【高中化学】自然资源的开发利用第2课时课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第八章第八章 化学与可持续发展化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用第2课时1.以海水中的氯化钠为原料，构建物质间的转化关系图和思维导图。2.通过海水提溴工艺流程图设计与分析，形成工业上提取物质的一般思路和方法，培养模型认知和证据推理能力。重点学习目标难点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人类是如何利用海水的呢？又是用什么方法从海水中提取海水中的化学元素的呢？海水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却。海水淡化主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法。海水淡化电渗析法离子交换法蒸馏法海水淡化方法原理蒸馏法将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水电渗析法在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中达到除盐的目的离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子这三种淡化海水的方法分别有什么优缺点呢？海水淡化蒸馏法最先使用，技术成熟，但成本高电渗析法成本低，但未能大量生产离子交换法目前正在迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂海水贮水池蒸发池结晶池粗盐母液氯化钠多种化工原料海水晒盐流程图海水晒盐流程图海水资源的开发利用物质是物质的不断分离和提纯的过程。海水提溴医药医药液溴液溴农药农药染料染料摄影器材摄影器材冶金工业冶金工业灭火器材灭火器材 溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，以Br-形式存在。海水中溴元素的含量约为67 mg/L。溴在海水中的浓度比较低，如何从海水中提取溴呢？海水综合利用海水淡化蒸馏淡化浓缩海水蒸发结晶粗盐母液海水0.0672 g/L苦卤2.53 g/L母液也叫“苦卤”，含有较高浓度的K+、Mg、Br 和SO4 等。2+2Br 的浓度原料 Br 目标产品 Br2 步骤核心反应分离提纯Cl2+2Br 2Cl+Br2海水提溴核心反应Br Br2 如何转化？科学性、可行性1.如何选择合适的氧化剂？价格(万元/吨)Cl20.155O20.13（不能把Br 氧化成Br2）KMnO43.4K2Cr2O73.76KClO32.7H2O21.4Na2O2(过氧化钠)17简约性：原料廉价易得安全性：从源头上减少和消除污染2.如何将卤水中的溴单质提取出来呢？操作简单海水提溴根据海水提溴工艺流程图，思考和讨论每一个环节的作用，写出各个环节主要反应的方程式。海水提溴工艺流程图海水提溴此流程的目的是什么？流程中涉及哪些步骤？每一步的作用是什么？01流程中涉及哪些化学知识？涉及的反应主要有哪些？用到了哪些分离和提纯的操作？02温馨提示温馨提示海水提溴工艺流程图 “吹出法”海水提溴环节作用方程式氧化吹出吸收蒸馏SO2Br22H2O H2SO42HBr 海水提溴向含Br2的水溶液中通入空气，将Br2吹出吹出的Br2通入盛有SO2、H2O的吸收塔内，达到富集的目的向吸收塔反应后的溶液中通入适量的Cl2，将HBr氧化生成Br22BrCl2 Br22Cl 2HBrCl2 Br22HCl 将海水浓缩后，向酸化的海水中通入Cl2，使Br 转化为Br2海水提溴特别提醒！海水提溴的过程，将Br 氧化吹出吸收，又变回Br2，主要是富集溴。不能利用最初的含Br2的海水直接蒸馏获取液态溴，因为此时溶液中的Br2浓度较低，若直接蒸馏，处理量大，成本高。第一步已经得到溴单质，为什么还要通入空气？通入二氧化硫将溴单质还原后再通入氯气生成溴单质，是否多次一举？海水提溴 富集(浓缩)氧化室冷凝器吹出塔吸收塔蒸馏塔Br2海水酸和Cl2空气SO2和H2OCl2和H2O(g)请你根据教材海水提溴工艺流程图，自己动手绘制简易工艺流程图。海水提溴 富集工业原料中间产物中间产物 转化酸碱性氧化性 分离提纯除去杂质提纯产物目标产品由工业原料到具体产品的一般思路和方法 根据从海水中提取物质的一般思路，请以小组合作形式设计完整方案，完成从海水中提取镁的工艺流程图，并写出化学方程式。海水提镁沉淀池CaO石灰乳贝壳海水Mg(OH)2盐酸、浓缩MgCl26H2O在HCl气氛中MgCl2电解Mg+Cl2盐酸Cl2循环利用HCl煅烧水引入过滤海水提镁的工艺流程图：蒸发、浓缩、干燥、脱水海水提镁CaCO3 CaO+CO2高温CaO+H2O Ca(OH)2Ca(OH)2+MgCl2 Mg(OH)2+CaCl2Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2OMgCl2+6H2O MgCl26H2OMgCl26H2O MgCl2+6H2O HCl,MgCl2(熔融)Mg+Cl2电解主要反应原理：1.水资源非常重要，虽然地球约71%的面积被海水所包围，但淡水的比例只有2.5%，且其中绝大部分以冰川和其他形式存在，实际能够用来饮用的水不足全球淡水总量的1%。下列关于水的说法错误的是（）A.蒸馏法是海水淡化的方法之一B.淡水的密度小于海水的密度C.融化的雪水中矿物质的含量比深井水中的少D.0以上，温度越高，水的密度越小 D由于水在4 时密度最大，因此在04 之间，温度越高水的密度越大，而在4 以上时，温度越高水的密度越小，D错误。解析解析2.若将海水淡化作为饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是（）AA.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化 B.利用太阳能使海水蒸馏淡化 C利用电渗析法可以获取淡化的饮用水 D将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子解析解析明矾在溶液中能生成胶体，不能与盐(MgCl2等)反应，不能使海水中的盐分沉淀而淡化；太阳能提供水蒸发需要的能量，则利用太阳能使海水蒸馏淡化；利用电渗析法可以除去海水中的某些阳离子和阴离子，从而获取淡化的饮用水；通过离子交换树脂，使某些离子被选择吸收，达到淡化目的。3.空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是以预先经过酸化的浓缩的海水为原料，通过以下步骤提溴。步骤：用氯气置换溴离子使之成为单质溴。步骤：通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸。步骤：用氯气将氢溴酸氧化得到产品溴。下列说法正确的是_（填字母）。A.步骤和的目的是溴富集B.上述步骤中的反应可说明氧化性：Cl2Br2C.步骤和发生的主要反应原理不同。AB氧化还原反应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。多金属软泥蒸馏法离子交换法电渗析法海水资源的开发利用01海水淡化02吹出法海水提溴的主要原理氧化吸收蒸馏