高二化学教案：《海水的综合利用学案导学》教学设计

　　本文题目：高二化学教案：海水的综合利用学案导学

　　2.2海水的综合利用 学案导学(新人教选修2)

　　目的要求：

　　了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源的利用。

　　了解海水提溴的重要步骤

　　学习过程：

　　一、海水中盐的开发和利用

　　海水中含有多种盐类，以 最多，约占海水中盐类总量的 ，还含有 、 等。

　　1.海水制盐

　　(1)海水制盐以 法(盐田法)为主，主要原理是太阳照射后， 蒸发，达到 浓度时，依次以 形式析出。

　　(2)盐田必须符合的条件

　　① ;

　　② ;

　　③ 。

　　(3)盐田一般分为 、 、 三部分。

　　(4)海水制盐要经过 逐渐蒸发浓缩，达到饱和后会析出 ，分离后所得的母液叫 ，可综合利用制得副产品 、 等。

　　(卤水中主要含氯化镁、碘化钾、溴化钾)

　　(5)海水制盐还可用 法和 法，这样不仅可制得盐，还可得到 。

　　2.食盐资源的利用

　　(1)化学工业之一的氯碱工业，是以 为原料制取 ，再进一步生产其他化工产品。

　　(2)电解食盐水实验装置

　　用电解饱和食盐溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。

　　氯化钠溶液中存在着 四种离子，通直流电后，

　　向阳极移动， 向阴极移动。

　　⑶阳极反应式 ，阴极反应式

　　⑷电解饱和食盐水的反应式是 。

　　⑸学与问

　　①写出电解食盐水后产物NaOH、Cl2、H2可用来制其他化工产品的反应方程式。

　　②利用电解食盐水制NaOH，应采取什么合适的措施?

　　⑹电解制碱目前主要采用 法。离子交换膜电解槽是由多个 槽串联或并联组成。

　　单元槽由 、 、 、 和 等组成。

　　⑺精制的饱和食盐水进入 极室，加入NaOH的纯水进入 极室，通电时，水在 极表面放电生成 ，Na+穿过离子交换膜由 极室进入 极室，导出的阴极液中含 ，Cl—则在 极表面放电生成 ，电解后的淡盐水从 极导出。

　　3. 离子交换膜法制烧碱

　　二、海水提溴

　　从海水中提溴约占世界溴年产量的 ，常用的方法叫 ，即用氯气氧化海水中的 ，使其变成 ，然后用空气或水蒸气 。

　　1.氧化

　　(1)写出用氯气置换溴离子的反应式 。

　　(2)氯气置换溴离子之前，要使海水 化，使pH= 。

　　2.吹出

　　当Br— 被氧化成 后，用 将其吹出，也可用 与溴一起蒸出。

　　3.吸收：写出用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品的反应方程式 、 。

　　溴的用途：工业上：燃料的防爆剂;胶卷的感光材料;农业上：杀虫剂;医药上： 红药水、镇静剂。

　　氧化性：Cl2> Br2>I2。

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

　　三、海水提镁

　　1.海水中镁的总储量约为 ，目前世界生产的镁 来自海水。

　　2.谈谈工业生产提取镁的主要方法和写出主要反应方程式

　　⑴

　　⑵

　　⑶

　　3. 如何用蒸发、结晶的方法从氯化镁溶液中得到氯化镁 ?

　　在氯化氢气氛中蒸发

　　4. 设计从上述苦卤中提取溴及碘?

　　溴氧化后吹出，用氢氧化钠吸收后酸化;碘氧化后用萃取剂萃取

　　四、从海水中提取重水

　　1.氢的同位素符号和名称是 、 、 。

　　2. 21H氘的原子核内有一个 和一个 ，所以叫 ，化学符号是 重水可作原子反应堆的 和 。

　　3.热核聚变指的是 。

　　4.海水中含重水 t。

　　参与答案

　　一、海水中盐的开发和利用

　　氯化钠、80%、氯化镁、硫酸钙。

　　1. 海水制盐

　　(1)蒸发、水分、饱和、固体。

　　(2)①有平坦空旷的海滩，潮汐落差大

　　②气候干燥、多风、少雨

　　③远离江河入海口。

　　(3)贮水池、蒸发池、结晶池。

　　(4)风吹、日晒，食盐晶体、苦卤、氯化钾、氯化镁。

　　(5)电渗析、冷冻、淡水。

　　2.⑴食盐、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装置：用离子交换膜电解槽，单元槽：由阳极(钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。离子交换膜的作用：可防止① H2 + Cl2 == 2HCl 爆炸 ; ② Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 影响烧碱产量和质量。

　　⑹离子交换膜、单元、阳极(钛网)、阴极(碳钢网)、离子交换膜、电解槽框、导电铜棒。

　　⑺阳、阴、H2、阳、阴、NaOH、阳、Cl2、阳。

　　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、空气、水蒸气。

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

　　三、海水提镁

　　1. 2.1×1015t，60%。

　　2.⑴加入石灰乳，使海水中的镁变氢氧化镁沉淀

　　Mg2++2OH—=Mg(OH)2 ?

　　⑵加盐酸使氢氧化镁转化成氯化镁

　　Mg(OH)2+2H+= Mg2++2 H2O

　　⑶电解氯化镁

　　2MgCl2 2Mg+Cl2?

　　四、从海水中提取重水

　　1. 11H 氕、21H氘 31H 氚

　　2.质子、中子、重氢、D、D2O、中子减速剂、传热介质(重水堆)

　　3.两个氘核在高温高压下融合成氦核，同时放出大量能量的过程。

　　4. 2.0×1014t

　　【课堂巩固提高】

　　1、11H、12H、13H、H+、H2是 ( )

　　A、氢的五种同位素 B、五种氢元素

　　C、氢的五种同素异形体 D、氢元素的五种不同微粒

　　答案 ：D

　　2、用惰性电极电解下列物质的水溶液，在阳极上不放出O2的是 ( )

　　A.KOH B.Na2SO4

　　C.KCl D.K2SO4

　　答案：C

　　3.(07高考?海南)目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是()

　　A.硬水的软化 B.电解饱和食盐水制造NaOH

　　C.电渗析淡化海水 D.海水中提取金属Mg

　　答案：D

　　4、(07高考?广东)许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )

　　A、氯、溴、碘 B、钠、镁、铝

　　C、烧碱、氢气 D、食盐、淡水

　　答案：D

　　5、(04高考?上海)下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是 ( )

　　答案：D

　　6、如图所示，两容器都盛有食盐水和酚酞混合液，在下列装置中最先观察到变红现象的区域是____________，并写出各极的反应式。

　　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来源，下面是工业上对海水综合利用的示意图：

　　回答下列问题：

　　(1)从海水中得到粗盐中含 等杂质离子，如用试剂BaCl2、NaOH、盐酸和Na2CO3溶液，除去杂质离子，则加入试剂的顺序是____________________。

　　(2)以海滩贝壳为原料制备Ca(OH)2的过程可用化学方程式表示为_____________，___________________。

　　(3)MgCl2?6H2O脱水过程中易水解生成碱式氯化镁，化学方程式为____________。因此工业上常使MgCl2?6H2O 晶体在_______气体中脱水而得到干燥无水的MgCl2。

　　(4)电解无水 MgCl2可得金属镁和氯气，利用副产品氯气还可制备漂白粉，其反应的化学方程式为________________________。

　　答案：(1) 、盐酸或NaOH、 、盐酸。