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人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用教课内容课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用教课内容课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了导入一，导入二，思路一，模拟蒸馏法淡化海水，冷凝管，蒸馏烧瓶，锥形瓶，防止液体暴沸，注意事项，小试牛刀等内容，欢迎下载使用。
从太空观察,地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中。
海洋是生命的摇篮,海水不仅是宝贵的水资源,而且蕴藏着丰富的化学资源。海洋约占地球表面积的 71 %,海水中水的储量约占地球上总水量的 97 %,约为 1.3×1018 t。海洋中含有的元素种类很多,总计含有80 多种元素,但许多元素的富集程度很低。海水中水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力,如何对海水资源进行综合利用呢?
阅读教材,思考下列问题:
1.海水中有哪些可以利用的资源?2.海水中主要含有哪些化学元素?3.海水中的元素有什么特点?
一、海水中水资源的开发利用
阅读教材,思考以下问题:
1.海水中水资源的利用主要途径有哪些?2.海水淡化的方法有哪些?
播放视频“海水淡化工厂流程”。
(1)主要仪器的名称:A________,B_________,C________。(2)冷却水的流向:_____口进,_____口出。(3)B中加入碎瓷片的目的是_________________。
2.温度计的水银球在蒸馏烧瓶支管口处;量程应高于馏分的最高沸点。
3.冷凝水的流向是下口进入、上口流出。
4.加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
归纳总结-海水淡化的方法及原理
1.判断正误。(1)海洋约占地球表面积的71%,因此地球不缺水,人类可以任意使用,不用节约。( )(2)海水淡化的方法中,蒸馏法成本最低。 ( )(3)海水中含量最多的两种元素为 Na元素和Cl元素。 ( )(4)海水中各种化学资源的开发过程中,必须都要发生化学反应。 ( )(5)蒸馏操作时,温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处,测量蒸气的温度。 ( )
2.下列叙述不正确的是 ( )A.蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置B.蒸馏时的接收装置如图C.冷却水应该从冷凝管的下口进水、上口出水D.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸,如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
3.海水淡化可采用膜分离技术。如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水。下列对加压后右侧海水成分变化分析正确的是( )
A.溶质质量增加 B.溶液质量不变 C.溶剂质量减少 D.溶质质量分数不变
二、海水中化学资源的开发利用
从海水中制得的氯化钠有什么用途?
从海水中制得的氯化钠可以供食用,还可以作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。
制备这些化工原料的反应原理各是什么?
百川奔流归大海。陆地上的水溶解着一切可以溶解的物质并汇集到海洋。由于水分的蒸发,海水中聚集的各种元素越来越多。人类已经发现或人工制造的一百多种元素中,海洋中就含有 80 多种。元素在自然界中基本没有单质状态存在,它的化合物常常和氯的化合物混杂在一起,但是数量很少,在一些矿泉水、盐湖水(如死海)和海水中含有溴。地球上 99 % 的溴元素以Br- 的形式存在于海水中,整个大洋水体的溴储量可达 100 万亿吨,人们也把溴称为“海洋元素”。
溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛的应用。目前,人们主要从海水和盐湖水中提取溴。
如何从海水中提取溴元素呢? 播放视频“海水提溴”。
工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”,其过程主要包括氧化(用氯气氧化海水中的溴离子)、吹出(用空气将生成的溴吹出)、吸收(用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸,使其与空气分离)、蒸馏(再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离)等环节。“吹出法”的工艺流程如下:
归纳“吹出法”的生产流程及主要反应化学方程式。
(3)吹出:用空气将溴单质吹出。
从海水中获得其他物质和能量也具有广阔的前景。例如,铀和重水是核能开发中的重要原料,从海水中提取铀和重水具有一定的战略意义;潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用也越来越受到重视。海水资源的综合利用:
1.下图为海水提镁的工艺流程,写出下列步骤中的化学方程式。
(1)分解贝壳(主要成分是CaCO3)、制备Ca(OH)2: _________________,______________________。
(2)沉淀 Mg2+ :_____________________________(离子方程式)。(3)制备 MgCl2:_____________________________。(4)制取 Mg:________________________________。
2.海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
(1)实验步骤①会用到下列仪器中的________(填序号)。a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角(2)步骤③操作的名称是_________。(3)步骤④中反应的离子方程式为________________________。
(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法:________________________________________________________________________________________________________________________。(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤_____(填序号)中实现与碘分离。
一、海水资源中水资源的开发利用
海水中水的储量约为 1.3×1018 t,约占地球上总水量的 97 %,陆地上只分布了 3 %的淡水,其中有 69 %是人类难以利用的两极冰川,这样算来人类可用淡水只占全球水总量的 0.77 %。
如何利用海水中的水资源?
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等,其中蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本比较高。
海水中含量最多的为 H、O两种元素,还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素,其他为微量元素,如Au。地球上99%以上的溴蕴藏在大海中,因此溴又被称为“海洋元素”。
用从苦卤中提取出的溴元素制成了药品和用品。那么海水中的溴元素是以什么形态存在的? Br- 如何转化成溴单质? 从工业生产的角度看,选择哪种氧化剂合适?
从经济因素的角度考虑,选择氯气。
“海水提溴”工厂的工艺设备示意流程图:
写出“海水提溴”整个过程中反应的离子方程式。
三、海水中的微量元素的提取
碘在海水中的浓度仅有 0.0006 mg·L-1,故从海水中提取碘比较困难。某些藻类可以从周围海水中富集碘,如海带中含有高达 0.5 % 的碘,约比海水中的碘浓度提高了 10 万倍! 工业生产中普遍以海带为原料间接从海水中提取碘。
干海带中碘的存在形式为含碘的有机化合物,海带灼烧后的灰烬中碘元素以 I- 的形式存在。
我们从以下几个方面思考一下,如何从海带中提取碘单质。
(1)海带中的碘元素如何转移到溶液中?
(2)使 I- 转化为 I2,采用什么方法?
(3)常见氧化剂有Cl2、KMnO4、H2O2,选哪种氧化剂比较好? 为什么?
(4)请你根据学过的知识思考:检验碘元素的方法有哪些?
(5)如何从水溶液中分离出碘单质?
1.从海水中提取溴常用的一种工艺涉及以下过程:①氧化,用 Cl2将海水中的 NaBr氧化为 Br2;②将海水浓缩;③提取,用Cl2将 HBr氧化为Br2得到产品;④富集,用空气和水蒸气将Br2吹入吸收塔与吸收剂中的SO2的水溶液反应生成 HBr。则正确的步骤为 ( )A.②①③④ B.①②③④C.③②①④ D.②①④③
2.下列关于海水资源综合利用的说法中,正确的是( )A.海水蒸发制海盐的过程只发生化学变化B.海水提取溴的过程中,用氯气作还原剂C.从海水中可以得到 MgCl2,可电解 MgCl2溶液制备 MgD.适量食用含碘丰富的海产品可预防甲状腺肿大
3.海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。如图是某工厂综合利用海水资源的示意图:
(1)粗盐中含有 Ca2+ 、Mg2+ 、SO42- 等杂质,精制后可得饱和 NaCl溶液。精制过程中,通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的 NaOH 溶液和过量的 Na2CO3溶液进行过滤,最后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性。写出加入盐酸后滤液中可能发生反应的离子方程式：____________________________________。
(2)海水中提取食盐后的母液中含有 K+ 、Na+ 、Mg2+ 等。从离子反应的角度考虑,向母液中加入石灰乳的作用是____________________。
将 Mg2+ 沉淀为 Mg(OH)2
从太空观察,地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中。
海洋是生命的摇篮,海水不仅是宝贵的水资源,而且蕴藏着丰富的化学资源。海洋约占地球表面积的 71 %,海水中水的储量约占地球上总水量的 97 %,约为 1.3×1018 t。海洋中含有的元素种类很多,总计含有80 多种元素,但许多元素的富集程度很低。海水中水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力,如何对海水资源进行综合利用呢?
阅读教材,思考下列问题:
1.海水中有哪些可以利用的资源?2.海水中主要含有哪些化学元素?3.海水中的元素有什么特点?
一、海水中水资源的开发利用
阅读教材,思考以下问题:
1.海水中水资源的利用主要途径有哪些?2.海水淡化的方法有哪些?
播放视频“海水淡化工厂流程”。
(1)主要仪器的名称:A________,B_________,C________。(2)冷却水的流向:_____口进,_____口出。(3)B中加入碎瓷片的目的是_________________。
2.温度计的水银球在蒸馏烧瓶支管口处;量程应高于馏分的最高沸点。
3.冷凝水的流向是下口进入、上口流出。
4.加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
归纳总结-海水淡化的方法及原理
1.判断正误。(1)海洋约占地球表面积的71%,因此地球不缺水,人类可以任意使用,不用节约。( )(2)海水淡化的方法中,蒸馏法成本最低。 ( )(3)海水中含量最多的两种元素为 Na元素和Cl元素。 ( )(4)海水中各种化学资源的开发过程中,必须都要发生化学反应。 ( )(5)蒸馏操作时,温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处,测量蒸气的温度。 ( )
2.下列叙述不正确的是 ( )A.蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置B.蒸馏时的接收装置如图C.冷却水应该从冷凝管的下口进水、上口出水D.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸,如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
3.海水淡化可采用膜分离技术。如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水。下列对加压后右侧海水成分变化分析正确的是( )
A.溶质质量增加 B.溶液质量不变 C.溶剂质量减少 D.溶质质量分数不变
二、海水中化学资源的开发利用
从海水中制得的氯化钠有什么用途?
从海水中制得的氯化钠可以供食用,还可以作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。
制备这些化工原料的反应原理各是什么?
百川奔流归大海。陆地上的水溶解着一切可以溶解的物质并汇集到海洋。由于水分的蒸发,海水中聚集的各种元素越来越多。人类已经发现或人工制造的一百多种元素中,海洋中就含有 80 多种。元素在自然界中基本没有单质状态存在,它的化合物常常和氯的化合物混杂在一起,但是数量很少,在一些矿泉水、盐湖水(如死海)和海水中含有溴。地球上 99 % 的溴元素以Br- 的形式存在于海水中,整个大洋水体的溴储量可达 100 万亿吨,人们也把溴称为“海洋元素”。
溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛的应用。目前,人们主要从海水和盐湖水中提取溴。
如何从海水中提取溴元素呢? 播放视频“海水提溴”。
工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”,其过程主要包括氧化(用氯气氧化海水中的溴离子)、吹出(用空气将生成的溴吹出)、吸收(用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸,使其与空气分离)、蒸馏(再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离)等环节。“吹出法”的工艺流程如下:
归纳“吹出法”的生产流程及主要反应化学方程式。
(3)吹出:用空气将溴单质吹出。
从海水中获得其他物质和能量也具有广阔的前景。例如,铀和重水是核能开发中的重要原料,从海水中提取铀和重水具有一定的战略意义;潮汐能、波浪能等新型能源的开发和利用也越来越受到重视。海水资源的综合利用:
1.下图为海水提镁的工艺流程,写出下列步骤中的化学方程式。
(1)分解贝壳(主要成分是CaCO3)、制备Ca(OH)2: _________________,______________________。
(2)沉淀 Mg2+ :_____________________________(离子方程式)。(3)制备 MgCl2:_____________________________。(4)制取 Mg:________________________________。
2.海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示:
(1)实验步骤①会用到下列仪器中的________(填序号)。a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角(2)步骤③操作的名称是_________。(3)步骤④中反应的离子方程式为________________________。
(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法:________________________________________________________________________________________________________________________。(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等,在实验步骤_____(填序号)中实现与碘分离。
一、海水资源中水资源的开发利用
海水中水的储量约为 1.3×1018 t,约占地球上总水量的 97 %,陆地上只分布了 3 %的淡水,其中有 69 %是人类难以利用的两极冰川,这样算来人类可用淡水只占全球水总量的 0.77 %。
如何利用海水中的水资源?
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等,其中蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本比较高。
海水中含量最多的为 H、O两种元素,还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素,其他为微量元素,如Au。地球上99%以上的溴蕴藏在大海中,因此溴又被称为“海洋元素”。
用从苦卤中提取出的溴元素制成了药品和用品。那么海水中的溴元素是以什么形态存在的? Br- 如何转化成溴单质? 从工业生产的角度看,选择哪种氧化剂合适?
从经济因素的角度考虑,选择氯气。
“海水提溴”工厂的工艺设备示意流程图:
写出“海水提溴”整个过程中反应的离子方程式。
三、海水中的微量元素的提取
碘在海水中的浓度仅有 0.0006 mg·L-1,故从海水中提取碘比较困难。某些藻类可以从周围海水中富集碘,如海带中含有高达 0.5 % 的碘,约比海水中的碘浓度提高了 10 万倍! 工业生产中普遍以海带为原料间接从海水中提取碘。
干海带中碘的存在形式为含碘的有机化合物,海带灼烧后的灰烬中碘元素以 I- 的形式存在。
我们从以下几个方面思考一下,如何从海带中提取碘单质。
(1)海带中的碘元素如何转移到溶液中?
(2)使 I- 转化为 I2,采用什么方法?
(3)常见氧化剂有Cl2、KMnO4、H2O2,选哪种氧化剂比较好? 为什么?
(4)请你根据学过的知识思考:检验碘元素的方法有哪些?
(5)如何从水溶液中分离出碘单质?
1.从海水中提取溴常用的一种工艺涉及以下过程:①氧化,用 Cl2将海水中的 NaBr氧化为 Br2;②将海水浓缩;③提取,用Cl2将 HBr氧化为Br2得到产品;④富集,用空气和水蒸气将Br2吹入吸收塔与吸收剂中的SO2的水溶液反应生成 HBr。则正确的步骤为 ( )A.②①③④ B.①②③④C.③②①④ D.②①④③
2.下列关于海水资源综合利用的说法中,正确的是( )A.海水蒸发制海盐的过程只发生化学变化B.海水提取溴的过程中,用氯气作还原剂C.从海水中可以得到 MgCl2,可电解 MgCl2溶液制备 MgD.适量食用含碘丰富的海产品可预防甲状腺肿大
3.海水中有取之不尽的化学资源,从海水中可提取多种化工原料。如图是某工厂综合利用海水资源的示意图:
(1)粗盐中含有 Ca2+ 、Mg2+ 、SO42- 等杂质,精制后可得饱和 NaCl溶液。精制过程中,通常在溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的 NaOH 溶液和过量的 Na2CO3溶液进行过滤,最后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性。写出加入盐酸后滤液中可能发生反应的离子方程式：____________________________________。
(2)海水中提取食盐后的母液中含有 K+ 、Na+ 、Mg2+ 等。从离子反应的角度考虑,向母液中加入石灰乳的作用是____________________。
将 Mg2+ 沉淀为 Mg(OH)2
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