【高中化学】自然资源的开发利用（2） 高一化学同步备课系列（人教版2019必修第二册）.pptx

第一节 自然资源的开发利用第2课时第八章 化学与可持续发展 知识导航2海水制盐1海水淡化3本节重难点海水提溴4本节重难点海水制镁新课导入地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。你知道海洋中有哪些资源吗？知识梳理l海洋中的资源的分类矿产资源化学资源动力资源生物资源知识梳理海水中水的储量约为1.31018 t，约占地球上总水量的97。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。l海水中的物质海水中最多的物质知识梳理地球上的水资源很丰富，但可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0.3%，且在时间和空间上分布不均衡。淡水资源的短缺势必会制约社会的发展，那么，采用什么方法可以解决淡水危机呢？知识梳理l海水淡化蒸馏法示意图 原理：蒸馏是根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。通过蒸馏的方法可得到净化程度较高的水。(冷凝管)(蒸馏烧瓶)(锥形瓶)(加入碎瓷片的目的：防止液体暴沸)蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，成本较高知识梳理l做导电性实验，看能否导电等(海水中离子导电)l加氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，看是否有白色沉淀生成(海水中有镁离子)l加硝酸银溶液看是否有白色沉淀生成(海水中有氯离子)l加热，看是否有白色固体剩余(海水中有可溶物)如何证明你得到的水是淡水，而不是海水？检验方法知识梳理l海水淡化电渗析法示意图 原理：在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。知识梳理l海水淡化离子交换法示意图 原理：利用离子交换树脂的活性基团与盐水中的阳离子和阴离子进行交换，除去海水中盐分制取淡水的方法，也就是说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了。知识梳理结论：海中含有的盐主要是 _海水中水的储量约为1.31018 t，约占地球上总水量的97。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。l海水中的物质含量最多的非金属离子含量前两位的金属离子 NaCl、MgCl2知识梳理l海水制盐目前，从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)，这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法。盐田知识梳理l海水制盐盐田法提取食盐的过程先将海水(或海边地下卤水)引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，导入结晶池，再晒就会逐渐析出食盐来。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液(也称“苦卤”)。“盐田法”提取食盐的工艺流程海水蒸发池结晶池粗盐母液知识梳理l海水制盐氯化钠的应用从海水中制得的氯化钠除了供食用，还作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。氯碱工业侯氏制碱法氯化钠钠氢氧化钠漂白剂盐酸NaHCO3Na2CO3氯气氢气知识梳理l海水制盐氯化钠的应用氯碱工业制钠和氯气制盐酸制漂白剂(84)2NaOHCl2=NaClNaClOH2O2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2电解2NaCl(熔融)2NaCl2电解H2Cl2 2HCl点燃知识梳理请同学们阅读教材101页第二自然段，思考：如何从海水中提取溴？知识梳理l海水提溴工艺流程海水浓缩海水(Cl-)吸收塔用SO2吸收浓缩海水(Cl-、Br2)Br-SO42-浓缩酸化通入Cl2(氧化)通入热空气或水蒸气(吹出)反应后富集溴通入Cl2(提取)Br2Cl-蒸馏分离溴单质海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr向经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将Br-氧化为Br2利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收Cl2+2Br-=2Cl-+Br2知识梳理飞机导弹火箭人们提取海水中的化学元素，来制备有多种用途的物质。如广泛用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁，就是利用从海水中提取的镁盐制取的。因此镁也被称为“国防金属”。知识梳理l海水制镁工艺流程通常将 加入海水或卤水中，沉淀出 ，该物质再与 反应生成 ，电解 状态的 ，就能制得金属镁。石灰乳氢氧化镁盐酸氯化镁氯化镁熔融上述转化过程中发生的化学反应主要有：MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2OMgCl2(熔融)Mg+Cl2通电石灰乳盐酸脱水海水或卤水氢氧化镁MgCl2溶液MgCl26H2OMgCl2Mg(OH)2 MgCl2 Mg镁电解 Mg知识梳理l海水制镁由MgCl26H2O制备无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防 MgCl2 水解。因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2，得到的镁，应在 H2氛围中冷却。知识梳理海水中本来就有氯化镁，为什么不直接通电？而是要经过“MgCl2Mg(OH)2 MgCl2”这样的过程来获取MgCl2呢？所加盐酸是否要过量？目的是什么？如果过量，如何除去？l要过量，目的是保证Mg(OH)2完全反应，过量的稀盐酸加热蒸发即可除去。问题1l除去其它杂质，将MgCl2富集起来。问题2问题3为什么不用NaOH代替Ca(OH)2，怎样得到Ca(OH)2？你能用流程图表示吗？lNaOH价格贵，Ca(OH)2 价格便宜且容易得到。工业上可以利用高温煅烧贝壳得到所需要的Ca(OH)2。贝壳(含CaCO3)CaOl流程图：高温煅烧水石灰乳请同学们回顾所学内容，回答下列问题：知识梳理请同学们回顾所学内容，判断正误：问题1海洋约占地球表面积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约()海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低()海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素()可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气()除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了()问题2问题3问题4问题5知识梳理l海水的综合利用示意图拓展延伸地球深部岩浆沿海底地壳裂缝渗到地层深处，把岩浆中的盐类和金属溶解，变成含矿溶液，在地层深处高温高压作用下，随海底热液体喷到海底，与深海底泥土混合形成富含多种金属的软泥。多金属软泥随堂演练1.在海水资源的综合利用中，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A.溴、碘单质 B.钠、镁单质C.食盐、淡水 D.烧碱、纯碱C2.我国历来十分重视海水资源的综合利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化C.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质D.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备MgD随堂演练3.溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：(1)写出、过程中反应的离子方程式。Cl22Br=Br22ClSO2Br22H2O=SO42-2Br4HCl22Br=Br22Cl随堂演练3.溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：(2)过程和通入空气、水蒸气利用单质溴的什么性质？过程获取了游离态的溴，过程又将其转变为化合态的溴，其目的是什么？lBr2易挥发，利用空气或水蒸气可以将Br2从海水中吹出；将单质溴再转化为溴离子的目的是使Br浓缩，提高Br2的提取效率。随堂演练3.溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：(3)过程蒸馏过程中温度控制在8090，温度过高或过低都不利于生产，原因是什么？l温度过高，水蒸气挥发性增强，使溴的纯度降低，温度太低，溴的挥发性减小，导致溴单质不能充分挥发。课堂小结化学资源海洋中的资源的分类动力资源海水淡化海水制盐矿产资源生物资源海水提溴海水制镁海水资源的开发利用第一节自然资源的开发利用第2课时