二、海水中的化学资源 由于与岩石、大气、生物的相互作用,海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物,按含量计,水中的h、o两种元素,加上cl、na、k、mg、ca、s、c、f、b、br、sr等11种超过总量的99%,其他为微量元素,总计含有80多种元素。 海洋有取之不尽的化学资源。海洋资源中,利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前,在陆地上发现的100多种化学元素,在海水中已找到80多种,其中70多种可供提取。如,氯化钠(即食盐)有4亿亿吨,镁约有1800万亿吨,钾有500万亿吨,溴约有90万亿吨,核燃料约40亿吨-50亿吨。1.海水中含有的各种元素的特点:种类多,总储量大,富集程度低。因此,从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。2.从海水中提取物质的方法⑴.从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制取盐的方法主要有:盐田法、电渗析法和冷冻法。其中盐田法历史最悠久,而且也是最简便和经济有效的方法,现在还在广泛采用。盐田法又叫滩晒法,盐田建在海滩边,借用海滩逐渐升高的坡度,开出一片片象扶梯一样的池子。利用涨潮或用风车和泵抽取海水到池内。海水流过几个池子,随着风吹日晒,水份不断蒸发,海水中的盐浓度愈来愈高,最后让浓盐水进入结晶池,继续蒸发,直到析出食盐晶体。我国是世界上最大的产盐国,年产盐量近XX万吨,占世界食盐产量的80%。
⑵.从海水中提取镁的主要工艺流程 镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。主要步骤如下:(1)为了使mgcl2转化为mg(oh)2,试剂①可以选用 ,要使mgcl2完全转化为沉淀,加入试剂①的量应 ,验证mgcl2已完全转化为mg(oh)2的方法是 。(2)加入试剂①,能够分离得到mg(oh)2沉淀的方法是 。(3)试剂②可以选用 。(4)无水mgcl2在熔融状态下,通电后会产生mg和cl2,写出该反应的化学方程式 。答案. (1)过量naoh 取上层清液,滴入naoh溶液,不产生沉淀 (2)过滤 (3)hcl (4)mgcl2 mg+cl2 ⑶.从海水中提取溴的主要工艺流程①用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。②向酸化的海水中通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2nabr+cl2=br2+2nacl③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:br2+so2+2h2o=2hbr+h2so4④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2hbr+cl2=2hcl+br2⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。⑷.从海带中提取碘的实验【演示实验】课本p83实验4-2①反应原理:海带中的碘元素主要以i-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成i2,再萃取出来。 用h2o2做氧化剂,反应的离子方程式是:2i-+h2o2+2h+=i2+2h2o②提取流程含碘单质的有机溶液含碘单质的溶液试剂残渣
含碘元素的溶液
灼烧
海带
溶解,过滤
海带灰③实验注意事项海带不要用水洗,以免洗去海带中的碘;用干海带从而易于燃烧;灼烧海带的地方要注意通风。3.海水综合利用联合工业体系一例(如下图)(投影展示)
三、 海水资源的开发利用简述(1)从海水中提取淡水——海水淡化(2)海水制盐(3)从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品(4)从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料(5)从海水中获取其他物质和能量 [课堂练习1] 海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:(1)若在空气中加热mgcl2·6h2o,生成的是mg(oh)cl或mgo,写出相应反应的化学方程式 。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 。(2)mg(oh)2沉淀中混有的ca(oh)2应怎样除去?写出实验步骤。 .(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;溶解时: 。过滤时: 。蒸发时: 。(4)获得hcl的反应为2ch4+o2+4cl2=======2co+8hcl(不考虑其他反应)。事实上,生产中hcl一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充hcl,简要说明理由
。 答案:(1)mgcl2·6h2o = mg(oh)cl+hcl +5h2o
mgcl2·6h2o = mgo+hcl +5h2o 在干燥的hcl气流中,抑制了mgcl2水解,且带走mgcl2·6h2o受热产生的水气,故能得到无水mgcl2。(2)加入mgcl2溶液,充分搅拌,过滤,沉淀用水洗涤。(3)搅拌,加速溶解使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗,防止外洒。搅拌,防止因局部过热液滴或晶体飞溅。(4)不需要补充hcl,因为cl2 2hcl mg(oh)2 mgcl2 cl2;依氯元素守恒可以看出理论上不要补充hcl。【作业】同步作业
页面更新:2024-02-24
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