《海水的综合利用》学案1

约4750字。

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gCl2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〕
　　1．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)
　　总反应：2NaCl＋2H2O      2NaOH＋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，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，MgCl2      Mg＋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：