2018高中化學(xué) 第二單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用 2.2.2 海水中溴、鎂及重水的提取課件 新人教版選修2.ppt

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第2課時海水中溴 鎂及重水的提取 1 了解海水提鎂和海水提溴的原理和過程 2 能說出從海水中提取重水的工藝流程 一 二 三 一 海水提溴1 常用方法吹出法 2 工藝流程 1 氯化 向海水中通入Cl2 離子方程式為Cl2 2Br Br2 2Cl 2 吹出 用空氣將氯化生成的Br2吹出 也可以用水蒸氣使溴和水蒸氣一起蒸出 3 吸收 用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br 再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品 化學(xué)方程式為SO2 Br2 2H2OH2SO4 2HBr Cl2 2HBrBr2 2HCl 海水中Br 的濃度太低 應(yīng)如何富集 提示一般不直接用海水提溴 而是用海水曬鹽后的母液提溴 一 二 三 二 海水提鎂海水提鎂的基本反應(yīng)原理可表示如下 1 所用操作方法a 過濾 b 濃縮結(jié)晶烘干 c 電解 2 離子方程式或化學(xué)方程式 一 二 三 將MgCl2溶液濃縮得到MgCl2 6H2O晶體 然后將晶體在HCl氣流中加熱烘干得無水MgCl2 為什么 提示Mg OH 2是中強堿 MgCl2能發(fā)生一定程度的水解反應(yīng) 在HCl氣流中加熱烘干抑制了MgCl2的水解 能得到較純凈的無水MgCl2 一 二 三 三 從海水中提取重水1 重氫與重水的符號2 重氫與重水的應(yīng)用兩個氘核可融合成氦核 同時釋放出大量能量 這一過程稱作熱核聚變 D2O可作原子能反應(yīng)堆的中子減速劑和傳熱介質(zhì) 3 提取重水 D2O 的方法提取重水的方法有蒸餾法 電解法 化學(xué)交換法和吸附法等 硫化氫 水雙溫交換法是比較成功的生產(chǎn)方法 一 二 一 海水提溴1 工藝流程 2 主要反應(yīng)原理 3 溴的吸收富集 1 純堿吸收法 海水中的溴離子被氧化為溴單質(zhì)后 用熱空氣或水蒸氣吹出 通過Na2CO3溶液使溴富集后 再將得到的溶液用稀硫酸酸化 用有機溶劑萃取溴單質(zhì) 發(fā)生反應(yīng) 一 二 2 SO2吸收法 用空氣吹出的溴和大量的空氣混合在一起 不易分離 用還原劑SO2吸收后 再用氯氣氧化HBr即得到溴單質(zhì) 一 二 二 海水提鎂1 海水提鎂流程圖 一 二 2 主要化學(xué)反應(yīng) 1 制備石灰乳 一 二 3 工業(yè)生產(chǎn)中平衡原理的應(yīng)用 1 沉淀溶解平衡原理的應(yīng)用 向海水中加入沉淀劑Ca OH 2 由于c OH 增大 Mg OH 2的溶解度小于Ca OH 2 則最大程度地將Mg2 轉(zhuǎn)化為Mg OH 2沉淀 向Mg OH 2沉淀中加入鹽酸 使沉淀溶解平衡右移 Mg OH 2溶解 2 水解平衡原理的應(yīng)用 在MgCl2 6H2O脫水變?yōu)镸gCl2時 由于MgCl2 2H2OMg OH 2 2HCl水解平衡的存在 提供HCl氣體環(huán)境 增大c HCl 抑制了MgCl2的水解 避免了Mg OH 2的生成 知識點1 知識點2 海水提溴 例題1 全球海水中溴的儲量豐富 約占地球溴總儲量的99 故溴有 海洋元素 之稱 海水中溴含量為65mg L 1 其工業(yè)提取法有 1 空氣吹出純堿吸收法 方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中 使溴置換出來 再用空氣將溴吹出 用純堿溶液吸收 最后用硫酸酸化 即可得到單質(zhì)溴 該方法涉及的反應(yīng)有 寫出化學(xué)方程式 其中反應(yīng) 和 的氧化劑分別是 2 空氣吹出SO2吸收法 該方法基本同 1 只是將吹出的溴用SO2來吸收 使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸 然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴 寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式 知識點1 知識點2 3 溶劑萃取法 該法是利用單質(zhì)溴在水中和萃取劑中溶解度不同的原理來進行的 實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是 下列可以用于海水中溴的萃取的試劑是 填序號 乙醇 四氯化碳 硝酸解析 工業(yè)提取溴的原理 將氯氣通入到富含溴離子的海水中 使溴置換出來 然后用某種溶液吸收 再提純即可 方法 3 是利用物理方法 用有機溶劑萃取 因為溴易溶于有機溶劑 本題中作為海水中溴的萃取劑的只能是 四氯化碳 知識點1 知識點2 海水提鎂 例題2 海水是一種豐富的資源 工業(yè)上從海水中可提取多種物質(zhì) 廣泛應(yīng)用于生活 生產(chǎn) 科技等方面 下圖是某工廠對海水資源進行綜合利用的示意圖 回答下列問題 1 流程圖中操作a的名稱為 2 工業(yè)上從海水中提取的NaCl可用來制取純堿 其簡要過程如下 向飽和食鹽水中先通入氣體A 后通入氣體B 充分反應(yīng)后過濾得到晶體C和濾液D 將晶體C灼燒即可制得純堿 知識點1 知識點2 氣體A B是CO2或NH3 則氣體A應(yīng)是 填化學(xué)式 濾液D中主要含有NH4Cl NaHCO3等物質(zhì) 工業(yè)上是向濾液D中通入NH3 并加入細小食鹽顆粒 冷卻析出不含有NaHCO3的副產(chǎn)品NH4Cl晶體 則通入NH3的作用是 3 鎂是一種用途很廣的金屬材料 目前世界上60 的鎂從海水中提取 若要驗證所得無水MgCl2中不含NaCl 最簡單的操作方法是 操作b是在氛圍中進行 若在空氣中加熱 則會生成Mg OH Cl 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 知識點1 知識點2 解析 1 將海水蒸發(fā)結(jié)晶得到粗鹽 在提取粗鹽后的母液中主要含有Mg2 2 先通氨氣的原因是氨氣易溶于水 CO2微溶于水 若先通CO2 則影響產(chǎn)率 從平衡的角度去分析 通入NH3可以增OH 的濃度 有利于沉淀溶解平衡向生成NH4Cl的方向進行 將NaHCO3轉(zhuǎn)化為溶解度較大的Na2CO3而溶解 提高NH4Cl的純度 3 Na 采用焰色反應(yīng)來檢驗最簡便 氯化氫氣體氛圍的作用是防止MgCl2的水解 知識點1 知識點2 答案 1 蒸發(fā)結(jié)晶 或蒸發(fā) 2 NH3 3 用鉑絲蘸取少量固體 置于酒精燈火焰上灼燒 若無黃色火焰產(chǎn)生 則證明所得無水氯化鎂晶體中不含氯化鈉 答焰色反應(yīng)也可 氯化氫MgCl2 6H2OMg OH Cl HCl 5H2O 1234 1重水 D2O 是重要的核工業(yè)原料 下列說法錯誤的是 A 氘 D 原子核外有1個電子B 1H與D互稱為同位素C H2O與D2O互稱為同素異形體 答案 C 1234 2從海水中提取鎂 正確的方法是 解析 本題要求我們既要知道鎂是由電解熔融的氯化鎂得到的 還要知道從海水中提取氯化鎂的途徑及原料的合理使用 即利用海邊富有的貝殼資源生產(chǎn)氫氧化鈣以變廢為寶 答案 D 1234 3下列關(guān)于海水綜合利用的敘述不正確的是 A 利用空氣吹出SO2吸收法從海水中提溴時 直接將海水氯化 然后再進行吹出 吸收可得到溴產(chǎn)品B 從海水中提取的重水可作原子能反應(yīng)堆的中子減速劑和傳熱介質(zhì)C 鹽田法制鹽時 所用的鹽田一般分成貯水池 蒸發(fā)池 結(jié)晶池三部分D 利用電滲析法 冷凍法制鹽 同時也可以得到淡水解析 利用空氣吹出SO2吸收法從海水中提溴時 氯氣氧化溴離子在pH 3 5的酸性條件下效果最好 所以在氯化之前要將海水酸化 A不正確 答案 A 1234 4海水中含有豐富的化學(xué)元素 下面是某化工廠從海水中提取NaCl Mg 以MgCl2形式存在 和Br2 以NaBr的形式存在 及綜合利用的生產(chǎn)流程簡圖 1234 請回答 1 海水制鹽常用的方法是 2 Mg OH 2中加入鹽酸后 要獲得MgCl2 6H2O晶體 需要進行的實驗操作依次為 A 蒸餾B 灼燒C 過濾D 蒸發(fā)E 冷卻結(jié)晶 3 利用MgCl2 6H2O可制得無水氯化鎂 應(yīng)采取的措施是 4 目前工業(yè)上主要采用隔膜法電解飽和食鹽水 下列關(guān)于隔膜電解槽的敘述錯誤的是 A 隔膜的作用是防止氯氣與氫氧化鈉 氫氣接觸而發(fā)生反應(yīng)B 電解之前應(yīng)除去Ca2 Mg2 以防止電解時生成Ca OH 2 Mg OH 2堵塞隔膜C 陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣D 電解槽的陽極用金屬鐵網(wǎng)制成 1234 5 采用 空氣吹出法 由母液提溴時 要經(jīng)過氯化 吹出 吸收三個過程 常用吸收劑是SO2 在吸收過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 解析 1 海水制鹽的方法有蒸發(fā)法 鹽田法 電滲析法 冷凍法等 其中以蒸發(fā)法為主 2 由溶液中提純易溶于水的晶體 常用蒸發(fā) 冷卻結(jié)晶的方法 3 MgCl2 6H2O制無水氯化鎂 如果直接加熱MgCl2 6H2O不能得到無水MgCl2 應(yīng)將MgCl2 6H2O在干燥的HCl氣流中加熱得無水MgCl2 4 隔膜電解槽的陽極用石墨棒制成 陰極為鐵網(wǎng) 所以D錯誤 5 用SO2作還原劑 使Br2轉(zhuǎn)化為HBr 再用Cl2將HBr氧化得到溴產(chǎn)品 1234 答案 1 蒸發(fā)法 鹽田法 2 DEC 3 在HCl氣流中脫水 防止MgCl2水解 4 D 5 SO2 Br2 2H2OH2SO4 2HBr 2HBr Cl22HCl Br2