高三上册化学 海水资源的开发与利用 逐字稿-3,888字
师:各位同学,大家好!今天我们一起来复习海水资源的开发与利用。岁末年初,突如其来的新冠肺炎疫情严重扰乱了我们正常的生活节奏,每天确诊的数字牵动着亿万人心。这既是一场与病毒的战斗,也是人心的较量。为了打赢这场疫情阻击战,医生、解放军、警察、环卫工人、社区志愿者们再次成为最美逆行者,涌现出一批又一批英雄。我们感谢他们,更要关心他们的安危。
为了消杀病毒,我们每个人都必须学会正确使用消毒剂,充分发挥消毒剂在新冠肺炎疫情防控中的有效作用。本节课,我们就带着以下几个问题来研究海水资源的开发与利用。常见的消毒剂有哪些呢?在国家卫健委发布的消毒剂使用指南中指出,常见的消毒剂有醇类消毒剂、酚类消毒剂、季铵盐类消毒剂、过氧化物类消毒剂、含氯消毒剂、含溴消毒剂、含碘消毒剂、二氧化氯消毒剂。不难发现,氯、溴、碘这些元素其实就是利用海水资源获得的。
那么,海水资源的开发与利用是怎样进行的呢?我们一起来看。电渗法淡化海水是一种常用的方法。在英吉利海峡可以获得哪些重要化工原料呢?根据电离原理,阴极为阳离子放电,氢离子优先于钠离子得到电子,所以氢离子首先变成氢气,同时还有氢氧化钠生成。海水中含有大量的氯化钠,盐田法是目前海水制盐的主要方法。盐田主要分为储水池、蒸发池和结晶池。盐田必须建立在阳光充足、多风少雨且平坦空旷的海滩,所以可以选择B和C。
下面这个问题,不难发现这是粗盐的提纯,那么流程中所需要添加的试剂和顺序合理的应该是怎样的呢?根据我们以前所学知识,粗盐提纯必须遵循以下原则:一、不引入新杂质;二、过滤以后才能加盐酸;三、碳酸钠用于除去钡离子。不难发现,应该选择B。检测三价铁离子是否除尽的方法是:静置取上层清液,加入硫氰化钾溶液,如果不变红,则三价铁离子已经除尽。那么过程一选用氯化钡而不选用氯化钙的原因是什么呢?根据溶度积常数,硫酸钡和硫酸钙都是AB型结构,但硫酸钡的Ksp要远小于硫酸钙的Ksp,所以加入氯化钡可以使硫酸根离子沉淀得更为完全。
得到的食盐还可以用来制备纯碱。根据侯氏制碱法的原理,第一步制得的是碳酸氢钠,其化学反应方程式为:氯化钠、二氧化碳、氨气和水反应生成碳酸氢钠以及氯化铵。除了定性分析氯化钠的问题,我们还可以定量解决有关氯化钠的问题。比如下面检验沉淀是否洗涤干净的方法:取最后一次洗涤液,加入稀硝酸酸化的硝酸银,如无白色混浊出现,则已洗涤干净。
要确定样品中氯化钠质量分数的数学表达式,我们可以根据守恒原理确定。那么在使用消毒剂的时候,我们应该注意哪些地方呢?不难发现,含氯、含溴和含碘消毒剂都是外用消毒剂,不能口服。同时,含氯消毒剂和含溴消毒剂都是具有强氧化性的物质,不能和一些还原性的物质混合使用,比如说75%的酒精消毒剂就不能与含氯消毒剂和含溴消毒剂混合使用。
提到溴和碘,它们又是如何从海水中提取出来的呢?海水中溴的总储量较大,但含量较低,所以通常使用浓缩的海水来提取溴。来看它的工艺流程,步骤一中已经获得了游离态的溴,步骤二又将之转化为化合态的溴,其目的主要是为了浓缩或富集溴元素。步骤二用热空气将溴吹出,其实是利用了溴的挥发性。
下面我们要来配平这个离子反应,不难发现这是一个氧化还原反应,所以我们可以根据氧化还原反应配平的方法来配平。上述流程中吹出的溴蒸气,也可以用二氧化硫水溶液来进行吸收。溴和二氧化硫水溶液的化学反应方程式为:二氧化硫与溴与水发生反应生成氢溴酸和硫酸。实验室还可以使用溶剂萃取法来分离溴,常用的萃取剂应该为四氯化碳和苯,乙醇不能使用,因为乙醇与水会以任意比例混溶。
同样,海水中碘的含量更低,所以海水提取碘,我们并不是直接使用海水,而是使用富集有碘元素的干海带。从海带中提取碘的整个生产流程大家可以看一下屏幕。那么从海带中提取碘的实验原理和装置能够达到实验目的的是哪个呢?不难发现,A选项灼烧的时候应该使用坩埚,而不使用烧杯;B选项应该是长管进,短管出;C选项用过滤法将含有碘的溶液进行分离,效率比较低,应该使用萃取的方法将碘从水中分离,之后还可以使用升华来提纯碘。所以这道题目选择的是D选项。
提到碘,它又被称之为“智力元素”,因为碘是合成甲状腺激素不可缺乏的重要元素。一旦人体缺乏碘,就容易患上甲状腺肿大的疾病。那么,人类是如何来预防和治疗甲状腺肿大的呢?早在近代,葛洪就提出用海藻和昆布来治疗甲状腺肿大。明代的时候,李时珍在《本草纲目》中记载,用鹿和猪的甲状腺来治疗甲状腺肿大,古代还有用手术切除法来治疗,印度人甚至用符咒法来对抗甲状腺肿大,但是从来没有找到病因的所在。直到1896年,德国化学家鲍曼证实了碘对治疗甲状腺肿大的有效性,从而开启了用碘来预防和治疗甲状腺肿大的历史。
1924年,美国人戴维·马丁提出加入碘化钾的食盐来进行补碘,取得了巨大的成功,但是这种加碘试剂不容易保存。随后的几年,在赤道附近的国家改用碘酸钾做碘剂,添加入食盐。我国从1979年开始在碘缺乏的地区推广使用加碘食盐,1996年开始全面推广加碘食盐。随着不断地监测,从2002年开始,我国每年都在不断地进行论证,不断地改变添加物碘的含量。同时随着技术的发展,我们现在也发明了各种新型的加碘食盐,比如说海藻碘盐等等。