【精品】2018版高中化学人教版选修2课件：2.2.2 海水中溴、镁及重水的提取精品ppt课件.ppt

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1、2018版高中化学人教版选修2课件：2.2.2 海水中溴、镁及重水的提取-2-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1.了解海水提镁和海水提溴的原理和过程。2.能说出从海水中提取重水的工艺流程。-3-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二三一、海水提溴1.常用方法吹出法。2.工艺流程(2)吹出:用空气将氯化生成的Br2吹出,也可以用水蒸气使溴和水蒸气一起蒸出。-4-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二三海水中Br-的浓度太低,应如何富集?提示:一般不直接用海水提溴,而是用海水晒盐后的母液提溴。-5-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取-6-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二三将MgCl2溶液浓

2、缩得到MgCl26H2O晶体,然后将晶体在HCl气流中加热烘干得无水MgCl2,为什么?提示:Mg(OH)2是中强碱,MgCl2能发生一定程度的水解反应,在HCl气流中加热烘干抑制了MgCl2的水解,能得到较纯净的无水MgCl2。-7-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二三三、从海水中提取重水1.重氢与重水的符号2.重氢与重水的应用两个氘核可融合成氦核,同时释放出大量能量,这一过程称作热核聚变;D2O可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质。3.提取重水(D2O)的方法提取重水的方法有蒸馏法、电解法、化学交换法和吸附法等。硫化氢水双温交换法是比较成功的生产方法。-8-第2课时海水中溴、镁 及重

3、水的提取一二一、海水提溴1.工艺流程2.主要反应原理-9-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二3.溴的吸收富集(1)纯碱吸收法:海水中的溴离子被氧化为溴单质后,用热空气或水蒸气吹出,通过Na2CO3溶液使溴富集后,再将得到的溶液用稀硫酸酸化,用有机溶剂萃取溴单质。发生反应:(2)SO2吸收法:用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起,不易分离,用还原剂SO2吸收后,再用氯气氧化HBr即得到溴单质。-10-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二二、海水提镁1.海水提镁流程图-11-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二-12-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取一二3.工业生产中平衡原理的应用(1)

4、沉淀溶解平衡原理的应用。向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2,由于c(OH-)增大,Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,则最大程度地将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀。向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸,使沉淀溶解平衡右移,Mg(OH)2溶解。(2)水解平衡原理的应用。在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时,由于MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl水解平衡的存在,提供HCl气体环境,增大c(HCl),抑制了MgCl2的水解,避免了Mg(OH)2的生成。-13-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2【例题1】全球海水中溴的储量丰富,约占地球溴总储量的99%,故溴有“海洋元素”

5、之称,海水中溴含量为65mgL-1,其工业提取法有:(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到单质溴。该方法涉及的反应有:(写出化学方程式);-14-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将吹出的溴用SO2来吸收,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式:。(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理来进行的,实验室中萃取用到的实验仪器名称是,下列可以用于海水中溴的萃取的试

6、剂是(填序号)。乙醇四氯化碳硝酸-15-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2解析:工业提取溴的原理:将氯气通入到富含溴离子的海水中,使溴置换出来,然后用某种溶液吸收,再提纯即可。方法(3)是利用物理方法,用有机溶剂萃取,因为溴易溶于有机溶剂,本题中作为海水中溴的萃取剂的只能是四氯化碳。(3)分液漏斗、烧杯-16-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2【例题2】海水是一种丰富的资源,工业上从海水中可提取多种物质,广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。-17-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2回答下列问题:(1)流程

7、图中操作a的名称为。(2)工业上从海水中提取的NaCl可用来制取纯碱,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱。气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是(填化学式)。滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质,工业上是向滤液D中通入NH3,并加入细小食盐颗粒,冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体,则通入NH3的作用是。-18-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2(3)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是。

8、操作b是在氛围中进行,若在空气中加热,则会生成Mg(OH)Cl,写出有关反应的化学方程式:。-19-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取知识点1知识点2解析:(1)将海水蒸发结晶得到粗盐,在提取粗盐后的母液中主要含有Mg2+。(2)先通氨气的原因是氨气易溶于水,CO2微溶于水,若先通CO2,则影响产率;从平衡的角度去分析,通入NH3可以增加和OH-的浓度,有利于沉淀溶解平衡向生成NH4Cl的方向进行,将NaHCO3转化为溶解度较大的Na2CO3而溶解,提高NH4Cl的纯度。(3)Na+采用焰色反应来检验最简便;氯化氢气体氛围的作用是防止MgCl2的水解。-20-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取

9、知识点1知识点2答案:(1)蒸发结晶(或蒸发)(2)NH3(3)用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠(答焰色反应也可)-21-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 41重水(D2O)是重要的核工业原料,下列说法错误的是()A.氘(D)原子核外有1个电子B.1H与D互称为同位素C.H2O与D2O互称为同素异形体答案:C-22-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 42从海水中提取镁,正确的方法是()解析:本题要求我们既要知道镁是由电解熔融的氯化镁得到的,还要知道从海水中提取氯化镁的途径及原料的合理使用,即利用海边富有的贝

10、壳资源生产氢氧化钙以变废为宝。答案:D-23-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 43下列关于海水综合利用的叙述不正确的是()A.利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时,直接将海水氯化,然后再进行吹出、吸收可得到溴产品B.从海水中提取的重水可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质C.盐田法制盐时,所用的盐田一般分成贮水池、蒸发池、结晶池三部分D.利用电渗析法、冷冻法制盐,同时也可以得到淡水解析:利用空气吹出SO2吸收法从海水中提溴时,氯气氧化溴离子在pH=3.5的酸性条件下效果最好,所以在氯化之前要将海水酸化,A不正确。答案:A-24-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 44

11、海水中含有丰富的化学元素,下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图:-25-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 4请回答:(1)海水制盐常用的方法是。(2)Mg(OH)2中加入盐酸后,要获得MgCl26H2O晶体,需要进行的实验操作依次为。A.蒸馏B.灼烧C.过滤D.蒸发E.冷却结晶(3)利用MgCl26H2O可制得无水氯化镁,应采取的措施是。-26-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 4(4)目前工业上主要采用隔膜法电解饱和食盐水,下列关于隔膜电解槽的叙述错误的是。A.隔膜的作用是防止氯气与氢

12、氧化钠、氢气接触而发生反应B.电解之前应除去Ca2+、Mg2+以防止电解时生成Ca(OH)2、Mg(OH)2堵塞隔膜C.阴极产物为氢氧化钠和氢气D.电解槽的阳极用金属铁网制成(5)采用“空气吹出法”由母液提溴时,要经过氯化、吹出、吸收三个过程,常用吸收剂是SO2。在吸收过程中发生反应的化学方程式为。-27-第2课时海水中溴、镁 及重水的提取1 2 3 4解析:(1)海水制盐的方法有蒸发法(盐田法)、电渗析法、冷冻法等,其中以蒸发法为主。(2)由溶液中提纯易溶于水的晶体,常用蒸发、冷却结晶的方法。(3)MgCl26H2O制无水氯化镁,如果直接加热MgCl26H2O不能得到无水MgCl2,应将MgCl26H2O在干燥的HCl气流中加热得无水MgCl2。(4)隔膜电解槽的阳极用石墨棒制成,阴极为铁网,所以D错误。(5)用SO2作还原剂,使Br2转化为HBr,再用Cl2将HBr氧化得到溴产品。