高中化学人教版 (2019)必修 第二册第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用获奖课件ppt

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第2课时　海水资源的开发利用
［知识梳理］
知识点一　海水水资源的开发利用
这是工业海水淡化的图片，那么海水淡化有哪些方法呢？请完成下列知识点：
1．直接利用：海水进行　　　　　　。2．海水淡化：主要方法有　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　。
循环冷却
蒸馏法
电渗析法
离子交换法
知识点二　海水化学资源的开发利用
这是海水晒盐、海水提镁的图片，海水化学资源究竟如何应用？请完成下列知识点：
1．海水中的化学资源
海水中H、O两种元素，加上　　　　　　　　　　　　　　　　等11种元素的总量超过　　　　，其他为微量元素，共计含有80多种。
2．海水制盐
Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr
99%
3．海带提碘
4．海水提溴
（1）过程：浓缩―→　　　　―→　　　　―→提取。（2）原理：____________________________。
浸泡
氧化
2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
氧化
富集
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
5．海水提镁
CaO
盐酸
脱水
电解
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
6．新能源的开发
（1）从海水中提取铀和重水，铀和重水是核能开发的重要原料。（2）潮汐能、波浪能是待开发的新型能源。
微判断
（1）海水中含有Br2（　　）（2）海带中含有碘，能使淀粉变蓝（　　）（3）用SO2溶液吸收溴蒸气，是利用了SO2具有漂白性（　　）
×
×
×
微训练1．海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法错误的是（　　）
解析　海水中的溴元素以离子形式存在，需要通过化学反应来转化成溴单质，A项正确；在波浪发电和潮汐发电过程中机械能转化为电能，而不是化学能转化为电能，B项错误；从海水中可以得到NaCl固体，电解熔融NaCl可制备金属钠，C项正确；依据海水提取镁的原理分析，卤水中加入氢氧化钙以沉淀镁离子，生成氢氧化镁，过滤后加盐酸溶解、蒸发浓缩、冷却结晶析出晶体，然后得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁得到金属镁，该方法合理，D项正确。
答案　D
2．海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
解析　A项，海水中通入氯气可置换出溴，正确；B项，粗盐提纯包括溶解、除杂、过滤、结晶、重结晶等，正确；C项，氢氧化钠成本较高，工业上常用选用生石灰或石灰水作沉淀剂，错误；D项，先吹出溴再用SO2吸收可实现溴的富集，正确。故选B项。
答案　C
微思考1．目前，海水制盐所采用的方法大部分仍为盐田蒸发法，利用风能和太阳能使海水蒸发。这种古老方法有什么优点？（从经济效益方面考虑）
提示　盐田蒸发法具有产量高、耗能少、成本低、运输方便等优点。
2．结合P101思考与讨论
（1）通入空气，将溴吹入吸收塔，是利用了溴的什么性质？（2）除通过蒸馏提取液溴外，还有什么方法可提取液溴？
提示　（1）溴的沸点低，易挥发。（2）由于溴易溶于有机溶剂，还可用萃取的方法提取液溴。
学习任务　（核心素养）海水化学资源的开发利用
一、知识要点
1．海水提溴
2．海带中提碘
（1）海带中含有碘元素的检验①关键反应的反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。②实验步骤及证明方法：
（2）海带中提碘①流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。②主要的化学反应原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
3．海水提镁
（2）工艺流程：
二、核心素养
【素养解题】[典例示范]　空气吹出法是目前“海水提溴”使用到的主要方法之一。其工艺流程如下：
（1）步骤③所发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________________。（2）溴水混合物Ⅱ中溶有一定量的氯气，因此在步骤⑤中可将蒸馏产生的气体通过　　　　（填化合物名称）溶液，以除去氯气。（3）步骤⑤的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃温度。过高或过低都不利于生产，请解释原因：_________________________________________________。（4）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是______________________________________________________________________________________。（5）提取溴单质时，蒸馏溴水混合物Ⅱ而不是蒸馏溴水混合物Ⅰ，请说明原因：___________________________________________________________。
[解题思路]
三、对点训练1．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：
下列说法不正确的是（　　）A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
答案　B
解析　海水中含有大量的镁元素，从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰富，A项正确；电解熔融的MgCl2时，阳极产生Cl2，阴极产生金属镁，B项错误；因MgCl2能水解：MgCl2＋2H2OMg（OH）2＋2HCl，所以将MgCl2·6H2O晶体在HCl气体氛围中加热脱水，其目的是抑制MgCl2水解生成Mg（OH）2，C项正确；步骤①涉及CaCO3的分解反应得到CaO，CaO与H2O发生化合反应得到Ca（OH）2，步骤⑥是电解涉及分解反应，步骤③涉及MgCl2与Ca（OH）2发生的复分解反应得到Mg（OH）2和CaCl2，D项正确。
2．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是（双选）（　　）
答案　CD
解析　灼烧海带应用坩埚，A选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B选项错误；CCl4的密度比水的大，萃取I2的CCl4层在下层，应从分液漏斗下口流出，C选项正确。
3．海水是可以综合利用的。从海水中提取食盐和溴的过程如下：
（1）请写出一种海水淡化的方法：________________________________________。（2）步骤Ⅰ获取Br2的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________。
解析　海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。海水淡化后得到NaCl，电解其熔融态可生成Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，离子方程式为：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，然后通入空气，吹出Br2，再用SO2吸收Br2，发生反应的化学方程式为：Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成4 mol HBr，则消耗2 mol SO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到Br2。
答案　（1）蒸馏法（或电渗析法，离子交换法等）（2）Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　（3）SO2　2
（3）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，在该反应中，还原剂是　　　　　　　　（填化学式）。若反应中生成4 mol HBr，则消耗　　　　mol SO2。
4．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：
（1）指出从海藻中提取I2的实验操作名称：①　　　　　　　　，③　　　　　　　　，反应②的离子方程式_______________________________________________。
（2）提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是________________________。A．甲苯、酒精　　　　　　 B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸 D．汽油、甘油（3）为使海藻中I－转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器。还缺少的仪器是_______________________________________________________________。（4）从含碘的有机溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处_____________________________________________________________。
解析　（1）为了从悬浊液中分离I－，应用过滤；从I2的水溶液中把它提取出来，应用萃取分液。（2）A中酒精，C中乙酸，D中甘油，都是易溶于水的物质，所以不能用于萃取碘。（3）萃取分液所必需的仪器是分液漏斗，过滤时所需仪器必有普通漏斗。
（5）进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是_________________________________________________________________________________________，最后晶态碘在　　　　中。
答案　（1）过滤　萃取分液　2I－＋Cl2===I2＋2Cl－（2）B　（3）分液漏斗，普通漏斗（4）①没有石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝管进、出水方向颠倒（5）萃取剂沸点较低，I2易升华　蒸馏烧瓶