第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的合理開發(fā)與利用第2課時1.以海水中的氯化鈉為原料，構建物質間的轉化關系圖和思維導圖。2.通過海水提溴工藝流程圖設計與分析，形成工業(yè)上提取物質的一般思路和方法，培養(yǎng)模型認知和證據推理能力。重點學習目標難點海洋中的資源的分類：礦產資源化學資源動力資源生物資源人類是如何利用海水的呢？又是用什么方法從海水中提取海水中的化學元素的呢？海水資源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻。海水淡化主要有蒸餾法、電滲析法和離子交換法。海水淡化電滲析法離子交換法蒸餾法海水淡化方法原理蒸餾法將海水加熱至沸騰汽化，然后將蒸氣冷凝而得到蒸餾水電滲析法在外加直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，使水中的一部分離子轉移到另一部分水中達到除鹽的目的離子交換法用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陰、陽離子這三種淡化海水的方法分別有什么優(yōu)缺點呢？海水淡化蒸餾法最先使用，技術成熟，但成本高電滲析法成本低，但未能大量生產離子交換法目前正在迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂海水貯水池蒸發(fā)池結晶池粗鹽母液氯化鈉多種化工原料海水曬鹽流程圖海水資源的開發(fā)利用物質是物質的不斷分離和提純的過程。海水提溴醫(yī)藥……液溴農藥染料攝影器材冶金工業(yè)滅火器材溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，以Br-形式存在。海水中溴元素的含量約為67mg/L。溴在海水中的濃度比較低，如何從海水中提取溴呢？海水綜合利用海水淡化蒸餾淡化濃縮海水蒸發(fā)結晶粗鹽母液海水0.0672g/L苦鹵2.5~3g/L母液也叫“苦鹵”，含有較高濃度的K+、Mg、Br和SO4等。2+2Br的濃度原料Br目標產品Br2

步驟核心反應分離提純……Cl2+2Br2Cl+Br2海水提溴核心反應BrBr2

如何轉化？科學性、可行性1.如何選擇合適的氧化劑？價格(萬元/噸)Cl20.155O20.13（不能把Br氧化成Br2）KMnO43.4K2Cr2O73.76KClO32.7H2O21.4Na2O2(過氧化鈉)17簡約性：原料廉價易得安全性：從源頭上減少和消除污染2.如何將鹵水中的溴單質提取出來呢？操作簡單海水提溴根據海水提溴工藝流程圖，思考和討論每一個環(huán)節(jié)的作用，寫出各個環(huán)節(jié)主要反應的方程式。海水提溴工藝流程圖海水提溴此流程的目的是什么？流程中涉及哪些步驟？每一步的作用是什么？01流程中涉及哪些化學知識？涉及的反應主要有哪些？用到了哪些分離和提純的操作？02溫馨提示海水提溴工藝流程圖

“吹出法”海水提溴環(huán)節(jié)作用方程式氧化吹出吸收蒸餾SO2＋Br2＋2H2OH2SO4＋2HBr海水提溴向含Br2的水溶液中通入空氣，將Br2吹出吹出的Br2通入盛有SO2、H2O的吸收塔內，達到富集的目的向吸收塔反應后的溶液中通入適量的Cl2，將HBr氧化生成Br22Br－＋Cl2Br2＋2Cl－

2HBr＋Cl2Br2＋2HCl將海水濃縮后，向酸化的海水中通入Cl2，使Br轉化為Br2海水提溴特別提醒！海水提溴的過程，將Br

氧化→吹出→吸收，又變回Br2，主要是富集溴。不能利用最初的含Br2的海水直接蒸餾獲取液態(tài)溴，因為此時溶液中的Br2濃度較低，若直接蒸餾，處理量大，成本高。

第一步已經得到溴單質，為什么還要通入空氣？通入二氧化硫將溴單質還原后再通入氯氣生成溴單質，是否多次一舉？海水提溴

富集(濃縮)氧化室冷凝器吹出塔吸收塔蒸餾塔Br2海水酸和Cl2空氣SO2和H2OCl2和H2O(g)請你根據教材海水提溴工藝流程圖，自己動手繪制簡易工藝流程圖。海水提溴

富集工業(yè)原料中間產物Ⅰ中間產物Ⅱ

轉化①酸堿性②氧化性

分離提純①除去雜質②提純產物……目標產品由工業(yè)原料到具體產品的一般思路和方法根據從海水中提取物質的一般思路，請以小組合作形式設計完整方案，完成從海水中提取鎂的工藝流程圖，并寫出化學方程式。海水提鎂沉淀池CaO石灰乳貝殼海水Mg(OH)2鹽酸、濃縮MgCl2·6H2O在HCl氣氛中MgCl2電解Mg+Cl2鹽酸Cl2循環(huán)利用HCl煅燒水引入過濾海水提鎂的工藝流程圖：蒸發(fā)、濃縮、干燥、脫水海水提鎂CaCO3CaO+CO2↑高溫CaO+H2O

Ca(OH)2Ca(OH)2+MgCl2

Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl

MgCl2+2H2OMgCl2+6H2O

MgCl2·6H2O↓MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O

HCl,△MgCl2(熔融)

Mg+Cl2電解主要反應原理：1.水資源非常重要，雖然地球約71%的面積被海水所包圍，但淡水的比例只有2.5%，且其中絕大部分以冰川和其他形式存在，實際能夠用來飲用的水不足全球淡水總量的1%。下列關于水的說法錯誤的是（

）A.蒸餾法是海水淡化的方法之一B.淡水的密度小于海水的密度C.融化的雪水中礦物質的含量比深井水中的少D.0℃以上，溫度越高，水的密度越小

D由于水在4℃時密度最大，因此在0~4℃之間，溫度越高水的密度越大，而在4℃以上時，溫度越高水的密度越小，D錯誤。解析2.若將海水淡化作為飲用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是（）

AA.加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化

B.利用太陽能使海水蒸餾淡化

C．利用電滲析法可以獲取淡化的飲用水

D．將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子解析明礬在溶液中能生成膠體，不能與鹽(MgCl2等)反應，不能使海水中的鹽分沉淀而淡化；太陽能提供水蒸發(fā)需要的能量，則利用太陽能使海水蒸餾淡化；利用電滲析法可以除去海水中的某些陽離子和陰離子，從而獲取淡化的飲用水；通過離子交換樹脂，使某些離子被選擇吸收，達到淡化目的。3.

空氣吹出法是用于工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法，其中一種工藝是以預先經過酸化的濃縮的海水為原料，通過以下步驟提溴。步驟Ⅰ：用氯氣置換溴離子使之成為單質溴。步驟Ⅱ：通入空氣和水蒸氣，將溴吹入吸收塔，使溴蒸氣和吸收劑SO2發(fā)生作用轉化成氫溴酸。步驟Ⅲ：用氯氣將氫溴酸氧化得到產品溴。下列說法正確的是________（填字母）。A.步驟Ⅰ和Ⅱ的目的是溴富集B.上述步驟中的反應可說明氧化性：Cl2＞Br2C.步驟Ⅰ和Ⅱ發(fā)生的主要反應原理不同。AB