邳州市第二中学2013年高中化学选修三课件课题2 海水的综合利用

合发生爆炸；②防止Cl2与NaOH反应生成
NaClO影响烧碱质量。
要点归纳
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程如下 图所示：
离子交换膜法电解原理：
精制的饱和食盐水进入阳极室，加入NaOH 的纯水进入阴极室，通电时，水在阴极表面
放电生成H2，Na＋穿过离子交换膜由阳极室
进入阴极室，导出的阴极液中含NaOH，Cl
zxxkw
课题2 海水的综合利用
学.科.网
课程标准导航
1.了解海水中盐的开发和利用，掌握食盐资源 的利用。 2．了解海水提溴的重要步骤。
新知初探自学导引
自主学习
一、海水中盐的开发和利用 氯化钠 海水中含有多种盐类，以________最多,约
氯化镁 占海水中盐类总量的80%,还含有_______、
－则在阳极表面放电生成Cl 2，电解后的淡盐
水从阳极导出。
由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH,
称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到 固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗
涤、压缩后被送往氢气贮柜；阳极区产物湿
氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到 液氯。
即时应用
2.氢氧化钠是一种用途十分广泛的重要化工 原料。工业上主要通过电解饱和食盐水的方
缩，达到饱和后会析出食盐晶体，分离后所 苦卤 得的母液叫_______，可综合利用制得副产
学科网
氯化钾 氯化镁 品________、_________等。(卤水中主要 含氯化镁、碘化钾、溴化钾。)
2.食盐资源的利用
(1)化学工业之一的氯碱工业，是以食盐为 NaOH、Cl2、H2 原料制取____________________，再进一
2.吹出
空气 当Br－被氧化成 Br2后，用_______将其吹出， 水蒸气 也可用____________与溴一起蒸出。
zxxkw 学科网
3.吸收
学科网
用二氧化硫做还原剂回收溴，再用氯气将其氧 化得到溴产品的反应方程式为 Br2＋SO2＋2H2O ==== 2HBr＋H2SO4， ___________________________________ Cl2＋2Br－ ==== 2Cl－＋Br2 ___________________________。
通电
－
阳极用金属钛的原因是因为Cl2不易腐蚀金
属钛。用离子交换膜把电解槽隔成阴极室和 阳极室的原因是既能防止阴极产生的H2和阳
极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免
Cl2和NaOH溶液作用生成NaCl、NaClO而 影响烧碱的质量。为了加快电解饱和食盐水 的速率，可以采用增大阴极碳钢网面积、提 高饱和氯化钠溶液温度、提高电解时直流电 源电压的方法。
要点归纳
电解饱和食盐水实验装置
原理：氯化钠溶液中存在着 Na 、Cl 、 OH－ 、H＋ 四种离子，通直流电后，Cl－、 OH 向阳极移动且 Cl 比 OH 优先失电子放 电，Na＋、H＋ 向阴极移动且 H＋比 Na＋优先得 电子放电。 阳极反应式：2Cl －2e==== Cl2↑ ＋ － 阴极反应式：2H ＋2e ==== H2 ↑ 电解饱和食盐水的反应式是 2NaCl＋ 2H2 O====2NaOH＋H2 ↑＋Cl2↑
zxxkw
步生产其他化工产品。 (2)电解饱和食盐水实验装置
2Cl －2e ====Cl2↑ (3)阳极反应式____________________，
－
－
2H＋ ＋2e－ ====H2↑ 阴极反应式____________________。
(4)电解饱和食盐水的总反应式是 通电 2NaCl＋2H2 O====2NaOH＋H2 ↑＋Cl2↑ __________________________________。
Mg(OH)2 ＋2H ====Mg ＋2H2 O (2)加盐酸：_____________________________
(3)电解：MgCl2====Mg＋Cl2↑
通电
＋
2＋
四、从海水中提取重水 1. 氢的同位素符号和名称是：
学科网
1 2 3 1 H 氕、1 H 氘、1 H 氚 _____________________________。
2.许多国家十分重视海水资源的综合利用。
不需要化学变化就能够从海水中获得的物质 是( )
A．氯、溴、碘
C．烧碱、氢气
B．钠、镁、铝
D．食盐、淡水
解析：选D。海水中氯、溴、碘是以离子形 式存在，没有单质形式，钠、镁、铝也是以 离子形式存在。
3. (2012· 武汉高二检测)下列说法不正确的是 ( 法 B．海水中溶解的主要无机盐离子有 Na 、 Mg 、K 、Ca 、SO4 、Cl 、Br 等
2＋
＋ ＋
)
A．海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析
2＋
2－
－
－
C．海水综合利用，可将海水淡化与制食盐
及氯碱工业、镁工业、钾工业、溴工业等形 成联合工业体
D．海水淡化因能耗大，成本高，不能形成
规模化生产

解析：选 D。A 项中涉及海水淡化的几种主 要方法， 正确。 项中海水含有 Na＋、Mg2 ＋、 B K＋ 、Ca2＋ 、SO2 －、Cl－、Br－等，因此可以 4 从海水中得到 NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、 CaSO4 、MgBr2 等物质。
离子交换膜法制烧碱
探究导引 2离子交换膜的基本构造、特性及 其作用分别是什么？
提示：(1)基本结构为离子交换膜电解槽单
元 槽：由阳极(钛网)、阴极(碳钢网)、离子交
换膜、电解槽框、导电铜棒等组成。
(2)离子交换膜的特性：只允许阳离子通过，
且阻止阴离子和气体通过。 (3)离子交换膜的作用：①可防止H2和Cl2混
海洋资源的开发利用
探究导引 3 海水提镁过程主要发生的化学反 应有哪些？
提示：CaCO3====CaO＋CO2↑，CaO＋ H2 O==== Ca(OH)2，MgCl2 ＋Ca(OH)2 ==== CaCl2 ＋Mg(OH)2 ↓，Mg(OH)2 ＋2HCl==== MgCl2 ＋2H2 O，MgCl2 (熔融)====Mg＋Cl2 ↑。
(3)为使电解饱和食盐水的速率加快，下列
措施可行的是________。 A．增大阴极碳钢网面积
B．提高饱和氯化钠溶液的温度
C．加大阴极与阳极间的距离 D．提高电解时的直流电源电压
解析：电解饱和食盐水时发生的反应为：阳 极：2Cl－ －2e－ ==== Cl2↑，阴极：2H＋＋ 2e ==== H2↑，总的反应式为：2NaCl＋ 2H2 O====2NaOH＋H2 ↑＋Cl2↑。
塔内以达到富集的目的。
Br2＋SO2＋2H2O==== 2HBr＋H2SO4 ④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。 2HBr＋Cl2==== 2HCl＋Br2
⑤用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的
溴单质。 (2)海带中碘的提取原理：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
答案：(1)2Cl－－2e －====Cl2↑ ====H2 ↑ ↑＋Cl2↑
通电
2H＋＋2e －
2NaCl＋2H2 O====2NaOH＋H2
(2)阳极产生的 Cl2 不易腐蚀金属钛 既能防 止阴极产生的 H2 和阳极产生的 Cl2 相混合而 引起爆炸，又能避免 Cl2 和 NaOH 溶液作用 生成 NaCl、NaClO 而影响烧碱的质量 (3)ABD
提取 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问题。(1)海水中 溴的提取流程： 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＋2NaCl
③向含溴单质的水溶液中通入空气或水蒸 气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收
通电
－ － － － －
＋
－
即时应用
1.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产 物的装置是( )
解析：选D。在直流电源和电解池的闭合电
路中，电子从电源负极流向电解池的阴极。 电解饱和食盐水，在阳极上生成Cl2，可用
碘化钾淀粉溶液作试剂检验Cl2；在阴极上
生成H2，可用向下排空气法收集，采用点燃 的操作方法检验H2；在阴极区生成NaOH溶 液，可用酚酞试液作试剂检验NaOH。
(2)离子交换膜电解槽一般采用钛作阳极，
其原因是 __________________________________
____
__________________________________ __________________________________ ____。 阴极一般用碳钢网制成。离子交换膜把电解 槽隔成阴极室和阳极室，其作用是 __________________________________ __________________________________ ____。
2. 氘的原子核内有一个质子和一个中子， 所以
D 叫________，化学符号是_________。重水可 重氢
作原子反应堆
的中子减速剂和传热介质(重水堆)。
3.热核聚变指的是两个氘核在高温高压下融 4.合成氦核，同时放出大量能量的过程。 海水中含重水约2.0×1014 t。
自主体验
1.下列说法不正确的(
法获得氢氧化钠，我国的氯碱工业大多采用
离子交换膜电解槽。 (1)写出电解饱和食盐水的电极反应式和总 的反应式：阳极：________________，阴 极：________________，总反应式： __________________________________ __________________________________ ____。