从海水中获得化学物质的方法
高考一轮复习化学课件专题：从海水中提取卤素单质的工艺流程
碘单质可以被氯气、溴单质氧化生成更高 价态的碘化物。
卤素单质之间也可以通过歧化反应实现相 互转化。
05
实验操作与注意事项
实验器材准备
实验仪器
分液漏斗、烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精 灯等。
实验试剂
海水、氯气、溴化钠溶液、四氯化碳等。
其他材料
橡胶管、棉花、滤纸等。
操作步骤详解
提取过程中的优化措施
选择合适的氧化剂
根据海水中卤素离子的浓度和性质， 选择合适的氧化剂以提高氧化效率。
优化反应条件
通过控制反应温度、pH值、反应时 间等条件，提高卤素单质的提取效率 。
回收和循环利用
对提取过程中产生的废液和废气进行 回收和处理，实现资源的循环利用， 减少环境污染。
引入新技术
引入新的提取技术和设备，如膜分离 技术、超声波辅助提取技术等，提高 卤素单质的提取效率和纯度。
提取卤素单质对于促进海洋经济 发展、加强海洋资源保护具有重 要意义。
02
工艺流程简介
总体流程概述
01 海水预处理
包括海水淡化、除杂等步骤集
通过电解或其他化学方法将海 水中的卤素离子（如氯离子、 溴离子、碘离子）富集起来。
03 卤素单质提取
将富集的卤素离子转化为相应 的卤素单质，如氯气、液溴、 碘等。
利用氧化还原反应，将卤素离子与其 他物质发生反应，生成卤素单质。
设备与操作条件
电解设备
包括电解槽、电极、电源等， 要求设备耐腐蚀、密封性好， 以保证电解过程的顺利进行。
化学反应设备
包括反应器、搅拌器、加热器 等，要求设备能够承受一定的 温度和压力，保证化学反应的 充分进行。
萃取设备
从海水中提取溴和碘
含I2的溶液
海带
灼烧
海带灰
溶解、过滤
CCl4萃取、分液
碘的有机溶液 残渣
蒸馏
Cl2 ＋ 2KI → I2 ＋ 2KCl
碘 I2
萃取——利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不 同的性质，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂 所组成的溶液里提取出来的方法。 注意： ①用于萃取的溶剂必须与溶剂不相溶。 ②用于萃取的溶剂必须与溶剂有较大的溶解度差 异。 ③萃取方法：用分液漏斗，反复振荡后，静置后， 下层从下口先放出，再从上口倒掉上层。 ④分离液体与液体用分液漏斗。
4.萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不 同的性质，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所 组成的溶液里提取出来的方法。 5.蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物 的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离，叫 分馏。例如将石油蒸馏可以得到煤油、汽油、柴油 等等。
练习：
D
B
海水提溴3个步骤：浓缩
氧化
提取
3、海水提溴流程图
蒸发浓缩
通入Cl2氧化
鼓入热空气或水蒸气
精 制
鼓入热空气或水蒸气的目的？ 溴的沸点比水低，通入热空气或水蒸气可以使它和水 蒸气一起蒸发出来。冷凝后得到粗溴。
4、海水提溴步骤
1. 富集：蒸发浓缩，制取海盐所得苦卤中溴离子浓 度可达 6g/L。 2. 氧化：通入氯气，使溴离子氧化成单质。 Cl2 + 2Br -→ 2Cl- + Br2 3. 提取粗溴：向苦卤中吹入热空气，使溴挥发，冷 凝后即得粗溴。 4. 粗溴提纯：Br2 → Br -→ Br2； 通入SO2： Br2+SO2+2H2O → 2HBr+H2SO4 ； 再次用Cl2 氧化，热空气或水蒸气吹，即可制得 高纯溴： Cl2 + 2Br -→ 2Cl- + Br2
专题二从海水中获得的化学物质
其他有机物质
其他有机物质
除了烃类化合物、氨基酸和蛋白质外， 海水中还含有其他多种有机物质，如 糖类、醇类、酚类等。这些物质在生 物体中具有重要的生理功能，并具有 广泛的应用前景。
提取方法
对于其他有机物质的提取，通常采用 吸附、萃取、膜分离等方法。这些方 法可根据不同有机物的性质和含量进 行选择和应用。
总结词
开发挑战
随着技术的不断进步和全球气候变化的压力增加，核 能资源的开发和利用有望得到进一步发展，成为未来
能源供应的重要部分。
前景展望
核能开发面临一些挑战，如处理核废料和确保核安全 等。此外，核能开发还受到政治因素的制约，如国际 核不扩散条约的限制。
其他能源物质
01 总结词
除了甲烷水合物和核能资源外 ，海水中还含有其他具有开发 潜力的能源物质。
02
详细描述
海水中含有丰富的化学物质， 如锂、钾、镁等，这些物质可 以用于制造燃料电池、电动汽 车电池等新能源产品。此外， 海水中还含有一些稀有元素， 如铀、钍等，可用于核能开发 。
03
开发挑战
04
从海水中提取这些物质面临一些 技术挑战，如分离和纯化过程复 杂、成本较高。此外，一些物质 在海水中的浓度较低，需要高效 的提取技术才能实现商业化利用 。
镁
海水中镁的含量也相当丰富，是制造耐火材料、合金、轻质建材等的重要原料。
钾
海水中的钾元素是植物生长所需的微量元素之一，钾肥可以提高土壤肥力，促进农作物 生长。
非金属元素
氯
海水中含有大量的氯元素， 主要以氯化钠的形式存在。 氯是制造漂白粉、氯气、盐
酸等的重要原料。
溴
海水中的溴被广泛用于制造 各种含溴化合物，如溴化物
《海水中的氯》氯的电解制备
《海水中的氯》氯的电解制备在我们生活的这个蓝色星球上，海洋占据了绝大部分的面积，而海水中蕴含着丰富的化学物质，其中氯就是一种重要的元素。
氯在工业、农业、医疗等众多领域都有着广泛的应用，那么如何从海水中获取氯呢？这就不得不提到氯的电解制备方法。
首先，让我们来了解一下为什么要从海水中提取氯。
氯的用途非常广泛，比如在制造塑料（如聚氯乙烯，PVC）时，氯是不可或缺的原料。
在消毒杀菌方面，氯气和含氯化合物也发挥着重要作用，常用于自来水消毒和游泳池水处理。
此外，氯还用于制造农药、药品等。
由于这些广泛的应用需求，从海水中提取氯成为了一种重要的工业生产方式。
那么，电解制备氯的原理是什么呢？这涉及到一些化学知识。
在电解槽中，通过直流电的作用，使海水中的氯化物发生电解反应。
通常，使用的电解质是氯化钠溶液，也就是我们常见的食盐水。
在电解过程中，氯化钠溶液中的钠离子（Na⁺）向阴极移动，在阴极上得到电子被还原为金属钠；而氯离子（Cl⁻）向阳极移动，在阳极上失去电子被氧化成氯气（Cl₂）。
这个电解反应的化学方程式可以表示为：2NaCl ＋ 2H₂O ＝电解＝ 2NaOH ＋ H₂↑ ＋ Cl₂↑ 。
接下来，让我们看看电解槽的结构和工作条件。
电解槽一般由阳极、阴极、电解质溶液和隔膜等部分组成。
阳极通常采用耐腐蚀的材料，如钛涂钌等，以保证在电解过程中不会被腐蚀。
阴极则多使用碳钢等材料。
隔膜的作用是将阳极室和阴极室隔开，防止氯气和氢气混合，同时允许离子通过。
为了保证电解过程的顺利进行，还需要控制一系列的工作条件。
例如，电流密度、温度、电解质浓度等都需要在一定的范围内。
电流密度过高可能会导致电极的过度损耗和电能的浪费，过低则会影响生产效率。
温度的控制也很重要，过高或过低都会影响电解反应的速率和效率。
电解质浓度则需要保持在一个合适的水平，以保证良好的导电性和反应速率。
在实际的工业生产中，电解制备氯的过程还需要考虑许多其他因素。
比如，如何有效地收集和处理产生的氯气，以防止对环境造成污染；如何提高电解槽的使用寿命和稳定性，降低生产成本；如何保证生产过程的安全性，防止氯气泄漏等事故的发生。
海水中提取碘的原理
海水中提取碘的原理海水中提取碘的原理主要是利用两个方法，即氯气氧化法和电解法。
氯气氧化法是最常用的方法之一。
在这个过程中，首先将海水通过多级沉淀和过滤操作，去除杂质和悬浮性物质。
然后，将得到的纯净海水与氯气通入集成釜中。
氯气会与海水中的碘化物发生氧化反应，将碘化物转化为游离的碘气。
通入氯气的速度和温度是控制碘气生成速度和收率的重要因素。
在这个过程中，碘化物（如碘化钠NaI）被氧化为碘气（I2），并且ions损失一个电子成为碘原子。
这个反应的化学方程式可以写为：2NaI + Cl2 →I2 + 2NaCl得到的碘气通过冷凝器冷却，将其从气态转化为液态。
这种液态的碘也被称为碘水。
然后，通过物理方法（如蒸馏、萃取等）将碘从碘水中分离出来并得到纯净的碘。
这个过程中，氯化钠（即食盐）也同时生成并被分离出来。
这种方法可以将海水中的碘含量提高数百倍，并获得比较纯净的碘。
电解法是另一种提取碘的方法。
在这个过程中，将海水与碘负载电极（阳极）和金属（如钛或钛合金）电极（阴极）之间形成一个电解池。
通过电解，海水中的碘化物离子（I-）会在阳极上析出，并生成碘气。
在阴极上，水分子会发生还原反应，生成氢气。
这个过程的化学反应可以写为：在阳极上：2I- →I2 + 2e-在阴极上：2H2O + 2e- →H2 + 2OH-通过这个电解过程，碘会从海水中分离出来，并从阳极上收集碘气。
此时，阴极产生的氢气和产生的氢氧化物（OH-）可以再次被用作生产氯气的原料。
这两种方法本质上是将存在于海水中的碘化物离子氧化为碘气，并将其从海水中分离出来。
不同的方法会根据实际需求和可行性的不同而选择。
氯气氧化法简单易行，但需要较高的氯气消耗。
电解法则相对复杂，但能够提高碘收集效率并同时生产其他有用的化学品。
总结来说，海水中提取碘的原理主要是通过将海水中的碘化物氧化为碘气，然后通过物理和化学方法将其从海水中分离出来，得到纯净的碘。
这种方法具有较高的提取效率和良好的可行性，已经被广泛应用于工业生产和海水淡化等领域。
富集在海水中的元素氯
富集在海水中的元素氯然而，尽管氯在海水中的丰度很高，但目前尚未发现利用氯从海水中提取的实用方法。
主要原因是氯在海水中的浓度相对较低，且与其他离子混合在一起。
提取氯的主要方法是通过卤水中的电解或盐湖提取。
这些方法依赖于地下卤水或盐湖中高浓度的氯离子。
电解方法是通过将卤水置于电解池中，然后通过施加电压来分解水中的氯化物离子。
这个过程称为电解反应。
在电解池中，氯化物离子（Cl-）被氧化成氯气（Cl2），同时还会产生氢气（H2）和水（H2O）。
这种方法可以提取氯气，但是由于需要大量的能源，因此不适合从海水中提取氯。
另一种提取氯的方法是盐湖提取。
一些地区有富含氯离子的盐湖，如美国的盐湖城和印度的拉贾斯坦邦。
在这种方法中，盐湖水先被蒸发，然后通过一系列的盐田进行处理和纯化，最终产生氯和其他盐类。
然而，这种方法只适用于具有高浓度氯离子的盐湖，不适用于海水。
尽管目前从海水中直接提取氯的方法尚不实用，但有一些其他方法可以从海水中提取其他有价值的化学物质，其中包括氯。
例如，目前有一种技术被称为气候工程，可以通过从海水中提取氯化物离子来控制二氧化碳（CO2）的浓度。
通过从海水中提取氯化物离子，可以增加海水中其它离子如碳酸根的含量，这有助于吸收大气中的二氧化碳。
这种方法可以作为一种控制气候变化的手段。
综上所述，虽然氯在海水中存在丰富，但目前尚未开发出直接从海水中提取氯的实际方法。
然而，其他一些方法可以通过从海水中提取氯化物离子，来应用于其他方面，如气候工程。
从海水中提取碘
从海水中提取碘实验步骤：实验现象解释1、取样：3g干海带，刷掉表面的附着物（不要用水洗，有I-），将海带剪碎（便于灰化），用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。
2、灼烧灰化海带变成黑色粉末或小颗粒，后期产生大量白烟将海带中的碘离子转化为可溶于水的无机碘化物3、溶解过滤使灰分中的碘元素以碘离子的形式进入溶液4、氧化溶液变成棕黄色2I- +Cl2 = 2Cl-+ I22I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O5、检验：加淀粉变蓝色淀粉遇碘显蓝色6、萃取、分液溶液分两层，上层近无色，下层紫红色；下层液体送下放出，上层液体从上倒出。
萃取剂的条件：1、萃取剂与水不互溶、不反应2、溶质在萃取剂中的溶解度更大打开活塞，液体不能顺利流下原因：玻璃塞未打开，或塞上凹槽未对准漏斗上的小孔，而使漏斗内外空气不想通7、蒸馏分离得I2海带灰30ml蒸馏水煮沸、冷却1ml新制氯水，或者1ml硫酸+5ml H2O22mlCCl4一、某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。
实验（一）碘含量的测定取的标准溶液装入滴定管，取海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。
测的的电动势反映溶液中的变化，部分数据如下表：实验（二）碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：已知：请回答：（1）实验（一）中的仪器名称：仪器A ，仪器B 。
（2）①根据表中数据绘制滴定曲线：②该次滴定终点时用去溶液的体积为，计算得海带中碘的百分含量为。
（3）①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为：②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是：③下列有关步骤Y的说法，正确的是：A．应控制溶液的浓度和体积B．将碘转化成离子进入水层C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D．溶液可以由乙醇代替④实验（二）中操作Z的名称是：（4）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是：二、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。
其工艺流程如下：（1）溴在周期表中位于_________周期，_________族。
海水中磷酸盐的去除方法
海水中磷酸盐的去除方法引言磷酸盐是一类常见的无机盐，广泛存在于自然界中的土壤、水体和生物体中。
然而，过量的磷酸盐会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，对水生态环境造成严重破坏。
海水中的磷酸盐含量相对较低，但大规模海水利用和海洋养殖等活动的发展，使得海水中的磷酸盐浓度逐渐增加，需要采取适当的方法进行去除。
本文将介绍海水中磷酸盐的去除方法，包括物理方法、化学方法和生物方法。
一、物理方法物理方法是通过物理手段将磷酸盐从海水中分离出来，常用的物理方法包括离心、超滤和吸附。
1. 离心离心是利用离心机产生的离心力将磷酸盐颗粒从海水中分离出来的方法。
通过调整离心机的转速和离心时间，可以将磷酸盐颗粒从海水中沉淀出来，然后将上清液倒掉，得到含有磷酸盐的沉淀物。
2. 超滤超滤是利用超滤膜的孔径选择性分离磷酸盐的方法。
超滤膜的孔径通常在0.01-0.1微米之间，可以将磷酸盐颗粒和其他溶解物分离开来。
将海水通过超滤膜进行过滤，可以得到磷酸盐浓度较低的过滤液。
3. 吸附吸附是利用吸附剂将磷酸盐从海水中吸附到固体表面上的方法。
常用的吸附剂包括活性炭、氧化铝和硅胶等。
将海水与吸附剂接触，磷酸盐会被吸附剂表面的活性位点吸附住，从而实现磷酸盐的去除。
二、化学方法化学方法是通过化学反应将磷酸盐转化为难溶性沉淀物，从而实现磷酸盐的去除。
常用的化学方法包括沉淀法、络合沉淀法和电化学法。
1. 沉淀法沉淀法是利用化学反应产生的沉淀物将磷酸盐从海水中去除的方法。
常用的沉淀剂包括氢氧化钙、磷酸铝和氯化铁等。
将沉淀剂加入海水中，与磷酸盐发生反应生成难溶性沉淀物，然后通过沉淀和过滤等步骤将沉淀物与海水分离。
2. 络合沉淀法络合沉淀法是利用络合剂与磷酸盐形成络合物，再与沉淀剂产生沉淀反应将磷酸盐去除的方法。
常用的络合剂包括聚磷酸盐和聚合物等，常用的沉淀剂与上述的沉淀法相同。
络合剂与磷酸盐形成络合物后，再与沉淀剂发生反应生成难溶性沉淀物，最终将磷酸盐去除。
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从海水中获得化学物质的方法
<考试说明> 1.了解实验探究的一般过程。 2.能对实验方案进行分析、比较、优化和改进。 3.能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案。 平阳中学 方盈盈
（2015浙江高考29题）
实验(二) 碘的制取
海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：
2015年全国理综12题
[来源:学科网]
已知：3I2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO3＋3H2O。 （ ）判断有关步骤 Y 的说法正误： （ 34 ）实验 (二) 中操作 Z 的名称是
①NaOH溶液可以由乙醇代替（ F ） ②加入NaOH溶液的目的是将碘转化成离子进入水层（T） ③应控制NaOH溶液的浓度和体积（ T ）
。
液溴 CCl4
蒸馏
溴的CCl4溶液
淡水 食盐 淡化 嗮盐 海水
Cl2
母液
溴水 混合物1
鼓入 热空气
SO2吸收 Cl2 溴水 粗溴 吸收液 混合物2
CCl4 液溴
蒸馏
溴的CCl4溶液
设计从海带中提取碘单质：
灼烧
海带
海带灰
溶解 过滤
海带原液（I-）
……
碘
设计虚线部分实验，画出流程图，试剂自选 提示：碘沸点：184.35℃ CCl4：76.8 ℃
（2015浙江高考29题） 实验(二) 碘的制取
[来源:学科网]
已知：3I2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO3＋3H2O。 （1）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是
主要由于碘易升华，会 导致碘的损失 （碘沸点184.35℃ ）
（2）（改编）写出加入硫酸发生反应的化学方程式？
（2015浙江高考29题） 实验(二) 碘的制取 另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：
如何控制?终点判断依据？
画出从海水中提取镁的流程图的后半段 （注意试剂的选择和操作）
谢谢大家! 祝：老师们节日快乐！ 同学们高考成功！
海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（ ） A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用 SO2将其 还原吸收
海水资源:海水中含有丰富的海水化学 资源，已发现的海水化学物质有80多 种。其中，11种元素(氯、钠、镁、钾 、硫、钙、溴、碳、锶、硼和氟)占海 水中溶解物质总量99.8%以上，可提 取的化学物质达50多种。
淡水 淡化 粗盐
1.加入Cl2目的？ 2.还可以用什么试剂代替？ 3.这些试剂是否都可行，
Cl2
海水
嗮盐
母液
溴水 混合物1
选择依据？
4.为什么工业上优先选择氯气， 还考虑了哪些因素？
拓宽视野
试剂选择原则：
反应条件温和 原料易得 操作简便、产率高 环境友好, 成本低
淡水 食盐 淡化 嗮盐 海水
1.写出加入SO2发生反应的化学方程式
写出加入Cl2发生的化学反应的离子方程式
母液
Cl2
溴水 混合物1
鼓入 热空气
SO2吸收 Cl2 溴水 吸收液 溴蒸汽 混合物2 NaOH
2.溴蒸汽
吸收液
H2SO4
溴水 混合物2
易挥发
2.写出依次加入NaOH和H2SO4 所发生反应的化学方程式
Na2CO3 3.溴蒸汽 吸收液 H2SO4 溴水 混合物2
淡水 食盐 淡化 嗮盐 海水
Cl2
提示1：沸点：溴：59℃ CCl4：76.8 ℃ 水：100℃
液溴
提示2：分析溴水成分
鼓入 热空气
蒸馏
母液
溴水 混合物1
SO2吸收 Cl2 溴水 吸收液 溴蒸汽 混合物2
1.如何从“溴水化合物2”中提取溴单质? 2.如何分离溴和CCl4？ 3.能否直接蒸馏“溴水化合物2”提取溴单质？为什么？