高二化學教案：《海水的綜合利用學案導學》教學設計

　　本文題目：高二化學教案：海水的綜合利用學案導學

　　2.2海水的綜合利用 學案導學(新人教選修2)

　　目的要求：

　　了解海水中鹽的開發和利用，掌握食鹽資源的利用。

　　了解海水提溴的重要步驟

　　學習過程：

　　一、海水中鹽的開發和利用

　　海水中含有多種鹽類，以 最多，約占海水中鹽類總量的 ，還含有 、 等。

　　1.海水制鹽

　　(1)海水制鹽以 法(鹽田法)為主，主要原理是太陽照射后， 蒸發，達到 濃度時，依次以 形式析出。

　　(2)鹽田必須符合的條件

　　① ;

　　② ;

　　③ 。

　　(3)鹽田一般分為 、 、 三部分。

　　(4)海水制鹽要經過 逐漸蒸發濃縮，達到飽和后會析出 ，分離后所得的母液叫 ，可綜合利用制得副產品 、 等。

　　(鹵水中主要含氯化鎂、碘化鉀、溴化鉀)

　　(5)海水制鹽還可用 法和 法，這樣不僅可制得鹽，還可得到 。

　　2.食鹽資源的利用

　　(1)化學工業之一的氯堿工業，是以 為原料制取 ，再進一步生產其他化工產品。

　　(2)電解食鹽水實驗裝置

　　用電解飽和食鹽溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們為原料生產一系列化工產品的工業，稱為氯堿工業。

　　氯化鈉溶液中存在著 四種離子，通直流電后，

　　向陽極移動， 向陰極移動。

　　⑶陽極反應式 ，陰極反應式

　　⑷電解飽和食鹽水的反應式是 。

　　⑸學與問

　　①寫出電解食鹽水后產物NaOH、Cl2、H2可用來制其他化工產品的反應方程式。

　　②利用電解食鹽水制NaOH，應采取什么合適的措施?

　　⑹電解制堿目前主要采用 法。離子交換膜電解槽是由多個 槽串聯或并聯組成。

　　單元槽由 、 、 、 和 等組成。

　　⑺精制的飽和食鹽水進入 極室，加入NaOH的純水進入 極室，通電時，水在 極表面放電生成 ，Na+穿過離子交換膜由 極室進入 極室，導出的陰極液中含 ，Cl—則在 極表面放電生成 ，電解后的淡鹽水從 極導出。

　　3. 離子交換膜法制燒堿

　　二、海水提溴

　　從海水中提溴約占世界溴年產量的 ，常用的方法叫 ，即用氯氣氧化海水中的 ，使其變成 ，然后用空氣或水蒸氣 。

　　1.氧化

　　(1)寫出用氯氣置換溴離子的反應式 。

　　(2)氯氣置換溴離子之前，要使海水 化，使pH= 。

　　2.吹出

　　當Br— 被氧化成 后，用 將其吹出，也可用 與溴一起蒸出。

　　3.吸收：寫出用二氧化硫做還原劑回收溴，再用氯氣將其氧化得到溴產品的反應方程式 、 。

　　溴的用途：工業上：燃料的防爆劑;膠卷的感光材料;農業上：殺蟲劑;醫藥上： 紅藥水、鎮靜劑。

　　氧化性：Cl2> Br2>I2。

　　Cl2+2Br-= Br2+2Cl-; Cl2+2I-=I2+2 Cl-; Br2+2I-=I2+2Br-.

　　三、海水提鎂

　　1.海水中鎂的總儲量約為 ，目前世界生產的鎂 來自海水。

　　2.談談工業生產提取鎂的主要方法和寫出主要反應方程式

　　⑴

　　⑵

　　⑶

　　3. 如何用蒸發、結晶的方法從氯化鎂溶液中得到氯化鎂 ?

　　在氯化氫氣氛中蒸發

　　4. 設計從上述苦鹵中提取溴及碘?

　　溴氧化后吹出，用氫氧化鈉吸收后酸化;碘氧化后用萃取劑萃取

　　四、從海水中提取重水

　　1.氫的同位素符號和名稱是 、 、 。

　　2. 21H氘的原子核內有一個 和一個 ，所以叫 ，化學符號是 重水可作原子反應堆的 和 。

　　3.熱核聚變指的是 。

　　4.海水中含重水 t。

　　參與答案

　　一、海水中鹽的開發和利用

　　氯化鈉、80%、氯化鎂、硫酸鈣。

　　1. 海水制鹽

　　(1)蒸發、水分、飽和、固體。

　　(2)①有平坦空曠的海灘，潮汐落差大

　　②氣候干燥、多風、少雨

　　③遠離江河入海口。

　　(3)貯水池、蒸發池、結晶池。

　　(4)風吹、日曬，食鹽晶體、苦鹵、氯化鉀、氯化鎂。

　　(5)電滲析、冷凍、淡水。

　　2.⑴食鹽、NaOH、Cl2、H2。

　　⑵Na+、Cl—、OH— 、H+，Cl—、OH—，Na+、H+

　　⑶2 Cl——2e—= Cl2??????? H+ +2e—= H2 ?

　　⑷2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ?+ Cl2?

　　⑸①2NaOH + CO2 ==Na2CO3 + H2O H2 + Cl2 2HCl

　　2NaOH + Cl2=NaClO+NaCl

　　②裝置：用離子交換膜電解槽，單元槽：由陽極(鈦網)、陰極(碳鋼網)、離子交換膜、電解槽框、導電銅棒等組成。離子交換膜的特性：只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過。離子交換膜的作用：可防止① H2 + Cl2 == 2HCl 爆炸 ; ② Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 影響燒堿產量和質量。

　　⑹離子交換膜、單元、陽極(鈦網)、陰極(碳鋼網)、離子交換膜、電解槽框、導電銅棒。

　　⑺陽、陰、H2、陽、陰、NaOH、陽、Cl2、陽。

　　二、海水提溴

　　1/3、吹出法、Br—、Br2、吹出。

　　1.(1)Cl2+2 Br—=2 Cl—+Br2 (2)酸化、3.5

　　2. Br2、空氣、水蒸氣。

　　3. Br2+SO2 +H2O=2HBr+H2SO4 Cl2+2 Br—=2 Cl—+Br2

　　三、海水提鎂

　　1. 2.1×1015t，60%。

　　2.⑴加入石灰乳，使海水中的鎂變氫氧化鎂沉淀

　　Mg2++2OH—=Mg(OH)2 ?

　　⑵加鹽酸使氫氧化鎂轉化成氯化鎂

　　Mg(OH)2+2H+= Mg2++2 H2O

　　⑶電解氯化鎂

　　2MgCl2 2Mg+Cl2?

　　四、從海水中提取重水

　　1. 11H 氕、21H氘 31H 氚

　　2.質子、中子、重氫、D、D2O、中子減速劑、傳熱介質(重水堆)

　　3.兩個氘核在高溫高壓下融合成氦核，同時放出大量能量的過程。

　　4. 2.0×1014t

　　【課堂鞏固提高】

　　1、11H、12H、13H、H+、H2是 ( )

　　A、氫的五種同位素 B、五種氫元素

　　C、氫的五種同素異形體 D、氫元素的五種不同微粒

　　答案 ：D

　　2、用惰性電極電解下列物質的水溶液，在陽極上不放出O2的是 ( )

　　A.KOH B.Na2SO4

　　C.KCl D.K2SO4

　　答案：C

　　3.(07高考?海南)目前下列工藝過程沒有直接使用離子交換技術的是()

　　A.硬水的軟化 B.電解飽和食鹽水制造NaOH

　　C.電滲析淡化海水 D.海水中提取金屬Mg

　　答案：D

　　4、(07高考?廣東)許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學變化就能夠從海水中獲得的物質是( )

　　A、氯、溴、碘 B、鈉、鎂、鋁

　　C、燒堿、氫氣 D、食鹽、淡水

　　答案：D

　　5、(04高考?上海)下圖中能驗證氯化鈉溶液(含酚酞)電解產物的裝置是 ( )

　　答案：D

　　6、如圖所示，兩容器都盛有食鹽水和酚酞混合液，在下列裝置中最先觀察到變紅現象的區域是____________，并寫出各極的反應式。

　　甲______________; 乙 ______________;

　　丙______________; 丁______________;

　　答案：甲和丁的附近;甲： ;乙： ;

　　丙：Zn ;丁：

　　7、海水是化工原料的主要來源，下面是工業上對海水綜合利用的示意圖：

　　回答下列問題：

　　(1)從海水中得到粗鹽中含 等雜質離子，如用試劑BaCl2、NaOH、鹽酸和Na2CO3溶液，除去雜質離子，則加入試劑的順序是____________________。

　　(2)以海灘貝殼為原料制備Ca(OH)2的過程可用化學方程式表示為_____________，___________________。

　　(3)MgCl2?6H2O脫水過程中易水解生成堿式氯化鎂，化學方程式為____________。因此工業上常使MgCl2?6H2O 晶體在_______氣體中脫水而得到干燥無水的MgCl2。

　　(4)電解無水 MgCl2可得金屬鎂和氯氣，利用副產品氯氣還可制備漂白粉，其反應的化學方程式為________________________。

　　答案：(1) 、鹽酸或NaOH、 、鹽酸。