高中化学 第4章 第1节 开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2化学学案VIP免费

开发利用金属矿物和海水资源【学习目标】1．了解海水资源及其利用。2．了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。3．掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提镁、提溴、提碘。4．了解海水综合利用的重要方向。【学习过程】海洋是生命的摇篮，海水不仅是宝贵的水资源，而且蕴藏着丰富的化学资源。海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97％。海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的100多种化学元素，在海水中已找到80多种，其中70多种可供提取。1．海水中水资源的利用：海水中水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法有蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）、电渗析法（成本低，但未能大量生产）、离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）。2.海水中化学资源的开发利用：海水中含有的各种元素的特点是种类多、总储量大、富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。(1)海水制盐：从海水中制取盐的方法主要有盐田法、电渗析法和冷冻法。海水制盐生产NaCl，NaCl的水溶液制NaOH和漂白剂等。2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O（2）海带中碘的提取：海水中碘的浓度很低，碘一般从海带或海藻等植物中提取。使I－变成单质碘，可供选择的常见氧化剂有Cl2和H2O2。单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏的方法将碘和有机溶剂分开。碘的提取反应原理Cl2＋2I－===I2＋2Cl－工艺流程碘元素的检验反应原理2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O操作步骤温馨提示：碘元素的检验方法：淀粉遇单质碘变蓝，若是碘离子，通常先加入氯水氧化，再加入淀粉；或碘水呈黄色,通常加入有机溶剂四氯化碳或苯后有机层呈紫色；或加入硝酸酸化的硝酸银溶液后产生淡黄色沉淀，则原溶液中含碘离子。（3）海水中提取溴：工艺流程基本操作浓缩海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩氧化向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化成Br2，反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－富集利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4提取再用Cl2将HBr氧化得到产品溴（4）海水中提取镁：工艺流程反应原理CaCO3CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2OMgCl2Mg+Cl2↑【归纳总结】（1）海水制盐得到的是粗盐，含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质，需精制后才能用于氯碱工业。（2）海水中的溴元素、海带中的碘元素均是以离子的形式存在而不是以单质的形式存在，需要加入氧化剂才能将其转化为单质。（3）海水中元素的储量很大，但浓度很小。因此，首先需要将海水中的元素富集，然后再进行加工处理。（4）海水中含有溴元素，故需要经过化学变化才可以得到溴单质。（5）从海水中提取溴的流程中，有两次用到Cl2置换出Br2的反应，设计这两次反应的目的是富集海水中的溴。3.海水的其他应用：提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能等。【当堂检测】1.6月5日是世界环境日，环境与可持续发展是永远的主题，利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的利用认识错误的是()A．海水晒盐是利用蒸馏的原理B．海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发C．可以用太阳能光解海水以获取氢能源D．人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡2.从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是()3.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮B．工段②中结晶出的MgCl2·6H2O在空气中受热分解制无水MgCl2C．在工段③④⑤中溴元素均被氧化D．工段①中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸4.海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)请写出一种海水淡化的方法：________。(2)步骤Ⅰ获得Br2的...