高二化学海水淡化 (2)精选文档.ppt

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1、高二化学海水淡化本讲稿第一页，共三十六页 课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案学习目标学习目标第第三三单单元元海海水水淡淡化化本讲稿第二页，共三十六页学学习习目目标标1.了解蒸了解蒸馏馏方法的原理。方法的原理。2了解了解电电渗析法的原理及其渗析法的原理及其应应用。用。3了解反渗透淡化海水的原理。了解反渗透淡化海水的原理。4了解冷了解冷冻冻法原理。法原理。本讲稿第三页，共三十六页课前自主学案课前自主学案海水淡化又称海水淡化又称_,它是利用物理、化学、生物方它是利用物理、化学、生物方法将海水中溶解的法将海水中溶解的盐盐脱除脱除.海水淡化的方法有蒸海水淡化的方法有

2、蒸馏馏法、膜法、冷法、膜法、冷冻冻法、离子交法、离子交换换法等法等,其中蒸其中蒸馏馏法、膜法是主要方法法、膜法是主要方法.脱脱盐盐本讲稿第四页，共三十六页一、蒸一、蒸馏馏法法海水淡化海水淡化处处理多用蒸理多用蒸馏馏法法.蒸蒸馏馏法是将水加法是将水加热热至至105 蒸蒸发发汽化汽化,然后将蒸汽冷凝而得到蒸然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏馏水的方法水的方法.蒸蒸馏馏法的特法的特点是点是设备结设备结构构简单简单、易操作、淡水、易操作、淡水质质量好量好,缺点是缺点是_.将将发电发电厂等工厂等工业业余余热热用于海水淡化是用于海水淡化是经济经济合理合理的途径的途径.能耗大能耗大本讲稿第五页，共三十六页完全免费,无

3、需注册,天天更新！本讲稿第六页，共三十六页其中普遍采用的是多其中普遍采用的是多级闪级闪急蒸急蒸馏馏法法,70%的淡化海水是的淡化海水是用用这这种方法生种方法生产产的的.常常压压下下,水的沸点是水的沸点是100,减减压时压时水的沸点降低水的沸点降低.“多多级闪级闪急蒸急蒸馏馏法法”就是就是设计设计了一种了一种压压强强一个比一个低的蒸一个比一个低的蒸发发室室,将它将它们连们连通在一起通在一起,当高温当高温海水从它海水从它们们中中间间通通过时过时,水就会被瞬水就会被瞬间间蒸蒸发变为发变为水蒸气水蒸气,经经冷凝成冷凝成为为淡水淡水.本讲稿第七页，共三十六页思考感悟思考感悟1什么是减什么是减压压蒸蒸馏馏

4、？【提示】【提示】当当压压强强降低降低时时，液体的沸点也降低。因此，液体的沸点也降低。因此，降低容器内的降低容器内的压压强强，可使液体在，可使液体在较较低温度下沸低温度下沸腾腾。在。在低于常低于常压压下下进进行的蒸行的蒸馏过馏过程，通常称程，通常称为为减减压压蒸蒸馏馏。本讲稿第八页，共三十六页二、二、电电渗析法渗析法电电渗析是指利用阴、阳离子交渗析是指利用阴、阳离子交换换膜膜对对阴、阳离子的阴、阳离子的_,在外加直流在外加直流电场电场作用下作用下,使水中的一部分离使水中的一部分离子子转转移到另一部分水中而达到除移到另一部分水中而达到除盐盐目的的方法目的的方法.选择选择透透过过性性本讲稿第九页，

5、共三十六页将具有将具有选择选择透透过过性的性的_与与_交替排列交替排列,组组成多个相互独立的隔室成多个相互独立的隔室,在外在外加加电场电场的作用下的作用下,阴、阳离子定向移阴、阳离子定向移动动,隔室内海水被淡化隔室内海水被淡化,而相而相邻邻隔室内的海水被隔室内的海水被浓缩浓缩,淡水与淡水与浓缩浓缩海水得以分离海水得以分离.阳离子交阳离子交换换膜膜(阳膜阳膜)阴离阴离子交子交换换膜膜(阴膜阴膜)本讲稿第十页，共三十六页思考感悟思考感悟2电电渗析法淡化海水的原理是什么？渗析法淡化海水的原理是什么？【提示】【提示】电电渗析法中阴离子交渗析法中阴离子交换换膜只允膜只允许许阴离子通阴离子通过过,阳离子交

6、阳离子交换换膜只允膜只允许许阳离子通阳离子通过过.在外加在外加电场电场的作的作用下用下,阴离子透阴离子透过过阴离子交阴离子交换换膜迁移到阳极区膜迁移到阳极区,阳离子透阳离子透过过阳离子交阳离子交换换膜迁移到阴极区膜迁移到阴极区.本讲稿第十一页，共三十六页三、反渗透法三、反渗透法利用只允利用只允许许_通通过过,不允不允许许_通通过过的半透膜的半透膜,将将海水与淡水分离海水与淡水分离.利用反渗透技利用反渗透技术术可以大量、快速地生可以大量、快速地生产产淡水淡水.寻寻找更理想的渗透膜找更理想的渗透膜,提高海水淡化效率是目提高海水淡化效率是目前努力的方向前努力的方向.溶溶剂剂溶溶质质本讲稿第十二页，共

7、三十六页思考感悟思考感悟3反渗透法的关反渗透法的关键键是什么？是什么？【提示】【提示】关关键键是是寻寻找更理想的渗透膜，提高海水淡找更理想的渗透膜，提高海水淡化效率。化效率。本讲稿第十三页，共三十六页四、冷四、冷冻冻法法把冷海水把冷海水喷喷入入_,部分海水蒸部分海水蒸发发吸吸热热使其余海水使其余海水冷却形成冰晶冷却形成冰晶.冰晶中冰晶中杂质杂质含量比原溶液中少含量比原溶液中少,将冰晶将冰晶处处理后可得到淡水理后可得到淡水.真空室真空室本讲稿第十四页，共三十六页课堂互动讲练课堂互动讲练海水淡化的方法海水淡化的方法海水淡化的方法已有十几种海水淡化的方法已有十几种,主要的有蒸主要的有蒸馏馏法、法、电

8、电渗析渗析法、冷法、冷冻冻法、反渗透法、太阳能法、离子交法、反渗透法、太阳能法、离子交换换法等法等.其其中蒸中蒸馏馏法的法的历历史最久史最久,技技术术和工和工艺艺也比也比较较完善完善,是目前海是目前海水淡化的主要方法水淡化的主要方法.(内容内容详见课详见课前自主学案前自主学案)本讲稿第十五页，共三十六页例例例例1 1本讲稿第十六页，共三十六页【解析】【解析】明明矾矾的成分是的成分是KAl(SO4)212H2O,加入到加入到海水中只能除去海水中只能除去OH或或Ba2等等,对对Na、Cl、Mg2、Ca2等无影响等无影响,起不到淡化的作用起不到淡化的作用.【答案】【答案】A本讲稿第十七页，共三十六页

9、本讲稿第十八页，共三十六页解析：解析：选选D。海水淡化耗能大，成本高，。海水淡化耗能大，成本高，这这是是传统传统淡化法，淡化法，现现在研究出在研究出许许多新的方法如离子膜分离法、多新的方法如离子膜分离法、离子交离子交换换法等，耗能成本都大法等，耗能成本都大为为降低，可以形成降低，可以形成规规模化生模化生产产。本讲稿第十九页，共三十六页电电渗析法淡化海水的原理渗析法淡化海水的原理现现在大在大规规模淡化海水模淡化海水则则采用采用电电渗析法渗析法.如下如下图图所示所示:海水海水进进入入电电渗析装置后渗析装置后,在在电场电场作用下作用下,钠钠离子和离子和氯氯离子都要离子都要作定向移作定向移动动:钠钠离

10、子向阴极移离子向阴极移动动,氯氯离子向阳极移离子向阳极移动动,但但阳离子阳离子选择选择性透性透过过膜只能膜只能让钠让钠离子通离子通过过,阴离子阴离子选择选择性性透透过过膜只能膜只能让氯让氯离子通离子通过过,所以所以,在在电电渗析装置中就出渗析装置中就出现现了了“一格海水被一格海水被浓缩浓缩,另一格海水被淡化另一格海水被淡化”的情况的情况,我我们们只只需要将淡水引出即得淡化水需要将淡水引出即得淡化水,而而浓缩浓缩后的后的卤卤水水则则可以作可以作为为海水加工的原料得到海水加工的原料得到进进一步的利用一步的利用.本讲稿第二十页，共三十六页本讲稿第二十一页，共三十六页 阳离子交阳离子交换换膜能在直流膜

11、能在直流电场电场的作用下的作用下选择选择性地性地透透过电过电解液中的阳离子使向阴极迁移解液中的阳离子使向阴极迁移,阴离子交阴离子交换换膜膜则则能在直流能在直流电场电场的作用下的作用下选择选择性地透性地透过电过电解液中的阴离解液中的阴离子使向阳极迁移子使向阳极迁移.同同时时在在电电解槽解槽(称称为为“电电渗析器渗析器”)中使中使用合适型号的用合适型号的这这两种膜两种膜(简简称称“阳膜阳膜”和和“阴膜阴膜”),可以在可以在直流直流电场电场的作用下的作用下进进行海水的行海水的电电渗析脱渗析脱盐盐而使海水淡而使海水淡化化.例例例例2 2本讲稿第二十二页，共三十六页本讲稿第二十三页，共三十六页脱脱盐时盐

12、时，各隔室相，各隔室相间间流流动动着着“淡水淡水”和和“浓浓水水”；在流；在流动动着着“极水极水”的以石墨的以石墨为电为电极材料的两极极材料的两极发发生生电电解反解反应应。根据需要，可将几台根据需要，可将几台电电渗析器串渗析器串联联使用。使用。图图中中标标写的写的离子符号，提供思考其在离子符号，提供思考其在电场电场中的迁移方向。中的迁移方向。本讲稿第二十四页，共三十六页回答下列回答下列问题问题：(1)分分别别写出海水在写出海水在电电渗析器中脱渗析器中脱盐时盐时所得主要阳极所得主要阳极产产物和主要阴极物和主要阴极产产物的化学式。用石棉布物的化学式。用石棉布为为隔膜的一般的隔膜的一般的惰性阳极惰性

13、阳极电电解槽来解槽来电电解海水，能用来生解海水，能用来生产产H2吗吗？为为什什么？么？(2)致力于致力于发发展展电电渗析法、反渗透法等海水淡化新技渗析法、反渗透法等海水淡化新技术术的直接社会效益是什么？的直接社会效益是什么？本讲稿第二十五页，共三十六页(3)已成功地已成功地联联合合应应用海水淡化新技用海水淡化新技术术和一般的离子交和一般的离子交换树换树脂脂净净水法，由海水制得水法，由海水制得纯纯水。又知海洋水能源水。又知海洋水能源(海洋水能海洋水能发电发电)有其巨大的开有其巨大的开发发前景。你前景。你认为应认为应怎怎样样综综合开合开发发海洋能源，促成人海洋能源，促成人类进类进入入氢氢能能时时代

14、？代？本讲稿第二十六页，共三十六页【解析】【解析】(1)阳极阳极:2Cl2e=Cl2;阴极阴极:2H2e=H2.因因为氯为氯气可以和气可以和烧烧碱反碱反应应,所以不能用于所以不能用于制制氯氯气气,但制但制氢氢气没有什么气没有什么问题问题.(2)从以上原理看从以上原理看,至少可以得到至少可以得到电电解解产产物物氯氯气、气、氢氢气和气和高高浓浓度的度的烧烧碱碱,同同时时得到淡水及可用于得到淡水及可用于进进一步利用的一步利用的浓浓缩缩海水海水.本讲稿第二十七页，共三十六页【答案】【答案】(1)Cl2、H2;可以可以;因因为为阴极阴极发发生的反生的反应应可可以得到以得到H2.(2)制制氯氯气、气、氢氢

15、气和高气和高浓浓度的度的烧烧碱碱,同同时时得到淡水及高得到淡水及高浓浓度度卤卤水水.(3)思路提示思路提示:太阳能太阳能发电发电,电电渗析渗析电电解得解得氯氯碱碱类产类产品及淡水品及淡水,卤卤水的水的进进一步开一步开发发利用利用.本讲稿第二十八页，共三十六页变变式式训练训练2自然自然环环境提供的能境提供的能够够被人被人类类利用的利用的资资源并不源并不丰富，而且丰富，而且资资源缺乏的形式日益源缺乏的形式日益严严峻。地球的海水峻。地球的海水总总量量约约为为1.41018 t，是人，是人类类最大的最大的资资源源库库。电电渗析法是近渗析法是近年年发发展起来的一种展起来的一种较较好的海水淡化技好的海水淡

16、化技术术，其原理如，其原理如下下图图：本讲稿第二十九页，共三十六页电电渗析淡化海水原理示意渗析淡化海水原理示意图图本讲稿第三十页，共三十六页三星学科,教师助手,学生帮手,家长朋友！本讲稿第三十一页，共三十六页(1)电电渗析法的主要原理是渗析法的主要原理是_ _.(2)是是_(填填“淡水淡水”或或“浓浓水水”)室室,由由口排出的口排出的是是_(填填“淡水淡水”或或“浓浓水水”).解析解析:利用利用电场电场作用作用,使海水中阴、阳离子分使海水中阴、阳离子分别别向阳、阴向阳、阴极定向移极定向移动动,但在阳膜和阴膜的离子但在阳膜和阴膜的离子选择选择透透过过性作用下性作用下,使有的使有的间间隔内离子隔内

17、离子浓浓度度变变大大(如如间间隔隔),有的有的间间隔内离子隔内离子浓浓度度变变小小(如如间间隔隔),这样这样就可以在不同的就可以在不同的间间隔内分隔内分别别得到得到浓浓水和淡水水和淡水.本讲稿第三十二页，共三十六页答案：答案：(1)在在电场电场作用下，海水中的阳离子作用下，海水中的阳离子趋趋向阴极，向阴极，阴离子阴离子趋趋向阳极，但阳离子只能透向阳极，但阳离子只能透过过阳膜，却被相阳膜，却被相邻邻的阴膜阻的阴膜阻挡挡，阴离子与此相反，形成含，阴离子与此相反，形成含盐盐多的多的浓浓水和水和含含盐盐少的淡水少的淡水(2)淡水淡水浓浓水水本讲稿第三十三页，共三十六页知能优化训练知能优化训练本讲稿第三十四页，共三十六页本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此点此点此进进进进入入入入课课课课件目件目件目件目录录录录按按按按ESCESC键键键键退出全屏播放退出全屏播放退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用本讲稿第三十五页，共三十六页完全免费,无需注册,天天更新！本讲稿第三十六页，共三十六页