人教版高一化學必修二412海水資源的開發(fā)利用共25頁

1、第四章,第,1,節(jié),開發(fā)利用金屬礦物和海水資源,第,2,課時,海水資源的開發(fā)利用,化學與自然資源的開發(fā)利用,學習目標,1,了解海水淡化的幾種方法，掌握蒸餾的原理及方法,2,掌握海水中提取溴、碘、鎂的過程及原理，能夠用化學語言描述,其原理,3,了解海洋資源綜合利用的重要意義，培養(yǎng)環(huán)境保護的意識,海洋中有豐富的資源，在當今全球糧食、資源、能源供應(yīng)緊張與人口迅速,增長的矛盾日益突出的情況下，開發(fā)利用海洋中豐富的資源，已是歷史發(fā),展的必然趨勢。目前，人類開發(fā)利用的海洋資源，除了海水水資源的利用,主要有海洋化學資源、海洋生物資源、海洋礦產(chǎn)資源和海洋能源四類,海水中蘊藏的資源及其開發(fā)意義,從太空觀察地球，

2、地球是一個美麗蔚藍色的星球，海洋資源豐富,海洋約占地球表面積,71,海洋水資源：海水中水的儲量約為,1.3X10,9,億噸,約占全球總水量的,97,1,海水中蘊藏的資源,海洋水資源,海水可以直接作為工業(yè)冷卻水源，也是取之不盡的淡化水源，發(fā)展海水淡化,技術(shù)，向海洋要淡水，是解決世界淡水不足的重要途徑之一,地球表面雖然有,71,被水覆蓋，但其中,97.2,是海水,在,2.8,的淡水中，又有,69,是人類難以利用的兩極,冰蓋,人類可用淡水只占全球水總量的,0.77,2,海水中蘊藏的資源,海洋化學資源,海水中可供提取的化學資源達,70,多種，目前開發(fā)達到工業(yè)規(guī)模的有食鹽、鎂,溴、淡水等。海水中元素種類

3、多總儲量大，但許多元素富集程度低。如金元,素總量約,5*10,6,噸，而,1,海水中含量僅為,4*10,6,g,因此，海洋是一個遠未被開,發(fā)的巨大的資源寶庫,海水中已發(fā)現(xiàn)元素,80,多種，其中,O,H,主要元素）及,Cl,Na,K,Mg,Ca,S,C,F,B,Br,Sr,常量元素,13,種元素的質(zhì)量占總量的,99,如,NaCl,約億億噸,Mg,約,1800,萬億噸,K,有,500,萬億噸,Br,約有,90,萬億噸,鈾和重水目前是核能開發(fā)的重要原料，海水中鈾多達,45,億噸是已知陸,地鈾礦儲量的,4500,倍。氘有,50,億噸足夠人類用上千萬年,3,海水中蘊藏的資源,海洋生物資源,海洋中有,20

4、,多萬種生物,其中動物,18,萬種，包括,16000,多種魚類。遠古時,代,人類就開始捕撈和采集海產(chǎn)品,隨著漁具漁船探魚技術(shù)的改進，大大提高了人類的海洋捕撈能力。海洋中,的魚蝦貝藻等組成的海洋生物資源，除了可直接捕撈供食用和藥用,還可通過養(yǎng)殖增殖等途徑實現(xiàn)可持續(xù)利用,資料：海底石油,1350,億噸,天然氣,140,萬億立方米,鎂、鉀、鈾、鍶等礦物,5,億億噸（液體礦山,錳結(jié)核,3,萬億噸,大陸架淺海海底，埋藏著豐富的石油天然氣以及煤、硫、磷等礦產(chǎn)資源，在,近岸帶的濱海砂礦中，富集著砂、貝殼等建筑材料和金屬礦產(chǎn),在多數(shù)海盆中，廣泛分布著深海錳結(jié)核，它們是未來可利用的潛力最大的,金屬礦產(chǎn)資源,4,

5、海水中蘊藏的資源,海洋礦產(chǎn)資源,5,海水中蘊藏的資源,海洋能源的利用,海水運動中蘊藏著巨大的能量，這些能量屬于可再生能源且無污染，但是,它們能量密度很小，要開發(fā)利用必須采用特殊的能量轉(zhuǎn)換裝置，現(xiàn)在，具有,商業(yè)開發(fā)價值的是潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電，但是工程投資較大，效益也不高,以海水資源為例，海水水資源的利用和海水化學資源的利用具,有非常廣闊的前景,一、海水水資源的利用,1,海水水資源的利用：海水的淡化和直接利用海水進行循環(huán)冷卻,2,海水淡化主要方法：蒸餾法、電滲析法、離子交換法,蒸餾原理,加熱到水的沸點，液態(tài)水變?yōu)樗魵?與海水中的鹽分離，水蒸汽冷凝得到淡水,蒸餾裝置,蒸餾法歷史悠久，技術(shù)工藝較為成

6、熟，但成本較高，因此，海水淡化與化,工生產(chǎn)相結(jié)合，與能源技術(shù)相結(jié)合，成為海水綜合利用的重要方向,3,海水淡化的其他方法,太陽能蒸發(fā)法原理：利用太陽能使水蒸發(fā)為水蒸氣，冷卻后得到淡水,電滲析法：用離子交換膜淡化海水的技術(shù)，陰陽離子交換膜交替排列，通電,后陰陽離子在電場作用下向向陽極、陰極移動，達到分離目的,離子交換法：利用離子交換樹脂使溶液中的離子與樹脂上官能團發(fā)生交換,進行海水淡化的方法,二、海水化學資源的利用,1,海水制鹽,回憶粗鹽提純實驗,先將海水引入鹽田的蒸發(fā)池，經(jīng)日曬蒸發(fā)水分到一定程度時，再倒入結(jié)晶,池，繼續(xù)日曬，海水就會成為食鹽的飽和溶液，再曬就會逐漸析出食鹽來,這時得到的晶體就是粗

7、鹽。剩余的液體稱為母液，可從母液中提取多種化,工原料,NaCl,食,用,飽,和,溶,液,鈉,純,堿,氯,氣,氫,氣,鹽,酸,氫,氧,化,鈉,冶,煉,金,屬,合,成,農(nóng),藥,消,毒,液,造,紙,玻,璃,肥,皂,等,水,食鹽的用途,寫出相關(guān)的化學反應(yīng)方程式,寫出相關(guān)的化學反應(yīng)方程式,2,Na,2,NaCl,2,Cl,電解,熔融,2,2,2,NaOH,2,O,2H,NaCl,2,H,Cl,電解,Cl,H,2,H,Cl,2,2,點燃,O,H,NaClO,NaCl,aOH,2,2,N,2,Cl,NaCl,飽和溶液,NH,3,先加,H,2,O,溶液中,CO,2,后加,NH,4,Cl+NaHCO,3,侯氏制

8、堿法,氯堿工業(yè),制鈉和氯氣,制備鹽酸,制漂白液,二、海水化學資源的利用,2,海水提溴：閱讀教材,P,91,寫出海水提溴的流程，寫出相關(guān)化學反應(yīng)方程式,海水,溴蒸汽,液溴,蒸餾,H,2,SO,4,酸化,Cl,2,置換,冷凝、分離,濃縮海水,苦鹵,含,Br,2,的空氣,含,Br,2,的海水,精鹽,提取,空氣吹出,SO,2,吸收,吸收液,Cl,2,含,Br,2,的水溶液,粗溴水,相關(guān)的化學反應(yīng)方程式,Cl,Br,2,Br,2,Cl,2,2,4,2,2,2,2,SO,2,2,Br,H,HBr,O,H,SO,2,2,2,2HBr,Br,HCl,Cl,二、海水化學資源的利用,3,海水提鎂,貝殼,MgCl,

9、2,6H,2,O,水,CaO,濃縮海水,石灰乳,煅燒,引入,過濾,沉淀池,Mg(OH,2,鹽酸、濃縮,MgCl,2,脫水,Mg+Cl,2,電解,HCl,循環(huán),寫出海水提鎂過程相關(guān)化學反應(yīng)方程式,相關(guān)的化學反應(yīng)方程式,2,2,2,2,Cl,g,MgCl,Ca,OH,M,OH,Ca,O,M,OH,M,2,2,2,H,2,gCl,HCl,2,g,O,M,O,M,2,2,HCl,2,2,H,6,gCl,H,6,gCl,2,2,Cl,g,gCl,M,M,電解,熔融,CaCO,3,CaO + CO,2,CaO + H,2,O = Ca (OH,2,4,海帶中提碘,閱讀,P,91,實驗,4-2,觀看視頻海帶

10、中含有碘元素的檢驗，描述實驗現(xiàn)象,稱取,3g,干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈。將海帶剪碎，用,酒精潤濕后，放在坩堝中。用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全,成灰，停止加熱，冷卻,將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，向燒杯中加入,10mL,蒸餾水，攪拌、煮沸,2min,3min,使可溶物溶解，過濾,在濾液中滴入幾滴稀硫酸,3mol/L,，再加入約,1mLH,2,O,2,質(zhì)量分數(shù),為,3,，觀察現(xiàn)象，加入幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象,加入,H,2,O,2,溶液后，溶液由無色變?yōu)辄S色；加入淀粉溶液后，溶液變?yōu)樗{色,實驗現(xiàn)象,化學方程式,2KI + H,2,O,2,H,2,SO,4,I,2,K,2,SO,4,

11、2H,2,O,或,Cl,2,2KI=2KCl+I,2,總結(jié)海帶中提取碘的流程及主要化學反應(yīng)方程式,海帶,海帶灰,溶解過濾,灼燒,殘渣,含,I,濾液,含,I,2,的溶液,含,I,2,的有機溶液,萃取分液,氧化劑,提純,I,2,1,海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂，可按照以,下步驟進行：把貝殼制成石灰乳,在引入的海水中加入石灰乳，沉降,過濾、洗滌沉淀物,將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物,將所得的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，下列說法不正確的是,A,此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富,B,進行、步操作的目的是從海水中提取氯化鎂,C,第步電解時會產(chǎn)生氯氣,D,以上提取鎂的過程中涉及

12、的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng),和置換反應(yīng),D,當堂檢測,2,許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要通過化學變化就,能夠從海水中獲得的物質(zhì)是,A,氯、溴、碘,B,鈉、鎂、鋁,C,燒堿、氫氣,D,食鹽、淡水,D,3,如果實行海水淡化來供居民用水，下列方法中在原理上完全不可行的,是,A,加明礬使海水中的鹽沉淀出來而淡化（膠體吸附不溶性雜質(zhì),B,利用太陽能使海水升溫，通過蒸餾而使其淡化,C,將海水緩慢降溫凝固以獲取淡水（降溫結(jié)晶,D,將海水通過離子交換樹脂以除去各種離子,A,4,從海藻灰中提取碘的方法：往海藻灰浸取液中通入,Cl,2,后，用升華方法,將置換的碘提純。但浸取液中通入,Cl,2,時會生成少量性質(zhì)類似于,Cl,2,的,ICl,和,IBr,為了消除這兩種雜質(zhì)，使其中的碘完全游離出來，可加入適量的,A,CaO,B,KI,C,H,2,O,D,酒精,解析,ICl,和,IBr,與,Cl,2,性質(zhì)相似，可將,KI,氧化為碘單質(zhì)，從而消除雜質(zhì),B,5,從海水提取溴的過程中，有如下反應(yīng),5NaBr,NaBrO,3,3H,2,SO,4,3Br,2,3Na,2,SO,4,3H,2,O,與上述反應(yīng)在原理上最相似的反應(yīng)是,A,2NaBr,Cl,2,Br,2,2NaCl,B,AlCl,3,3NaAlO