（3）試劑可以選用  HCl  。（4）無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2，寫出該反應的化學方程式： MgCl2（熔融） Mg + Cl2 . 從海水中提取溴的主要工藝流程 （1）用蒸餾法將海水濃縮。用硫酸將濃縮的海水酸化。（2）向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉化為溴單質。反應的化學方程式為：2NaBr + Cl2 = Br2 + 2NaCl （3）向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質吹入盛有

5、二氧化硫溶液的吸收塔內以達到富集的目的，反應的化學方程式為：Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4（4）向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣，反應的化學方程式為：2HBr+ Cl2 = 2HCl+ Br2（5）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內的溶液中的溴單質，得到產(chǎn)品溴?！緦嶒?2】從海帶中提取碘（1）反應原理：海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時用適當?shù)难趸瘎℉2O2)將其氧化成I2，再用有機溶劑將I2萃取出來 用H2O2做氧化劑，反應的離子方程式是：2I-+ H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O 。（2）操作步驟：取約3g干海帶，把表面的浮著物用刷子刷凈（

6、不要用水沖洗，以免 洗去表面的碘化物），用剪刀剪碎后，用酒精濕潤，放入坩堝中。點燃酒精燈，灼燒海帶至完全變?yōu)榛覡a（注意通風）停止加熱，冷卻將海帶灰轉移到小燒杯中，向其中加入10ml蒸餾水，攪拌、煮沸23min ,過濾。 在濾液中滴入幾滴稀硫酸（3mol/l）,再加入1mL H2O2（3%），現(xiàn)象：溶液 變棕黃色 。 再加入幾滴淀粉溶液，現(xiàn)象是：溶液 變藍色 。（3）提取I2流程： 含碘單質的有機溶液含碘單質的溶液試劑殘渣含碘元素的溶液灼燒海帶溶解，過濾海帶灰 【總結】海水資源的開發(fā)利用： 從海水中提取淡水海水淡化 海水制鹽海水資源的開發(fā)利用 從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工產(chǎn)品 從海水中獲取鈾

7、和重水作為核能開發(fā)的重要原料 從海水中獲取其他物質和能量海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例（如下圖）【隨堂練習】1.從海水中提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟有：濃縮結晶，加熟石灰，加鹽酸，過濾，熔融電解，正確的生產(chǎn)步驟順序是_ 。2.按下述實驗過程填空：（1）寫出上述反應的化學方程式： 2FeBr2 3Cl2 = 2FeCl3 2Br2 ；   2FeCl3 2KI =2FeCl2 2KCl I2 ；  2KI Br2 =2KBr I2 （2）溶液的顏色：a： 棕黃色 ； b：橙紅色 ； c： 藍色 ； d：藍色 。3.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：（1） 若在空

8、氣中加熱MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫出相應反應的化學方程式MgCl2·6H2O = Mg(OH)Cl+HCl+5H2O 。（2）用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O時，能得到無水MgCl2，其原因是： 在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl2水解，且?guī)ё進gCl2·6H2O受熱產(chǎn)生的水氣，故能得到無水MgCl2（3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應怎樣除去？寫出實驗步驟。步驟：加入 MgCl2 溶液，充分攪拌，過濾 ，沉淀用水 洗滌 （4）實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的；溶解時： 攪拌，加速溶解 。過濾時：使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外灑 。蒸發(fā)時：攪拌，防止因局部過熱液滴或晶體飛濺 。(5) 獲得HCl的反