2023-2024學(xué)年人教版新教材必修第二冊(cè) 第八章第一節(jié) 自然資源的開(kāi)發(fā)利用（第2課時(shí)） 課件（29張）

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開(kāi)發(fā)利用

課時(shí)2

1.了解海水水資源及其利用，能準(zhǔn)確說(shuō)出海水淡化的方法。2.掌握海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)和利用，能準(zhǔn)確描述海水制鹽，海水提溴、提碘、提鎂的方法和過(guò)程。3.了解海水綜合利用的意義。知識(shí)點(diǎn)一：海水的淡化1.認(rèn)識(shí)海水資源海洋約占地球表面積的71%海水水資源海水化學(xué)資源海水生物資源分散性廣闊性海水中水的儲(chǔ)量約為1.3×109

億噸，占地球總水量

97%元素種類(lèi)很多，總計(jì)含有80多種元素許多元素的富集程度很低多樣性如：海水中金元素總含量約為50000000t（5千萬(wàn)噸）但一噸海水中只含金元素0.000004g（10億分之四千克）（百分之0.000004克）2.海水資源的特點(diǎn)【思考與討論】

閱讀課本P100,海水水資源的利用主要包括哪些途徑？直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻海水淡化提取溴單質(zhì)制取氯化鈉制取鎂3.海水的淡化主要方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法。（1）海水的蒸餾（物理方法）冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶溫度計(jì)碎瓷片或沸石注意點(diǎn)：2.冷凝水，下口進(jìn)，上口出1.溫度計(jì)水銀球位于蒸餾燒瓶支管口處最先使用，技術(shù)成熟，但成本高方法一：廣泛使用太陽(yáng)能、風(fēng)能、發(fā)電廠(chǎng)等工業(yè)余熱方法二：設(shè)計(jì)了一種壓強(qiáng)一個(gè)比一個(gè)低的蒸發(fā)室，將它們連通在一起，當(dāng)高溫海水從它們中間通過(guò)時(shí)，水就會(huì)瞬間蒸發(fā)變成水蒸氣，經(jīng)冷凝成為淡水。（2）電滲析法成本低，但未能大量生產(chǎn)（電滲析法是利用電場(chǎng)的作用，強(qiáng)行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水的。）（3）離子交換法陽(yáng)離子交換樹(shù)脂:HR+Na+=NaR+H+陰離子交換樹(shù)脂:ROH+Cl-=RCl+OH-H++OH-=H2O離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹(shù)脂）海水中的化學(xué)元素海水因?yàn)榱刻?、面太廣，大多數(shù)元素盡管總量很大，但許多元素的富集程度很低很低。海水淡化后的濃縮海水怎么利用?知識(shí)點(diǎn)二：海水資源的利用1.海水制鹽⑴定義：從海水中提取食鹽的傳統(tǒng)方法稱(chēng)為“鹽田法”，又稱(chēng)“灘曬法”，是最簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的方法。⑵原理：蒸發(fā)、結(jié)晶⑶過(guò)程：海水鹽田飽和食鹽水粗鹽精鹽風(fēng)吹日曬水分蒸發(fā)風(fēng)吹日曬水分蒸發(fā)引入提純⑷用途：制得的氯化鈉除食用也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸的工業(yè)原料。

粗鹽不溶性雜質(zhì)濾液溶解過(guò)濾原則一:盡量不引入新的雜質(zhì)，如不得不引入，后面應(yīng)該除去原則二:為了保證除徹底，一般藥品要過(guò)量原則三:順序要合理BaCl2→Na2CO3→NaOH→HClBaCl2→NaOH→Na2CO3→HClNaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl試劑及添加順序:2.海水提溴溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，以Br-的形式存在。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，首先要先對(duì)海水中的溴進(jìn)行富集①溴在照相術(shù)中,溴化銀，碘化銀擔(dān)任感光劑的角色。②溴化鉀、溴化鈉和溴化銨制成的三溴片,在醫(yī)學(xué)上用作鎮(zhèn)靜劑,消毒藥劑的紅藥水中,就含有溴和汞。③溴乙烷、溴苯等都是常用的有機(jī)試劑,在制造著名的汽油防震劑四乙基鉛時(shí)也離不了溴。④溴化鎢制成的溴鎢燈體積小卻非常明亮。核心反應(yīng)Br-Br2如何轉(zhuǎn)化1.如何選擇合適的氧化劑？科學(xué)性可行性氧化效果好、操作簡(jiǎn)單價(jià)格（萬(wàn)元/噸）Cl20.155O20.13（不能把Br-氧化為Br2)KMnO43.4K2CrO43.76KClO32.7H2O21.4核心反應(yīng)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-2.如何將鹵水中的溴單質(zhì)提取出來(lái)？萃取:是利用A物質(zhì)在B溶劑中的溶解能力小于在C溶劑中的溶解能力,把A物質(zhì)從B溶劑提取到C溶劑里(B和C互不相溶)的分離方法。分液:是利用兩種液體互不相溶的性質(zhì)將兩種液體分離的方法。溴是唯一在常溫呈液態(tài)的非金屬元素單質(zhì),易揮發(fā),沸點(diǎn)58.76℃,紅棕色液體,在四氯化碳(一種無(wú)色有毒液體,沸點(diǎn)76.8℃,不浴于水,1.595g/cm3))等有機(jī)溶劑中的溶解性遠(yuǎn)大于水中的溶解性。Br2的水溶液Br-（鹵水中）Cl2CCl4萃取分液Br2的四氯化碳溶液Br2蒸

餾工業(yè)上做法：“吹出法”。其過(guò)程主要包括氧化（用氯氣氧化海水中的溴離子）、吹出（用空氣將生成的溴吹出）、吸收（用二氧化硫作還原劑使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，以使其與空氣分離）、蒸餾（再用氯氣將氫溴酸氧化為溴后蒸餾分離）等環(huán)節(jié)?！舅伎寂c討論】請(qǐng)分析并討論以上生產(chǎn)流程，寫(xiě)出氧化和吸收環(huán)節(jié)主要反應(yīng)的方程式。Br-得到濃縮將溴從海水中吹出Cl2+2Br-=Br2+2Cl-Br2＋SO2＋2H2O=

2HBr＋H2SO4Cl2+2Br-=Br2+2Cl-通過(guò)蒸餾、冷凝得到液溴為什么氯氣氧化時(shí)要用硫酸酸化？再次氯化后得到的溴水混合物與第一次氯化后有什么不同?pH3.5氧化效果最好富集溴，降低能耗依據(jù)綠色化學(xué)示意圖：四氯化碳有毒，從安全和環(huán)保角度考慮不合適為什么不用四氯化碳萃取后再蒸餾？【學(xué)以致用?！克刑崛√徭V？3.海水中提鎂CaCO3==CaO+CO2↑CaO+H2O==Ca(OH)2Mg2++Ca(OH)2==Mg(OH)2+Ca2+Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2OMgCl2(熔融)===Mg+Cl2↑高溫電解思考與交流如何驗(yàn)證海帶中含有碘元素？海帶中含有碘元素的檢驗(yàn)：①實(shí)驗(yàn)原理:2H++2I-+H2O2=I2+2H2O淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)②實(shí)驗(yàn)步驟:蒸餾萃取海帶海帶灰溶解過(guò)濾灼燒含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液I2殘?jiān)?.從海水中獲取能量鈾和重水目前是核能開(kāi)發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水有一定的戰(zhàn)略意義。潮汐能、波浪能等新型能源的開(kāi)發(fā)和利用也是越來(lái)越受到重視。練一練1.海水是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)。下列關(guān)于海水開(kāi)發(fā)利用的說(shuō)法不正確的是（）A．海水淡化的方法有：蒸餾法、電滲析法、離子交換法等B．海底多金屬結(jié)核礦含有Fe、Mn、Co、B等金屬C．從海水中提取鎂的過(guò)程涉及化合、分解、復(fù)分解等反應(yīng)類(lèi)型D．大海中含有鉀、溴、碘等元素，經(jīng)過(guò)氧化還原反應(yīng)才可得到鉀、溴、碘的單質(zhì)B2.“空氣吹出法”是目前海水提溴最成熟的工業(yè)方法，部分工藝流程如圖：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．步驟③發(fā)生時(shí)溶液的酸性增強(qiáng)B．溶液中Br2的濃度：Ⅰ＜ⅡC．步驟②利用了溴易揮發(fā)的性質(zhì)D．使用乙醇萃取溶液Ⅱ中Br2后再蒸餾D3.海帶富含碘元素，在實(shí)驗(yàn)室中模擬從海帶中提取碘，可經(jīng)過(guò)以下實(shí)驗(yàn)步驟完成，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．在分液時(shí)，待下層液體完全流出后，關(guān)閉旋塞，上層液體從上口倒出B．在上述氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2I-+H2O2═I2+2OH-C．在提取碘單質(zhì)時(shí)，用酒精作萃取劑D．在灼燒過(guò)程中使用的儀器只有酒精燈、三腳架、泥三角、燒杯、玻璃棒A4.目前海水提溴的最主要方法之一是空氣吹出法，其部分流程圖如下：以下推斷不合理的是（）A．熱空氣能吹出溴是利用溴易揮發(fā)的性質(zhì)B．SO2吸收溴的反應(yīng)方程式：SO2+2H2O+Br2═H2SO4+2HBrC．因?yàn)檠趸訤e3+＜Br2，所以氧化過(guò)程可選用FeCl3溶液D．沒(méi)有采用直接蒸餾含Br2的海水得到單質(zhì)溴主要是為了節(jié)能C5.從海水中提取鎂，可按如下步驟進(jìn)行；①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降，過(guò)濾，洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過(guò)濾，干燥產(chǎn)物；④冶煉③的產(chǎn)物得到