高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 课题2 海水的综合利用学案 新人教版选修2

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1、课题2海水的综合利用●了解海水的综合利用，认识化学科学发展对自然资源利用的作用。●了解氯碱工业及其发展。●知道如何从海水中提取食盐、镁、溴、重水等。〔知识梳理〕1．海水中含有大量的盐类。由海水制食盐的方法主要是法，分离食盐后得到的母液叫，可以从中制得一系列的副产品，如氯化钾、等。2．氯碱工业中，通过电解饱和食盐水制得H2、Cl2、NaOH。电解时，阳极得到，电极反应式为；阴极得到，电极反应式为；总电解反应方程式为。3．工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质，常加入熟石灰和纯碱精制。精制过程发生反应的离子方程式为。4．海水中含有大量的溴，可以采用法从海水中提取溴。首先用氯气氧化海水中

2、的溴，离子方程式为；然后用空气或水蒸气吹出溴，用二氧化硫将吹出的Br2还原，反应的化学方程式为；再用氯气将其氧化就可得到溴产品。5．从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用。请回答下列问题：⑴粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质离子，精制时所用的试剂为：盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是、、、。⑵写出电解饱和食盐水的总反应式。⑶用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的有关化学反应方程式是、。⑷在海水中加入石灰乳可以制得Mg(OH)2，写出制取Mg(OH)2的化学方程式。将Mg(OH)2过滤出来，然后加入盐酸，可以得到Mg

3、Cl2溶液，反应的离子方程式为，将溶液浓缩得到MgCl2晶体。将MgCl2晶体通过一系列处理，得到无水MgCl2。⑸电解熔融的MgCl2可制得金属镁和氯气，电解的反应方程式为。利用副产品氯气和粉末状熟石灰反应可制得漂白粉，反应的化学方程式为。6．氢有三种同位素，写出其化学符号和名称、、；重水的化学式为。由海水制重水的方法有、、、等。〔方法导引〕81．氯碱工业：以食盐为原料，用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、H2、Cl2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。原理：阳极(C)：2Cl-－2e-＝Cl2↑(氧化反应)阴极(Fe)：2H+＋2e-＝H2↑(还原反应

4、)总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑装置：离子交换膜电解槽2.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程⑴食盐水的精制：由于食盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须除去。先加氯化钡，除去SO42－；再加碳酸钠，除去过量的Ba2＋和Ca2＋以及大部分的Mg2＋、Fe3＋；再加氢氧化钠除去Mg2＋、Fe3＋，；最后用盐酸调整溶液的pH。这样处理的盐水中仍含有少量的Ca2＋、Mg2＋等金属阳离子，必须送入阳离子交换塔进一步进行离子交换。⑵电解：阳极区得到氯气；阴极区生成氢气和氢氧化钠溶液。3.镁的工业制法：镁是活泼的金属，不宜用热还原法制取

5、，一般采用电解熔融的MgCl2的方法。MgCl2主要存在于海水和光卤石中，所以制取MgCl2的途径是在海水或若卤中加入熟石灰，使Mg(OH)2析出：MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2，再用盐酸溶解Mg(OH)2，然后将溶液浓缩，得到MgCl2晶体，将晶体在HCl中加热除去结晶水，即得无水MgCl2。然后电解熔融的MgCl2，MgCl2Mg＋Cl2↑，就可得到金属镁。例题1]海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：海水母液粗盐精盐Mg(OH)2MgCl2·6H2OMgCl2Mg贝壳CaO石灰乳煅烧水蒸发水，重结晶盐酸，浓缩脱水电解⑴若在空气中加热Mg

6、Cl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出反应的化学方程式。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是。⑵Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。。⑶实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。8溶解时；过滤时；蒸发时。解析]⑴MgCl2·6H2O在加热时可发生水解反应：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl＋5H2O，加热可促进水解，HCl、水蒸气的挥发使水解反应趋于完成，生成Mg(OH

7、)Cl，Mg(OH)Cl受热进一步分解得到MgO；而在干燥的HCl气流中加热时，即可抑制MgCl2水解，又会带走MgCl2·6H2O受热产生的水蒸气，促进失去结晶水反应的发生，得到无水MgCl2。⑵由于Mg(OH)2难溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，所以加入适量MgCl2溶液，过滤、洗涤、干燥可得纯净的Mg(OH)2。⑶熟悉溶解、过滤、蒸发的操作要点，即可回答玻璃棒的作用。答案]⑴MgCl2·6H2OMg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑MgCl2·6H2OMgO＋2HCl↑＋5H2O↑〔