从海水中提取重水2海水的综合利用1了解海水的综合课件.ppt

1、导入新课导入新课 浩瀚的海洋是浩瀚的海洋是巨大的资源库，不巨大的资源库，不仅孕育着无数生命，仅孕育着无数生命，还蕴藏着丰富的矿还蕴藏着丰富的矿产；而海水本身蕴产；而海水本身蕴藏着丰富的化学物藏着丰富的化学物质，又是宝贵的化质，又是宝贵的化学资源。学资源。 列举你所知道的海水中所含的资源列举你所知道的海水中所含的资源宝库，你认为他们在海水中的存在形式宝库，你认为他们在海水中的存在形式与他们的性质有什么关系？与他们的性质有什么关系？海水是一个巨大的混合物（广意）：海水是一个巨大的混合物（广意）： （1）若将海水中的盐结晶后平铺于）若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，地球将增高陆地上，地球将增高150

2、米。米。想一想想一想 （2）海水资源还包括：）海水资源还包括：能量、生物、矿物及能量、生物、矿物及空间资源空间资源,等等等等。 利用潮汐能量发电；利用潮汐能量发电； 各种化学物质被综合利用各种化学物质被综合利用（海水中平均含盐海水中平均含盐3.5%，含多种，含多种 矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等）锶等） ；海洋生物为人类提供丰富的食物和保健用品海洋生物为人类提供丰富的食物和保健用品（海洋中有大量的生物，是人类食物的来源之海洋中有大量的生物，是人类食物的来源之一）一）； 海水还是人类海水还是人类未来未来重要的淡水来源；重要的淡水来源； 新的能源和人类的空间资源；

3、新的能源和人类的空间资源； 大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之大海也是人类智慧的来源和情感的寄托之一一一、海水中盐的开发和利用一、海水中盐的开发和利用二、海水提溴二、海水提溴三、海水提镁三、海水提镁四、从海水中提取重水四、从海水中提取重水1.了解海水的综合利用。了解海水的综合利用。 2.认识和体会化学科学发展对自然科学的认识和体会化学科学发展对自然科学的发展对自然资源开发和利用的重要意义。发展对自然资源开发和利用的重要意义。知识与技能知识与技能教学目标教学目标1.充分发挥学生学习的主动性。充分发挥学生学习的主动性。 2.培养学生勤于观察、勤于总结思考培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。

4、的科学态度。 通过课堂讲解和同学们自己的观察，通过课堂讲解和同学们自己的观察，对海水的利用有一定了解。对海水的利用有一定了解。 1.海水晒盐；海水提镁和海水提溴的海水晒盐；海水提镁和海水提溴的原理和简单过程。原理和简单过程。重点重点2.氯碱工业的基本反应原理。氯碱工业的基本反应原理。难点难点 从海水中获取有用物质的不同用法和流程。从海水中获取有用物质的不同用法和流程。教学重难点教学重难点一、海水中盐的开发和利用一、海水中盐的开发和利用 海水中含有丰富的盐类，如氯化钠、海水中含有丰富的盐类，如氯化钠、氯化镁、硫酸钙等。氯化镁、硫酸钙等。 在海水的无机盐中，以氯化钠为最在海水的无机盐中，以氯化钠为

5、最多，约占海水中盐类总量的多，约占海水中盐类总量的80%。一、海水制盐一、海水制盐 海水制盐的方法以蒸馏法为主，其原海水制盐的方法以蒸馏法为主，其原理简单，在阳光照身下即可进行。理简单，在阳光照身下即可进行。 不是所有海岸都可以晒盐，作为盐不是所有海岸都可以晒盐，作为盐田必须具备的条件是：田必须具备的条件是：有平坦宽阔的海滩，且潮汐落差大；有平坦宽阔的海滩，且潮汐落差大；气候干燥、多风、少雨；气候干燥、多风、少雨；远离海岸入海口，避免海水被淡水冲稀。远离海岸入海口，避免海水被淡水冲稀。日晒法从海水制盐日晒法从海水制盐 随着科学和技术的进步，还可以用随着科学和技术的进步，还可以用电渗析法、冷冻法

6、制盐。此种方法，不仅电渗析法、冷冻法制盐。此种方法，不仅可以制盐，同时也可以得到淡水。可以制盐，同时也可以得到淡水。婴儿婴儿06个月个月0.115 0.350克克6 12个月个月0.250 0.750克克儿童儿童0.325 0.975克克少年少年7 10个月个月0.6 1.8克克11岁以上岁以上0.9 2.7克克成人成人1.1 3.3克克美国学者估计每日钠的需要量美国学者估计每日钠的需要量二、食盐资源的利用二、食盐资源的利用 食盐是人类生活所不可缺少的物质，食盐是人类生活所不可缺少的物质，也是重要的化工原料，化学工业中氯、钠也是重要的化工原料，化学工业中氯、钠的相关产品，大都以食盐为原料。的相

7、关产品，大都以食盐为原料。生活生活化学医疗化学医疗阳极：阳极： 2 Cl-2e-=Cl2电解饱和食盐水电解饱和食盐水阴极：阴极： 2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2 +Cl2 总方程式：总方程式： 上述电解食盐水的产物间能否发生上述电解食盐水的产物间能否发生化学反应？若能请写出化学方程式。化学反应？若能请写出化学方程式。Cl2与溶液能发生反应：与溶液能发生反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2OH2与与Cl2能反应：能反应：H2+Cl2=2HCl 电解食盐水制电解食盐水制NaOH，应把几种产物分，应把几种产物分开，否则会产生其他物质。而开，否则会产生其他物

8、质。而H2和和Cl2相遇可相遇可能会爆炸。能会爆炸。 离子交换膜法是目前比较先进的离子交换膜法是目前比较先进的电解制碱技术。电解制碱技术。 离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽是由多个单元槽串是由多个单元槽串联或并联组成的，每个单元槽主要是由阳联或并联组成的，每个单元槽主要是由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等做成。铜棒等做成。离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽离子交换膜电离子交换膜电解原理示意图解原理示意图资料卡资料卡食盐水的精制食盐水的精制 从海水中得到的粗盐含有泥沙、从海水中得到的粗盐含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42+等杂质，用电解

9、等杂质，用电解法制碱必须经过精制。法制碱必须经过精制。 精制食盐常加入一些试剂，使杂质沉精制食盐常加入一些试剂，使杂质沉淀过滤，再加盐酸调节淀过滤，再加盐酸调节pH。 1.出去溶液中的出去溶液中的SO42+，先加，先加BaCl2溶液，再加溶液，再加Na2CO3溶液：溶液：SO42+Ba2+=BaSO4Ba2+CO32-=BaCO3 Ca2+ CO32-=CaCO3 除除Mg2+、Fe3+可加可加NaOH溶液：溶液：Mg2+2OH-=Mg（OH）2 Fe3+ 3OH-=Fe（OH）3 处理后，溶液中仍含有处理后，溶液中仍含有Ca2+、 Mg2+等金属离子在碱性溶液中会损坏等金属离子在碱性溶液中会

10、损坏离子交换膜，把溶液送进阳离子交换离子交换膜，把溶液送进阳离子交换塔中除去塔中除去Ca2+、 Mg2+。氯碱工业产品氯碱工业产品离子交换膜制碱法技术的优点：离子交换膜制碱法技术的优点：1.设备占地面积小设备占地面积小2.能连续生产能连续生产3.生产能力强生产能力强4.产品质量高产品质量高5.能适应电流波动能适应电流波动6.能耗低能耗低7.污染少污染少二、海水提溴二、海水提溴 从海水中提出来的溴约占世界产从海水中提出来的溴约占世界产量的量的1/3. . 吹出法是常用的海水提溴法。吹出法是常用的海水提溴法。 吹出发：吹出发：用氯气氧化海水中的用氯气氧化海水中的Br-，使，使其生成其生成Br2，然

11、后用空气或水蒸气吹出。，然后用空气或水蒸气吹出。1.氯化氯化 氯化即氯气置换溴离子，使其成氯化即氯气置换溴离子，使其成为单质。请写出氯化的离子方程式。为单质。请写出氯化的离子方程式。Cl2+2Br-=Br2+2Cl-此反应在此反应在PH=3.5的酸性条件下效果最的酸性条件下效果最佳。佳。2.吹出吹出 用空气将用空气将Br2吹出，或用水蒸气，吹出，或用水蒸气，将溴和水蒸气一起蒸出。将溴和水蒸气一起蒸出。3.吸收吸收 从空气中回收溴，用从空气中回收溴，用SO2为还为还原剂。原剂。Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4三、海水提镁三、海水提镁 海洋中镁的总储量为海洋中镁的总储量为2.1101

12、5t，世，世界上生产镁的界上生产镁的60%来自海洋。来自海洋。海水提镁流程示意图海水提镁流程示意图用离子方程式表示：用离子方程式表示：Mg2+2OH-=Mg(OH)2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O用化学方程式表示：用化学方程式表示：MgCl2 = Mg+Cl2电解电解溶解溶解四、从海水中提取重水四、从海水中提取重水想一想想一想 氢气的同位素有哪些？请写出他氢气的同位素有哪些？请写出他们的化学符号和名称。们的化学符号和名称。11H 氕氕21H 氘氘31H 氚氚 重水重水（D2O）：是由重氢和氧的）：是由重氢和氧的化合物。化合物。 重氢重氢是指原子核中有一个质子和是指原子核中有一个

13、质子和一个中子，相对分子质量为一个中子，相对分子质量为2的氢的同的氢的同位素。位素。 重水可作为原子能反应堆（重水重水可作为原子能反应堆（重水堆）的中子减速剂和传热介质。堆）的中子减速剂和传热介质。重水的提取方法重水的提取方法蒸馏法蒸馏法电解法电解法化学交换法化学交换法吸附法吸附法常用的、比较经济的化学交换法：常用的、比较经济的化学交换法：硫化氢硫化氢水双温交换法水双温交换法H2O(l)+HDS(g) HDO(l)+ H2S(g) 2.海水提溴和海水提镁得原海水提溴和海水提镁得原理和简单过程。理和简单过程。1.了解海水中盐的开发和利用。了解海水中盐的开发和利用。3.从海水中提取重水的方法和流程

14、。从海水中提取重水的方法和流程。课堂小结课堂小结6.6.了解电解过程中离子放电顺序。了解电解过程中离子放电顺序。 4. 知道食盐水电解工艺和主要设备知道食盐水电解工艺和主要设备石棉隔膜电解槽。能用简单的装置电解食石棉隔膜电解槽。能用简单的装置电解食盐水并解释原理。盐水并解释原理。5. 能设计精制食盐水的实验方案能设计精制食盐水的实验方案。我国目前很多地方采用镁：我国目前很多地方采用镁： 1. 工业上用钠还原出钾是否可行？试从化学工业上用钠还原出钾是否可行？试从化学平衡原理的应用上来分析，并得出生产条件。平衡原理的应用上来分析，并得出生产条件。熔点（熔点（OC）沸点（沸点（OC） 密度（密度（g

15、/cm3） Na97.8 883 0.97 K63.7 774 0.86 NaCl801 1413 2.165 KCl7701500升华升华 1.984课堂练习课堂练习2.下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的是 ( ) A用硬水洗衣服既浪费肥皂又会使衣用硬水洗衣服既浪费肥皂又会使衣物变硬物变硬 B明矾既有使水中的悬浮物沉淀的作明矾既有使水中的悬浮物沉淀的作用，又有杀菌、消毒作用用，又有杀菌、消毒作用 C氯化钙溶于水能使水的硬度增大氯化钙溶于水能使水的硬度增大 D除去天然水中的除去天然水中的HCO3、SO42、Cl后，就把硬水变成了软水后，就把硬水变成了软水 AC 3.近年来，某些自来水厂在用

16、液氯进近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为化学方程式为 NH3+HClO=H2O+NH2Cl(一一氯氨氯氨) NH2Cl较较HClO稳定，试从化学平衡的稳定，试从化学平衡的观点分析液氨能延长液氯杀菌时间的原因：观点分析液氨能延长液氯杀菌时间的原因：加入液氨后，它与加入液氨后，它与HClO结合成较稳定的一结合成较稳定的一氯氨氯氨 HClO浓度减小，使浓度减小，使HClO跟别的跟别的物质反应的速率变慢，当物质反应的速率变慢，当HClO逐渐减少时，逐渐减少时，平衡向生成平衡向生成HClO的方向移动，补充的方向移动，补充HC

17、lO，使使HClO在较长时间内保持一定的浓度在较长时间内保持一定的浓度. 4.纯净水经过多达二十几层的净化，纯净水经过多达二十几层的净化，使用了多种先进技术，使水达到纯净的标使用了多种先进技术，使水达到纯净的标准。纯净水是一种不含钙、镁离子的极软准。纯净水是一种不含钙、镁离子的极软水。科学研究证明，软水中的有害物质会水。科学研究证明，软水中的有害物质会比等量硬水中的有害物质对我们的健康产比等量硬水中的有害物质对我们的健康产生更有害、更消极的作用。所以可以说，生更有害、更消极的作用。所以可以说，喝纯净水对健康并无多大益处。喝纯净水对健康并无多大益处。 (2)请具体谈谈为什么说请具体谈谈为什么说“喝纯净水对健喝纯净水对健康并无多大益处康并无多大益处”。 饮用水中的饮用水中的Ca2+、Mg2+是人体获得钙、是人体获得钙、镁的一个重要途径，纯净水在这方面不能达镁的一个重要途径，纯净水在这方面不能达到要求，另外我们饮食中的一些有害物质也到要求，另外我们饮食中的一些有害物质也可能因为饮水太软而扩大了其毒害性可能因为饮水太软而扩大了其毒害性(1)请设计实验证实市售纯净水确实请设计实验证实市售纯净水确实“极软极软”。 可用肥皂水或纯碱溶液等试验水中可用肥皂水或纯碱溶液等试验水中 Ca2+、Mg2+的大致含量的大致含量