开发利用金属矿物和海水资源海水资源的开发利用
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开发利用金属矿物和海水资源
教学目标
1.了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
2.掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法。
3.掌握从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。
4.认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。
教学重点:
了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)及海水资源开发中的作用。
教学难点:
学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
教学过程:
第二课时 海水资源的开发利用
【讲授新课】一、海水淡化
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。
二、海水中的化学资源
【阅读教材】P82最后一自然段
【学生总结】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。
【教师讲解】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。
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)MgCl2Mg+Cl2↑
⑶.从海水中提取溴的主要工艺流程
【科学探究】P83设计一个实验方案模拟从海水中提取溴,并写出反应的方程式。
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+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)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。
【科学探究】怎样通过实验证明海带中确实存在碘元素。
⑷.从海带中提取碘的实验
【演示实验】课本P83实验4-2
①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+2H2O
②提取流程
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(如教材P84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:
写出制取金属镁的相关离子方程式。