人教版高中化學(xué)必修2 第四章第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源(第2課時(shí))

1、2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮1江西省教育信息技術(shù)研究江西省教育信息技術(shù)研究“十二五十二五”規(guī)規(guī)劃劃20122012年度課題年度課題基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)基于網(wǎng)絡(luò)的高中化學(xué)課件庫(kù)的建設(shè)與應(yīng)用研究課件庫(kù)的建設(shè)與應(yīng)用研究（課題編號(hào)：（課題編號(hào)：GDK-2012-G-72883） 主持人：桂耀榮主持人：桂耀榮2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮2第四章第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第第2 2課時(shí)課時(shí)新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列新課標(biāo)人教版高中化學(xué)課件系列化學(xué)化學(xué) 必修必修2 2202

2、1-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮3 從太空觀察地球，看到地球上有七片陸從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地地“漂浮漂浮”在一大片藍(lán)色的海洋之中在一大片藍(lán)色的海洋之中是是“歷史留給人類的資源儲(chǔ)備歷史留給人類的資源儲(chǔ)備”海洋是美麗的，海洋是美麗的，也是富饒的也是富饒的 海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮4為什么中日在釣為什么中日在釣魚島問題上互不魚島問題上互不相讓相讓? ? 釣魚島又稱釣魚臺(tái)、釣魚臺(tái)群島、釣釣魚島又稱釣魚臺(tái)、釣魚臺(tái)群島、釣魚臺(tái)列島（日本人稱其為魚臺(tái)列島（日本人稱其為“尖閣列島尖閣列島”），），位于中國(guó)東海大陸架的東部邊緣，

3、在地質(zhì)位于中國(guó)東海大陸架的東部邊緣，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上是附結(jié)構(gòu)上是附屬于臺(tái)灣的大陸性島嶼。屬于臺(tái)灣的大陸性島嶼。釣魚釣魚列島周圍海域面積約為列島周圍海域面積約為1717萬平方公里，相萬平方公里，相當(dāng)于當(dāng)于5 5個(gè)臺(tái)灣本島面積。釣魚諸島及其附近個(gè)臺(tái)灣本島面積。釣魚諸島及其附近海域，不僅蘊(yùn)藏有大量石油資源，在其他海域，不僅蘊(yùn)藏有大量石油資源，在其他方面也有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。方面也有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。問題與討論：?jiǎn)栴}與討論：海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮5 海水中蘊(yùn)含著豐富的水資源和化學(xué)資源，海水中蘊(yùn)含著豐富的水資源和化學(xué)資源，2121世紀(jì)人類將重點(diǎn)開發(fā)海

4、洋資源。世紀(jì)人類將重點(diǎn)開發(fā)海洋資源。海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮6海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮71 1、海水水資源的利用、海水水資源的利用海洋約占地球表面積海洋約占地球表面積71%71%海洋中的資源海洋中的資源 ：動(dòng)物動(dòng)物: :（魚類、海獅、海馬、貝類（魚類、海獅、海馬、貝類植物植物: :（海草、海帶（海草、海帶礦物礦物: :（各種鹽、（各種鹽、NaClNaCl、MgClMgCl2 2 、海底金屬結(jié)核礦、石油、海底金屬結(jié)核礦、石油水水 : :海水中的水約海水中的水約1.3X101.3

5、X109 9 億噸億噸, ,占地球總水量占地球總水量97%97%還含有還含有8080多種元素多種元素海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮8海水的淡化：海水的淡化：蒸蒸 餾餾 法法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）電滲析法電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）（成本低，但未能大量生產(chǎn)）離子交換法離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂）新離子交換樹脂）海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮9蒸餾法所用的裝置及原理蒸餾法所用的裝置及原理

6、原理：加熱到水的沸點(diǎn)，使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。原理：加熱到水的沸點(diǎn)，使水汽化變成水蒸氣，再冷凝得淡水。海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮10太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖：太陽(yáng)能蒸發(fā)海水示意圖： 海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮11 它是利用離子交換膜的選擇透過性，在它是利用離子交換膜的選擇透過性，在直流電場(chǎng)的作用下使水中的離子有選擇的定直流電場(chǎng)的作用下使水中的離子有選擇的定向遷移，使溶液中陰陽(yáng)離子發(fā)生分離的一種向遷移，使溶液中陰陽(yáng)離子發(fā)生分離的一種理化過程，由于其能耗低、產(chǎn)水量大、脫鹽理化過

7、程，由于其能耗低、產(chǎn)水量大、脫鹽率高穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛的用于醫(yī)率高穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛的用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、硬水軟化、海水淡藥、電子、化工、食品、硬水軟化、海水淡化等方面。化等方面。電滲析法：電滲析法： 海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮122、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用 海水綜合利用的重要方向是：海水綜合利用的重要方向是：海水淡化同化工生海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的。如從海水中制得的氯化鈉氯化鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金除食用外，還

8、用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取水中制取鎂、鉀、溴鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。業(yè)上的發(fā)展。 從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。 例如，例如，鈾和重水鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對(duì)一個(gè)國(guó)家來說具有戰(zhàn)略意義。從海水中提取鈾和重水對(duì)一個(gè)國(guó)家來說具有戰(zhàn)略意義?；瘜W(xué)在開發(fā)化學(xué)在開發(fā)海洋藥物海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。方面也將發(fā)揮越來越大的作用

9、。潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。能源。海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮13煮海為鹽（1 1）從海水中提?。暮Ｋ刑崛aClNaCl海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮14鹽田法鹽田法 制得的制得的粗鹽中含較多的氯化粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，鎂和氯化鈣及泥沙，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去去NaClNaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、CaCa2+2+、MgMg2+2+離離子的方法（需要儀器及實(shí)驗(yàn)步驟）子的方法（需要儀器及

10、實(shí)驗(yàn)步驟） 先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化鈣，再加入稍過量的碳酸鈉溶液，過濾；鈣，再加入稍過量的碳酸鈉溶液，過濾；在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶即可。即可。思思考考海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮15 科學(xué)探究：科學(xué)探究： 如何證明海帶中有碘離子？閱讀教材如何證明海帶中有碘離子？閱讀教材P91頁(yè)實(shí)驗(yàn)頁(yè)實(shí)驗(yàn)42 。2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮16海帶中的碘元素主要以海帶中的碘元素主要以I I- -的形式存在，的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸商崛r(shí)用

11、適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊 I2,2,再再萃取出來。萃取出來。 用用H H2 2O O2 2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I2I- -+H+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=I=I2 2+2H+2H2 2O O （2）從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)）從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理反應(yīng)原理 海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮17海海帶帶海海帶灰?guī)Щ胰芙膺^濾溶解過濾灼燒灼燒殘?jiān)鼩堅(jiān)琁- -的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有機(jī)溶液的有機(jī)溶液萃取萃取提取流程提取流程海水資源的開發(fā)利用海水資源

12、的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮18（1）稱?。┓Q取3 g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有刷凈（不要用水洗，有I-）。）。 將海帶剪碎，用酒精潤(rùn)將海帶剪碎，用酒精潤(rùn)濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。 （2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。停止加熱，冷卻。 （3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入10 mL蒸餾水，攪拌，煮沸蒸餾水，攪拌，煮沸2 min3 min，使可溶物溶

13、解，使可溶物溶解，過濾。過濾。 （4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1 mL H2O2溶液，觀察現(xiàn)象。溶液，觀察現(xiàn)象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮19實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入加入H H2 2O O2 2

14、后，溶液由無色變?yōu)辄S色，后，溶液由無色變?yōu)辄S色，再加入淀粉溶液后，溶液又變?yōu)樯钏{(lán)色再加入淀粉溶液后，溶液又變?yōu)樯钏{(lán)色化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：2KI+ H2O2+H2SO4=I2 +K2SO4+2H2O海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮20地球上地球上99%以上的溴蘊(yùn)藏以上的溴蘊(yùn)藏在大海中在大海中, 以以Br-形式存在，形式存在，因此溴又被稱為因此溴又被稱為“海洋元海洋元素素”。海水中溴的提取是海水中溴的提取是將將Br-轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锽r2是海水提溴是海水提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。液溴液溴( (Br2) )海水資源的開發(fā)利用海水資源的

15、開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮21（3 3）海水提溴：主要方法是空氣吹出法）海水提溴：主要方法是空氣吹出法主要流程主要流程海水海水濃縮濃縮酸化酸化濃縮濃縮海水海水BrBr- -通入通入氯氣氯氣海海水水ClCl- -BrBr2 2通入空氣通入空氣水蒸氣水蒸氣( (吹入吹入) )吸收吸收塔塔SOSO2 2反應(yīng)后反應(yīng)后富集溴富集溴HBrHBr、SOSO4 42 2通入通入ClCl2 2ClCl- -BrBr2 2分離分離溴單質(zhì)溴單質(zhì)化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：2NaBr Cl2 = Br2 2NaClBr2 SO2 2H2O = 2HBr H2SO42HBr Cl2 = Br2

16、 2HCl海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮22從海水中提取溴的主要工藝流程（從海水中提取溴的主要工藝流程（空氣吹出法空氣吹出法）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。 用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)向含

17、溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣： 2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮23 思考與交流：思考與交流： 如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？閱讀教材如何將海水中的溴離子轉(zhuǎn)變成溴單質(zhì)？閱讀教材P91頁(yè)資料卡片頁(yè)

18、資料卡片海水提溴。海水提溴。1 1、設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案模擬這一生產(chǎn)過程；、設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案模擬這一生產(chǎn)過程； 2 2、寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。、寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。濃縮海水濃縮海水Br2HBr溶液溶液Br2通入通入Cl2通入空氣，通入空氣，SO2吸收吸收通入通入Cl2海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮242NaBr + Cl2NaBr + Cl2 2= Br= Br2 2+2NaCl+2NaCl2H2H2 2O + BrO + Br2 2+SO+SO2 2= H= H2 2SOSO4 4+2HBr+2HBr2HBr + Cl2HBr + Cl2

19、2= Br= Br2 2+2HCl+2HCl海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置海水提溴的實(shí)驗(yàn)室模擬裝置海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮25 鎂被譽(yù)為鎂被譽(yù)為“國(guó)防金屬國(guó)防金屬”，60%的鎂從海水提取的鎂從海水提取海水海水鎂鎂飛機(jī)飛機(jī)海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮26（4）從）從海水中制金屬鎂海水中制金屬鎂海水海水蒸發(fā)蒸發(fā)粗鹽粗鹽 水、重結(jié)晶水、重結(jié)晶 精鹽精鹽母液母液 Mg(OH)2鹽酸、濃縮鹽酸、濃縮 MgCl2 H2O 脫水脫水 MgCl2 電解電解 MgMgCl2 + Ca(OH)2 = Mg

20、(OH)2 + CaCl2Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O石灰乳石灰乳 水水 CaO 煅燒煅燒 貝殼貝殼 MgCl2 通電通電 Mg + Cl2 海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮27引入海水引入海水貝殼貝殼（CaCO3)過濾網(wǎng)過濾網(wǎng) 工業(yè)制鎂流程工業(yè)制鎂流程沉降池沉降池過濾槽過濾槽 Mg(OH)2鹽酸鹽酸蒸發(fā)蒸發(fā)干燥干燥鍛燒產(chǎn)物鍛燒產(chǎn)物電解電解 MgCl2金屬鎂金屬鎂MgCl2溶液溶液鍛燒鍛燒與水反應(yīng)與水反應(yīng)氯氣氯氣海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮28海水提海水提Mg海水淡化海水淡化海水提取海水提取NaClBr2的提取的提取海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭市第一中學(xué) 桂耀榮29海海水水蒸發(fā)蒸發(fā)結(jié)晶結(jié)晶 H2O 粗鹽粗鹽 精鹽精鹽 Na 鹵水鹵水 Br2 HBr Br2 Mg(OH)2 MgCl2 Mg蒸餾蒸餾海水資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用2021-10-15江西省鷹潭