化学必修2第一节 开发利用金属矿物和海水资源说课课件ppt

这是一份化学必修2第一节 开发利用金属矿物和海水资源说课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了问题与讨论，海水水资源的利用，海水的淡化，电渗析法，②提取流程，③实验方法，④实验注意事项，浓缩海水，HBr溶液，Br2等内容，欢迎下载使用。
从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中
是“历史留给人类的资源储备”
海洋是美丽的，也是富饶的
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣
为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让?
钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛（日本人称其为“尖阁列岛”），位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼列岛周围海域面积约为17万平方公里，相当于5个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近海域，不仅蕴藏有大量石油资源，在其他方面也有巨大的经济价值。
海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，21世纪人类将重点开发海洋资源。
海洋约占地球表面积71%海洋中的资源 ：动物:（鱼类、海狮、海马、贝类………植物:（海草、海带…………矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2 、海底金属结核矿、石油水 :海水中的水约1.3X109 亿吨,占地球总水量97%还含有80多种元素
①蒸 馏 法（最先使用，技术成熟，但成本高）②电渗析法（成本低，但未能大量生产）③离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）
蒸馏法所用的装置及原理
原理：加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。
太阳能蒸发海水示意图：
它是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离的一种理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡化等方面。
2、海水化学资源的开发利用
海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。 从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。 例如，铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。
（1）从海水中提取NaCl
盐田法 制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法（需要仪器及实验步骤）
先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。
科学探究： 如何证明海带中有碘离子？阅读教材P91页实验4—2 。
海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。 用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
（2）从海带中提取碘的实验
稀H2SO4 H2O2
（1）称取3 g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。 （2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。 （3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10 mL蒸馏水，搅拌，煮沸2 min－3 min，使可溶物溶解，过滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。
海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。
实验现象：加入H2O2后，溶液由无色变为黄色，再加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色
化学方程式：2KI+ H2O2+H2SO4=I2 +K2SO4+2H2O
地球上99%以上的溴蕴藏在大海中, 以Br-形式存在，因此溴又被称为“海洋元素”。海水中溴的提取是将Br-转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应。
（3）海水提溴：主要方法是空气吹出法
通入空气水蒸气(吹入)
化学方程式：2NaBr ＋ Cl2 === Br2 ＋2NaClBr2 ＋ SO2 ＋ 2H2O === 2HBr ＋ H2SO42HBr ＋ Cl2 === Br2 ＋ 2HCl
从海水中提取溴的主要工艺流程（空气吹出法）
⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。
②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2
思考与交流： 如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材P91页资料卡片——海水提溴。
1、设计一个实验方案模拟这一生产过程； 2、写出相关的化学方程式。
2NaBr + Cl2== Br2+2NaCl
2H2O + Br2+SO2== H2SO4+2HBr
2HBr + Cl2== Br2+2HCl
海水提溴的实验室模拟装置
镁被誉为“国防金属”，60%的镁从海水提取
（4）从海水中制金属镁
MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓ + CaCl2
②Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O
过滤槽 Mg(OH)2
电解 MgCl2
海水综合利用联合工业体系一例
1、从海水中提取下列物质,可以不涉及到化学变化的是 ( ) A.Mg B.NaCl C.Br2 D.K2、医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食用海带,这是因为海带中含有较丰富的 ( ) A.碘元素 B.铁元素 C.钾元素 D.锌元素
一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道海水会致命。原因是 （ ）A、海水有苦涩味，根本喝不下去B、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡C、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡D、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡