1.了解海水資源及其利用。 2.了解海水淡化的方法,掌握海水的蒸餾。3.掌握海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用,即海水制鹽,從海水中提取碘、溴、鎂。4.了解海水綜合利用的重要方向。
本節(jié)課從各種豐富多樣的海洋資源引入,通過數(shù)據(jù)列表、圖片、視頻等多種形式的內(nèi)容展現(xiàn),使學(xué)生認(rèn)識海水資源的特點(diǎn)、掌握水資源和化學(xué)資源的獲取方法與化學(xué)原理,以及涉及的基本實驗操作方法。本節(jié)課以海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用,即海水制鹽,海水提碘、提溴、提鎂作為教學(xué)重點(diǎn)。在講授粗鹽精制時注意總結(jié)物質(zhì)提純方案設(shè)計的一般思路;在講從海水提取碘、溴時,注意引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,增強(qiáng)學(xué)生的閱讀和理解能力;在講從海水提取鎂時,注意引導(dǎo)學(xué)生分析討論實驗方案。
海洋中的水資源和化學(xué)資源
海水中水的儲量約為1.3×109 億噸,占地球總水量 97%
元素種類很多,總計含有80多種元素
許多元素的富集程度很低
1、海水水資源的利用主要包括哪些途徑?
2、海水淡化的方法主要有什么?
閱讀課本 P90 第二自然段內(nèi)容,回答下列問題:
二、海水資源的開發(fā)利用
海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法 等。
原理:加熱到水的沸點(diǎn),液態(tài)水變成水蒸氣,與海水中的鹽分離,水蒸氣冷凝得淡水。
特點(diǎn):歷史最久,技術(shù)和工藝比較成熟,但成本較高。
適用范圍:沸點(diǎn)相差較大的液體混合物。注意事項:①溫度計的水銀球置于蒸餾燒瓶的支管口;②蒸餾燒瓶內(nèi)加沸石防止暴沸;③冷凝管水流方向“下進(jìn)上出”。
與能源技術(shù)相結(jié)合,能解決成本問題。
按含量計:含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13種元素的質(zhì)量超過總量的99%,其他為微量元素,總計含有80多種元素。
雖然海水中元素的種類很多,總儲量很大,但許多元素的富集程度卻很低。所以,海水中化學(xué)資源的利用首先要解決元素的富集問題。
2.海水中化學(xué)資源的利用首先要解決的問題是什么?
1.海水中含量較多的元素是什么?主要以什么微粒形式存在于海水中?
2.化學(xué)資源的開發(fā)利用
這是一種傳統(tǒng)的制鹽方法:將海水引入鹽田,在太陽照射下蒸發(fā)水,留下粗鹽。
②③①④或③②①④或③①②④
基本原則:先加BaCl2,后加Na2CO3,過濾后加鹽酸
粗鹽中的雜質(zhì):泥沙、Ca2+、 Mg2+、 SO42-
物質(zhì)提純的方案設(shè)計一般思路:
根據(jù)雜質(zhì)的特點(diǎn)選擇除雜試劑和分離方法
所加試劑的順序、用量及過量后如何處理
海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在,閱讀課本P91實驗 4-2。思考每步操作的目的和注意事項。
稀H2SO4 H2O2
請寫出該實驗涉及的離子方程式 。
1.海帶為什么不能用水沖洗?剪碎后,為什么要用酒精潤濕?
海帶如果用水浸泡,碘化物會部分溶解而損耗,且海帶不易燃燒。酒精潤濕可使海帶易于灼燒完全,并縮短灼燒時間。
2.若要從含I2的水溶液中提取I2,應(yīng)用什么方法?
用有機(jī)溶劑萃取水溶液中的I2,分液后再用蒸餾法將I2與有機(jī)溶劑分離開。
3.實驗室萃取Br2、I2在什么儀器中進(jìn)行?常用的萃取劑是什么?它們在萃取劑中一般呈現(xiàn)什么顏色?
有機(jī)溶劑,如CCl4 、苯
將Br-轉(zhuǎn)變?yōu)锽r2是海水中提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)(見課本P91資料卡片“海水提溴”),你能否設(shè)計一個實驗方案模擬這一生產(chǎn)過程?寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。
Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4
2NaBr + Cl2 = Br2 +2NaCl
2HBr + Cl2 = Br2 + 2HCl
Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+
Mg(OH)2+2HCl = MgCl+2H2O
3.海水資源的綜合利用
海水綜合利用的重要方向是:海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的氯化鈉除食用外,還用作工業(yè)原料,如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品,是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。例如,鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料,從海水中提取鈾和重水對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義?;瘜W(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。
海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例
用到了哪些分離、提純的方法?
1.從海帶中提取碘的實驗過程中,涉及下列操作,其中正確的是(  )
2.由海水制備無水氯化鎂,主要有以下步驟:①在一定條件下脫水干燥;②加熟石灰;③加鹽酸;④過濾;⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是(  )A.②④⑤③①  B.③②④①⑤C.③④②⑤① D.②④③⑤①
3.許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是(  )A.氯、溴、碘 B.鈉、鎂、鋁C.燒堿、氫氣 D.食鹽、淡水
4.在空氣吹出法的工藝中,有選用純堿溶液作溴蒸氣吸收劑的,也有選用SO2作溴蒸氣吸收劑的,下列有關(guān)說法正確的是(  )A.兩種吸收過程中,Br2只作氧化劑B.兩種吸收過程都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)C.用純堿溶液作吸收劑時,純堿作還原劑D.用純堿溶液作吸收劑只發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)
5.下列有關(guān)說法中不正確的是(  ) A.工業(yè)上可利用海水制取鎂 B.實驗室可以海帶為原料獲得碘 C.工業(yè)上可用還原劑還原赤鐵礦(含F(xiàn)e2O3)獲得鐵 D.從海水中提取溴元素(以Br-形式存在),可以考慮向其中通入F2
6.海水是巨大的資源寶庫,可以進(jìn)行綜合利用。從海水中提取食鹽和溴的過程如下:(1)請寫出一種海水淡化的方法:______________。(2)步驟Ⅰ獲得Br2的離子方程式為________________________________________________________________________________________________。
(3)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,使溴蒸氣轉(zhuǎn)化為氫溴酸以達(dá)到富集的目的。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr,在該反應(yīng)中,氧化劑是________(填化學(xué)式)。其反應(yīng)中生成2 ml HBr,則消耗________ ml SO2。(4)根據(jù)上述反應(yīng)判斷SO2、Cl2、Br2三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序是________________。
答案: (1)蒸餾法(其他合理答案均可)(2)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-(3)Br2 1(4)Cl2>Br2>SO2
7.某化學(xué)興趣小組為探究市售加碘食鹽中碘元素的存在形式進(jìn)行了以下實驗探究。實驗中僅供選擇的藥品有:含碘食鹽、0.5%的淀粉溶液、3% H2O2、稀硫酸、5%的KI溶液、蒸餾水,實驗中所需化學(xué)儀器任選。(1)提出假設(shè):假設(shè)①:加碘食鹽中碘是以I2的形式存在,用________溶液進(jìn)行驗證。假設(shè)②:加碘食鹽中碘以I-的形式存在,用H2O2和淀粉可以進(jìn)行驗證,可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________________。假設(shè)③:加碘食鹽中碘以IO3-的形式存在,根據(jù)反應(yīng):IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O判斷,檢驗IO3-的存在所選取的試劑為:KI溶液、淀粉溶液、稀H2SO4和蒸餾水。
(2)實驗方案及結(jié)論:取少量加碘食鹽加水溶解配制成溶液,分裝到三支潔凈試管中備用。

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第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

版本: 人教版 (新課標(biāo))

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