-年高中化学选修第课时《海水中的盐-海水提溴》word导学案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2019-2020年高中化学选修2第9课时《海水中的盐海水提溴》word导学案【学习目标】1.了解海水晒盐的原理与工艺，掌握食盐资源的利用。
2.掌握电解饱和食盐水的反应，了解氯碱工业的工艺流程及产品。
3.了解海水提溴的重要步骤。
【重点难点】1.氯碱工业的工艺流程及产品2.海水提溴的原理与工艺流程。
课前预习【情景材料】海水中平均含盐3.5%，含多种矿物质，如钠、钙、钾、溴、碘、锶等。
海洋中还有大量的生物，是人类食物的来源之一。
海水资源包括：能量、生物、化学、矿物、及空间资源。
利用潮汐能量发电，各种化学物质被综合利用，海洋生物为人类提供食物和保健用品；海水还是人类未来重要的淡水来源、新的能源和人类的空间资源。
【预习内容】根据教材有关内容填写下列空白：一、海水中盐的开发和利用1.海水含有多种盐类，以最多，约占海水盐类总量的，还含有、等。
2.海水晒盐的原理:海水制盐以为主，主要原理是。
3.盐田必须符合的条件有三个：①；②；③。
4.晒盐的步骤(1)苦卤是指，主要成分是、等。
(2)海水晒盐的流程可表示如下：二、食盐资源的利用1.氯碱生产的核心技术——电解氯碱工业就是以为原料制取、和，再进一步生产一系列的化工产品。
(1)电解使电流通过而在阴、阳两极引起叫做电解。
(2)电解饱和食盐水电解饱和食盐水时阳极反应式，阴极反应式，电解饱和食盐水的化学方程式是。
2．氯碱生产的基本装置(1)氯碱工业完成电解反应的主体设备是。
比较先进的电解制碱技术是。
(2)离子交换膜电解槽是由多个单元槽，每个单元槽主要由、、、和组成。
三、海水提溴1．原理从海水中提取的溴约占世界溴年产量的。
常用的方法叫，反应原理为。
2．提取过程(1) ：氯气置换溴离子之前，要使，使pH＝，用氯气置换溴离子的反应为：。
(2) ：当Br－被氧化成Br2后，用将其吹出，也可用水与溴一起蒸出。
(3) ：空气吹出的混合不易分离，常用做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品，有关化学方程式是：。
预习内容答案一、氯化钠80% 氯化镁、硫酸钙蒸发法(盐田法) 在太阳照射后，海水受热使水分蒸发，当各种盐分别达到其饱和浓度时，依次以固态形式析出有平扫空旷的海滩，且潮汐落差大；气候干燥、多风、少雨；远离江河人海口，避免海水被淡水冲稀。
分离食盐晶体后所得到的母液氯化钾氯化镁贮水池、蒸发池结晶池二、食盐NaOH C12H2电解质溶液氧化还原反应的过程2Cl——2e—=C12↑2H++2 e—= H2↑2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电解槽离子交换膜电解槽多个单元槽串联或并联组组成阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框导电铜棒三、1/3 空气吹出法Cl2＋2 Br—=2 Cl—＋Br2 氯化海水酸化 3. 5 Cl2＋2 Br—=2 Cl —＋Br2吹出空气蒸气吸收溴和大量的空气二氧化硫Br2＋SO2＋H2O=2HBr ＋H2SO4Cl2＋2 Br—=2 Cl—＋Br2堂中互动【问题探究1】如何除去海水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等离子？选择适当的试剂和操作顺序。
【教师点拨】回顾必修1中粗盐的提纯实验。
物质分离和提纯过程中需注意三个关键问题：(1)被提纯物质的量尽可能不减少。
(2)不得引入新的杂质。
(3)要易于分离、复原。
为了使杂质除尽，加入的试剂不能用“适量”而应“过量”。
但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
分析解答:(1)可选用以下常见试剂：NaOH、Na2CO3、BaCl2和盐酸。
(2)加入试剂的顺序有三种：①先加NaOH，后加BaCl2，再加Na2CO3，最后用稀盐酸调节pH；②先加BaCl2，后加Na2CO3，再加NaOH，最后用盐酸调节pH；③先加BaCl2，后加NaOH，再加Na2CO3，最后用盐酸调节pH。
【即学即练1】实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但现在只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。
某学生设计了如下方案：如果此方案正确，那么：(1)操作①可选择____________或____________仪器。
(2)操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？____________________________________(3)进行操作②后，如何判断SO42-已除尽，方法是_______________________________。
(4)操作③的目的是________________________，为什么不先过滤后再加碳酸钠溶液？理由是________________________________________________。
(5)操作④的目的是________________________。
1.(1)试管坩埚(2)不可以。
改用Ba(NO3)2会在溶液中引入新的杂质离子NO3-，后续操作中无法除去。
(3)取上层清液加入BaCl2溶液，若无沉淀，说明SO42-已除尽(4)除去过量的Ba2+减少一次过滤操作(5)除去溶解在溶液中的CO2和HCl【解析】实验的第①步是通过加热使混合物中的NH4HCO3分解除去，因此所选的仪器应是试管或坩埚。
在操作②中，如用Ba(NO3)2溶液，则会引入新的杂质。
证明SO42-是否除尽，则在滤液中加入BaCl2溶液，看是否产生沉淀。
而加入试剂除杂质时所加试剂尽可能过量，过量后应加入另一种试剂使之除去。
加Na2CO3溶液的目的是使操作②中所加入的过量BaCl2溶液被除去。
加入BaCl2溶液可以产生BaSO4沉淀，加入Na2CO3溶液可以生成BaCO3沉淀，两者都是沉淀，可以采取一步过滤。
当除去Ba2+时，是加入过量的Na2CO3，而引入杂质CO32-，加盐酸的目的是让CO32-生成CO2而被除去，但CO2在溶液中仍有一定的溶解，因此用煮沸的方法除去溶解在溶液中的CO2。
【问题探究2】用惰性电极电解电解质溶液时，阴、阳离子的放电顺序如何？请你阐述有关电解食盐水原理，写出电极反应式及总反应方程式。
氯碱产品只有NaOH、Cl2和H2的说法是否正确？离子交换膜制碱技术有何优点？【教师点拨】回顾电解池原理，阳极产物的判断首先要看电极材料，如果是活性电极(金属活动顺序中Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。
分析解答：用惰性电极电解时，各阳离子的放电顺序：Ag+﹥Cu2+﹥H+﹥Pb2+﹥Sn2+﹥Fe2+﹥Zn2+﹥Al3+﹥Mg2+﹥Na+﹥Ca2+﹥K+(和金属活动顺序刚好相反)；阴离子的放电顺序：S2-﹥I-﹥Br-﹥Cl-﹥OH-﹥含氧酸根离子。
电解氯化钠溶液原理：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＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(1)不正确；电解饱和食盐水可得到NaOH、Cl2、H2三种产品，但氯碱工业产品是指在工业上应用电解饱和食盐水的产物所制得的产品。
如应用Cl2所得产品聚氯乙烯、氯化橡胶、一氯甲烷、氯仿、氯苯等。
(2)优点：离子交换膜法制碱技术具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业的发展方向。
【即学即练2】氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，完成下列填空：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的方程式为：________________。
与电源负极相连的电极附近溶液pH ___________。
(填“不变”“增大”或“减小”)(2)如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该试剂可以选______________。
a．Ba(OH)2 b．Ba(NO3)2 c．BaCl2(3)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO42-，加入试剂的合理顺序为_______________(选a、b、c，多选扣分)。
a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(4)在用阳离子交换膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分反应，产物最终仅有NaClO和H2，相应的化学反应方程式为______________________________、_______________________ 。
2.(1)2Cl－－2e－= Cl2↑；增大(2)C(3)bc2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2NaOH＋Cl2=NaCl+NaClO+H2O 或NaCl＋H2O NaClO＋H2↑【解析】电解饱和食盐水的原理是电解池，与电源正极相连的是电解池的阳极，在使用惰性电极的情况下，溶液中的阴离子Cl―在此处放电生成氯气。
与电源负极相连的是电解池的阴极，溶液中的阳郭H＋在此处放电生成H2和NaOH。
除杂的基本原则是不引入其他新的杂质。
离子交换膜是防止两极生成的物质发生反应。
【问题探究3】海水提溴的主要反应原理和工艺流程如何？【教师点拨】要使海水酸化，使pH=3.5，用氯气置换溴离子的反应。
Br—被氧化成Br2后，用空气将其吹出，也可用水蒸气与溴一起蒸出。
空气吹出的溴和大量的空气混合不易分离，常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。
分析解答：【即学即练3】工业上从海水中提取溴可采用如下方法：(1)向预先经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，反应的离子方程式为____________________________________________________________________________。
(2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出用纯碱溶液吸收，生成NaBr、NaBrO3和CO2，反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)将(2)所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴，还可以得到副产品Na2SO4，写出这一变化的离子方程式为____________ __________________________。
(4)这样得到的溴中还混有少量Cl2，怎样除去？__________________________。