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海水的综合利用
复习目标：
1．掌握氯碱工业、海水提溴、海水冶炼镁的化学原理；
2．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。
复习重点、难点：氯碱工业、海水提溴、海水冶炼镁的化学原理。
课时划分：一课时
教学过程
知识梳理
海水中储有大量的化学物质，储量可观的就有＿＿多种化学元素，其中＿＿多种可以被人类提取利用，海水素有“液体工业原料”之美誉。
一、海水中盐的开发与利用
1、海水制盐的方法主要有三种，即：＿＿法、＿＿析法和＿＿法。
2、食盐资源的利用
(1)电解饱和食盐水反应原理
阴极：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿阳极：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
总反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
(2)生产设备名称：＿＿＿＿＿电解槽
阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物)
阴极：碳钢网(有镍涂层)
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。防止＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，避免＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)食盐水的精制
思考问题：①用什么方法除去泥沙？＿＿＿＿。②用什么试剂除去Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42-？③所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？
【例题1】氯碱工业中用离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如下：
依据上图完成下列填空：
(1)与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为___________________；与电源负极相连的电极附近，溶液的pH__________(选填“不变”“升高”“降低”)。
(2)工业食盐含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为 ______________________。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_____(选填a、b、c)。 a.Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2
(4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42-，加入试剂的合理顺序为___________(选填a、b、c)。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b．先加NaOH；后加钡试剂，再加Na2CO3
c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却、_______________(填写操作名称)除去NaCl。
(6)由图示可知用离子交换膜法电解制碱工艺中___________产品可循环使用。
(7)已知NaCl在60℃的溶解度为37．1 g，现电解60℃精制饱和食盐水1 371 g 经分析，电解后溶液密度为1.37 g·cm-3，其中含有20gNaCl，则电解后NaOH的物质的量浓度为__________mo1·L-1。
解析：本题取材于新教材第三册第四单元电解原理及其应用中的氯碱工业。本题以氯碱工业为主线突出考查了元素及其化合物这一主干知识，通过本题的解答可归纳如下知识点：
(1)在电解饱和NaCl溶液时，电解池阴极附近溶液的pH为什么会升高 这是因为当电解时Na+、H+趋向阴极，而H+放电能力比Na+强，故H+在阴极放电：2H++2e＝H2 ↑，而H+在阴极不断放电打破了水的电离平衡，使阴极附近溶液中c(OH-)，c(H+)，故电解一段时间后阴极因生成NaOH而使溶液的pH升高。
(2)离子交换膜法电解制碱技术是氯碱工业发展的方向，同以前无隔膜法电解制碱技术相比避免了Cl2进入阴极区与Na0H溶液接触发生如下反应：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O ，影响产品的质量。
答案：（1）2Cl—2e=Cl2 ↑ 升高
（2）Ca2++CO32-=CaCO3 ↓；Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ ；Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
(3)a、c (4)b 、c (5)蒸发 过滤 （6）NaCl (或淡盐水) （7）7.14
二、海水提溴
1、氧化：工业上从海水中提取溴时，首先通氯气于pH为3.5左右晒盐后留下苦卤(富含Br-离子)中置换出Br2，化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2、吹出：然后用空气把Br2吹出，再用Na2C03溶液吸收，即得较浓的NaBr和NaBrO3溶液：
化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。最后，用硫酸将溶液酸化，Br2即从溶液中游离出来：化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
3、吸收：用还原剂二氧化硫使溴单质变为HBr，再用氯气将其氧化成溴产品：化学方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
三、海水提镁
［知识链节］回顾写出金属镁的主要化学反应方程式。
[海水提镁]（1）用Ca（OH）2将海水和苦卤中的Mg2＋沉淀出来成为Mg（OH）2，再加入HCl即可得到MgCl2（2）然后在HCl的气氛中将MgCl2溶液转变为无水MgCl2，最后电解熔融状态的MgCl2，即可制得镁：
思考：如何由贝壳制得氢氧化钙？
【例题2】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示意图。
根据示意图回答下列问题：
(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、等杂质离子，精制时所用试剂为盐 酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是 。
(2)电解饱和食盐水的总反应的化学方程式为 。
(3)工业上MgCl2·6H2O晶体在 气氛中加热脱水，通入此种气体的作用是 。
可选用药品：MgCl2·6H2O晶体、NaCL(s)、KClO3(s)、MnO2、浓H2SO4、浓HCl 、稀NaOH溶液。仪器：见下图(装置可重复使用)。
a.组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器(用编号A、B、…填入)是 ；有关的化学方程式是 。
b.按HCl气流方向，其余装置的连接顺序(用数字①、②…填入)是：( )?( )( )?( )( )?( )( )
c.各装置中应放的药品为：A. ，B. ，C. ，D. ，E. 。
d.B装置的作用是 ，B中能观察到的现象是 。
解答:(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3、HCl
(2)2NaCl+2H2O2NaOH+2H2+Cl2?
(3)干燥的HCl，防止MgCl2·6H2O受热脱水时水解。
aE，C， NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl?
b?⑤、①、②、③、⑦、④、③
c?浓H2S4，稀NaOH，NaCl(s)，MgCl2·6H2O，浓H2SO4
d吸收HCl气体，白色酸雾。
四、制备重水有三种方法。
蒸馏法：这种方法只能得到纯度为92%的重水；
电解法：可得99.7%的重水，但消耗电能特别大。
化学法：水-硫化氢交换法和氨-氢交换法
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