人教版高中化学必修-化学2-第四章-第一节-开发利用金属矿物和海水资源(第2课时)课件.ppt

江西省教育信息技术研究“十二五”规划2012年度课题基于网络的高中化学课件库的建设与应用研究（课题编号：GDK-2012-G-72883）主持人：桂耀荣主持人：桂耀荣2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣12023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣2第四章第四章 化学与自然资源的开发利用化学与自然资源的开发利用第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源第第2 2课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列化学化学 必修必修2 22023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣3 从太空观察地球，看到地球上有七片陆从太空观察地球，看到地球上有七片陆地地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中在一大片蓝色的海洋之中是是“历史留给人类的资源储备历史留给人类的资源储备”海洋是美丽的，海洋是美丽的，也是富饶的也是富饶的 海水资源的开发利用海水资源的开发利用为什么中日在钓为什么中日在钓鱼岛问题上互不鱼岛问题上互不相让相让?2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣4 钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛（日本人称其为鱼台列岛（日本人称其为“尖阁列岛尖阁列岛”），），位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼钓鱼列岛周围海域面积约为列岛周围海域面积约为1717万平方公里，相万平方公里，相当于当于5 5个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近海域，不仅蕴藏有大量石油资源，在其他海域，不仅蕴藏有大量石油资源，在其他方面也有巨大的经济价值。方面也有巨大的经济价值。问问题题与与讨讨论论：海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣5 海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，2121世纪人类将重点开发海洋资源。世纪人类将重点开发海洋资源。海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣6海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣71 1、海水水资源的利用、海水水资源的利用海洋海洋约占地球表面占地球表面积71%海洋中的海洋中的资源源：动物物:（鱼类、海、海狮、海、海马、贝类植物植物:（海草、海（海草、海带矿物物:（各种（各种盐、NaCl、MgCl2、海底金属、海底金属结核核矿、石、石油油水水:海水中的水海水中的水约1.3X109 亿吨吨,占地球占地球总水量水量97%还含有含有80多种元素多种元素海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣8海水的淡化：海水的淡化：蒸蒸 馏 法法（最先使用，技（最先使用，技术成熟，但成本高）成熟，但成本高）电渗析法渗析法（成本低，但未能大量生（成本低，但未能大量生产）离子交离子交换法法（目前正迅速（目前正迅速发展，但需要不断展，但需要不断更新离子交更新离子交换树脂）脂）海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣9蒸馏法所用的装置及原理蒸馏法所用的装置及原理原理：加原理：加热到水的沸点，使水汽化到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡成水蒸气，再冷凝得淡水。水。海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣10太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图：海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣11 它是利用离子交换膜的选择透过性，在它是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离的一种向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离的一种理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡化等方面。化等方面。电渗析法：电渗析法：海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣122、海水化学资源的开发利用、海水化学资源的开发利用 海水综合利用的重要方向是：海水综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产结合、同能源技术结合产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的。如从海水中制得的氯化钠氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取水中制取镁、钾、溴镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，例如，铀和重水铀和重水目前是核能开发中的重要原料，目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发化学在开发海洋药物海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型等也是越来越受到重视和开发的新型能源。能源。海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣13煮海为盐（1 1）从海水中提取）从海水中提取NaClNaCl海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣14盐田法盐田法 制得的粗盐中含较多的氯化制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除去去NaClNaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、CaCa2+2+、MgMg2+2+离离子的方法（需要仪器及实验步骤）子的方法（需要仪器及实验步骤）先将样品溶解，加稍过量的氢氧化先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。即可。思思考考海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣15 科学探究：科学探究：如如何何证证明明海海带带中中有有碘碘离离子子？阅阅读读教教材材P91页页实实验验42。2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣16海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I-的形式存在，的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成提取时用适当的氧化剂将其氧化成I I2,2,再再萃取出来。萃取出来。用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是：2I2I-+H+H2 2O O2 2+2H+2H+=I=I2 2+2H+2H2 2O O（2）从海带中提取碘的实验）从海带中提取碘的实验反应原理反应原理 海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣17海带海带海带灰海带灰溶解过滤溶解过滤灼烧灼烧残渣残渣含含I-的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有机溶液的有机溶液萃取萃取提取流程提取流程海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣18（1）称取）称取3 g干海带，用刷子把干海带表面的附着物干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有刷净（不要用水洗，有I-）。）。将海带剪碎，用酒精润湿将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。（便于灼烧）后，放在坩埚中。（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。停止加热，冷却。（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10 mL蒸馏水，搅拌，煮沸蒸馏水，搅拌，煮沸2 min3 min，使可溶物溶解，使可溶物溶解，过滤。过滤。（4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象。溶液，观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。实验方法实验方法海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣19实验注意事项实验注意事项 海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。实验现象：实验现象：加入加入H H2 2O O2 2后，溶液由无色变为黄色，后，溶液由无色变为黄色，再加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色再加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色化学方程式：化学方程式：2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣20地球上地球上99%以上的溴蕴藏以上的溴蕴藏在大海中在大海中,以以Br-形式存在，形式存在，因此溴又被称为因此溴又被称为“海洋元海洋元素素”。海水中溴的提取是海水中溴的提取是将将Br-转变为转变为Br2是海水提溴是海水提溴中关键的化学反应。中关键的化学反应。液溴液溴(Br2)海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣21（3 3）海水提溴：主要方法是空气吹出法）海水提溴：主要方法是空气吹出法主要流程主要流程海水海水浓缩浓缩酸化酸化浓缩浓缩海水海水BrBr-通入通入氯气氯气海海水水ClCl-BrBr2 2通入空气通入空气水蒸气水蒸气(吹入吹入)吸收吸收塔塔SOSO2 2反应后反应后富集溴富集溴HBrHBr、SOSO4 42 2通入通入ClCl2 2ClCl-BrBr2 2分离分离溴单质溴单质化学方程式：化学方程式：2NaBr Cl2=Br2 2NaClBr2 SO2 2H2O=2HBr H2SO42HBr Cl2=Br2 2HCl海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣22从海水中提取溴的主要工艺流程（从海水中提取溴的主要工艺流程（空气吹出法空气吹出法）用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：为溴单质：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣23 思考与交流：思考与交流：如如何何将将海海水水中中的的溴溴离离子子转转变变成成溴溴单单质质？阅阅读读教教材材P91页资料卡片页资料卡片海水提溴。海水提溴。1 1、设计一个实验方案模拟这一生产过程；、设计一个实验方案模拟这一生产过程；2 2、写出相关的化学方程式。、写出相关的化学方程式。浓缩海水浓缩海水Br2HBr溶液溶液Br2通入通入Cl2通入空气，通入空气，SO2吸收吸收通入通入Cl2海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣242NaBr+Cl2=Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2=H2SO4+2HBr2HBr+Cl2=Br2+2HCl海水提溴的实验室模拟装置海水提溴的实验室模拟装置海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣25 镁被誉为镁被誉为“国防金属国防金属”，60%的镁从海水提取的镁从海水提取海水海水镁镁飞机飞机海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣26（4）从海水中制金属镁）从海水中制金属镁海水海水蒸发蒸发粗盐粗盐 水、重结晶水、重结晶 精盐精盐母液母液 Mg(OH)2盐酸、浓缩盐酸、浓缩 MgCl2 H2O 脱水脱水 MgCl2 电解电解 MgMgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 +CaCl2Mg(OH)2+2HCl =MgCl2 +H2O石灰乳石灰乳 水水 CaO 煅烧煅烧 贝壳贝壳 MgCl2 通电通电 Mg+Cl2 海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣27引入海水引入海水贝壳贝壳（CaCO3)过滤网过滤网 工业制镁流程工业制镁流程沉降池沉降池过滤槽过滤槽 Mg(OH)2盐酸盐酸蒸蒸发发干干燥燥锻烧产物锻烧产物电解电解 MgCl2金属镁金属镁MgCl2溶液溶液锻烧锻烧与水反应与水反应氯气氯气海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣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的提取的提取海水综合利用联合工业体系一例海水综合利用联合工业体系一例海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣29海海水水蒸发蒸发结晶结晶 H2O 粗盐粗盐 精盐精盐 Na 卤水卤水 Br2 HBr Br2 Mg(OH)2 MgCl2 Mg蒸馏蒸馏海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣301 1、从海水中提取下列物质、从海水中提取下列物质,可以不涉及到化学可以不涉及到化学变化的是变化的是 ()()A.Mg B.NaCl C.Br2 D.K2 2、医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大、医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食用海带的病人多食用海带,这是因为海带中含有较丰这是因为海带中含有较丰富的富的 ()()A.碘元素碘元素 B.铁元素铁元素 C.钾元素钾元素 D.锌元素锌元素BA海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣31 一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道海了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道海水会致命。原因是水会致命。原因是 （）A、海水有苦涩味，根本喝不下去、海水有苦涩味，根本喝不下去B、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡C、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡D、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来，进、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡入肠胃中，使人脱水死亡想一想、猜一猜想一想、猜一猜D海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣32未来海洋空间利用海水资源的开发利用海水资源的开发利用2023/5/29江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣33Thanks 谢谢您的观看！