人教版 (2019)必修 第二册自然资源的开发利用教学课件ppt

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新课导入地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库，包括能源资源、生物资源、水资源及化学资源。其中的水资源和化学资源具有十分巨大的开发潜力。第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用第2课时 海水资源的开发利用教学目标1.解海水资源的利用方法和从海水中获得化学物质（如氯化钠、溴、金属镁、氢氧化钠、氯气）的方法，初步认识海水资源的广泛性和多样性。2.认识海水提溴工艺流程图的设计与分析，形成工业上提取物质的一般思路和方法。一、海水资源的多样性 海水资源主要分为几大类？海洋中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。问题一：阅读课本100页前两自然段和资料卡片内容，概括海水资源的特点？海水资源的特点广阔性多样性分散性约占地球表面积的71%，约占地球上总水量的97%。含量最多的元素O、H，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他元素为微量许多元素的富集程度很低海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 海水中的物质电渗析法离子交换法反渗透法利用途径及海水淡化方法海水淡化直接利用海水进行循环冷却直接使用海水作火电厂、核电厂的循环冷却水蒸馏法问题：海水中丰富的水资源有哪些实际应用? 海水淡化都有哪些方法? (咸水→淡水)原理：将海水加热，水分受热变成气态(其余成分因沸点较高，不易汽化，留在烧瓶中)，冷凝成液态水。经过蒸馏、冷凝得到的液态水即为淡水。二、海水水资源的利用2.海水淡化1、蒸馏法定义：利用各成分的沸点差异，分离互溶液态混合物的物理分离方法。蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但是成本较高。适用条件：液体中含有少量杂质，沸点相差较大。二、海水水资源的利用2.海水淡化(1)蒸馏法蒸馏烧瓶尾接管（牛角管）锥形瓶直形冷凝管球形冷凝管蛇形冷凝管蒸馏法淡化海水的简化原理二、海水水资源的利用2.海水淡化(1)蒸馏法石棉网放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。冷凝管中水从下口进，上口出温度计的水银球位于蒸馏烧瓶支管口处烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的2/3，也不能少于1/3为降低液体沸点，可采用哪种蒸馏方法？2、电渗析法在电场的作用，强行将离子向电极处吸引，使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。一、水资源的利用成本低，但未能大量生产一、水资源的利用3、反渗透法利用孔径比1 nm还小的半透膜滤去盐分来制取淡水。二、化学资源的利用海水中的化学元素海中含盐主要是 NaCl、MgCl2溴是海洋元素，地球上99%的溴元素分布在海洋中，以Br－的形式存在。二、化学资源的利用二、化学资源的利用1、海水制氯化钠海水盐田饱和食盐水粗盐NaCl可溶性杂质：Ca2+、 Mg2+ 、 SO42-过滤除去泥沙BaCl2先加BaCl2，后加Na2CO3先过滤后再加稀盐酸蒸发结晶制纯碱：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl 制漂白剂(84消毒液)：Cl2＋2NaOH==NaCl＋NaClO＋H2O工业制盐酸氧化剂+ Cl2（液态）Cl2 + 2Br - = 2Cl- + Br2低浓度溴【思考】如何将海水中的 Br- 转化为 Br2 ？2、海水提溴——吹出法氧化吹出吸收蒸馏苦卤工业上做法：“吹出法”其过程主要包括氧化（用氯气氧化海水中的溴离子）、吹出（用空气将生成的溴吹出）、吸收（用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离）、蒸馏（再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离）等环节。浓缩海水Br–通Cl2反应①海水Cl–、Br2蒸馏 含Br2的空气单质Br2溴易挥发空气吹出以SO2和水吸收反应②吸收液HBr、H2SO4通Cl2反应③Br2、HCl、H2SO4①：2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2 ②：SO2 + 2H2O + Br2 = H2SO4 + 2HBr③：2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2 目的：富集沸点：58℃2、海水提溴——吹出法目标产品二、化学资源的利用3、海水提镁贝壳CaO石灰乳沉淀池海水Mg(OH)2MgCl2Mg+Cl2盐酸MgCl2·6H2O相关反应方程式Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl24、海带提碘（课本106页 第5题）灼烧加水浸泡加热过滤海带灰海带悬浊液（含I–）滤液（含I–）含I2溶液I2 的CCl4 溶液加CCl4萃取、分液粗I2蒸馏分液漏斗2.如何将卤水中的溴单质提取出来？知识补充分液：分液是把两种互不相溶、密度不相同的液体分离开的方法。 一般分液都是与萃取配合进行的。（1）萃取：利用待分离组分在两种互不相溶溶剂中的溶解性不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂中的过程。（2）对萃取剂的要求：① 和原溶剂互不相溶、不反应② 溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度③ 萃取剂与被萃取物质互不反应且易于分离（3）常用萃取剂：苯、四氯化碳等萃取分液液-液萃取 （4）仪器：分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)任务三：物质的分离、提纯分液静置装液振荡检漏操作步骤【掌握 课本P106页-题5】5、从海带中提取碘的实验过程如下图所示：(1)步骤①会用到下列仪器中的_______(填字母)。a.酒精灯 b.漏斗 c.坩埚 d.泥三角(2)步骤③的操作名称是_________。(3)步骤④中反应的离子方程式为____________________________________。(4)检验水溶液中是否含有碘单质的方法：______________________________________。(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤______（填序号）中实现与碘分离。acd过滤2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O⑤萃取、分液取样，滴入淀粉溶液，如变蓝，则含有I2。课堂小结海水的开发利用海水水资源海水淡化：电渗析法、蒸馏法、反渗透法、离子交换法循环冷却：用于工业冷却用水或耐盐植物灌溉等海水化学资源课堂小结任 务核心问题如何分离出产品？物料是否能够循环使用？如何选取原料？如何处理原料？1、从资源、成本角度考虑；2、从反应速率、提高效率角度。1、从元素价态的角度分析是否需要选取氧化剂或还原剂？2、从成本、环保的角度选取最合适的试剂。根据目标产物的性质及含量，选取合适的分离提纯方法。如何控制反应条件？如何选取氧化剂？还原剂？知识、方法建立方法模型