開發(fā)利用和海水資源

第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

海水資源的開發(fā)利用

海洋約占地球表面積的71%，水儲(chǔ)量約為1.3×109億噸，為地球總水量的97%，富含大量可溶性鹽，包含多種金屬元素和非金屬元素，同時(shí)孕育了大量的水生動(dòng)植物，可謂資源豐富，怎樣對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用呢？二、海水資源的開發(fā)利用1、海水的組成：含八十多種元素。

其中，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等總量占99%以上，其余為微量元素；特點(diǎn)是總儲(chǔ)量大而濃度小，以無機(jī)物或有機(jī)物的形式溶解或懸浮在海水中?？偟V物儲(chǔ)量約5億億噸，有“液體礦山”之稱。堆積在陸地上可使地面平均上升153米。如：金元素的總儲(chǔ)量約為5×107噸，而濃度僅為4×10-6g/噸。另有金屬結(jié)核約3萬億噸，海底石油1350億噸，天然氣140萬億m3。知識(shí)拓展：海洋生物資源非常豐富海洋中的礦產(chǎn)資源

大陸架的淺海海底：

石油、天然氣、煤、硫、磷等近岸帶的濱海砂礦：

砂、貝殼等建筑材料和金屬礦產(chǎn)多數(shù)海盆中：

深海錳結(jié)核海洋油、氣開發(fā)國際合作和工程招標(biāo)海洋能源具有商業(yè)開發(fā)價(jià)值的：潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電2、海水淡化海水中水資源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的。

海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。太陽能蒸發(fā)海水示意圖：

太陽能淡水淡水水蒸汽海水海水淡化設(shè)備低溫蒸餾海水淡化具有設(shè)備的一次性投資低、熱電消耗低、傳熱效率高、操作彈性大、產(chǎn)品水的純度高、裝置的安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，是世界各國競(jìng)相發(fā)展的淡化技術(shù)。

例如：制備氯化鈉、氯化鎂等。進(jìn)一步再用于提取多種金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)。海水粗鹽（氯化鈉）濃縮海水蒸發(fā)結(jié)晶沉淀（氫氧化鎂）洗滌、加鹽酸MgCl2·6H2O結(jié)晶無水MgCl2脫水HCl氣氛中熔融電解MgCl2加堿3、海水制鹽：利用濃縮、沉淀、過濾、結(jié)晶、重結(jié)晶等分離方法制備得到各種鹽。

[練習(xí)1]從海水中提取鎂的主要工藝流程如下:

鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂從海水中提取。主要步驟如下：（1）為了使MgCl2轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2，試劑①可以選用

，要使MgCl2完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑①的量應(yīng)

，驗(yàn)證MgCl2已完全轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2的方法

。

NaOH或Ca(OH)2過量取上層清液，滴入NaOH溶液，不產(chǎn)生沉淀

鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂從海水中提取。主要步驟如下：（2）加入試劑①，能夠分離得到Mg（OH）2沉淀的方法是

。（3）試劑②可以選用

。（4）無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生Mg和Cl2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

。過濾

HCl

[練習(xí)1]從海水中提取鎂的主要工藝流程如下:MgCl2Mg+Cl2↑電解熔融4、海水提溴（空氣吹出法）：Br2濃縮海水酸化①Cl2吹入空氣水蒸汽②吸收塔與SO2混合HBr③Cl2Br2產(chǎn)品①2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl②Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4③2HBr+Cl2=2HCl+Br2☆寫出上述過程中①②③三個(gè)步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式.富集5、從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)①原理:2HI

+H2O2=I2+2H2O（溶液變?yōu)樽攸S色）②提取流程含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液含碘單質(zhì)的溶液試劑殘?jiān)庠氐娜芤汉芙膺^濾海帶灰灼燒[總結(jié)]非金屬單質(zhì)的制備方法：利用氧化劑將非金屬陰離子氧化為單質(zhì)。（氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用）（3）海水綜合利用：（P.84圖4-5）海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑電解能源開發(fā)：海水潮汐能、波浪能發(fā)電…淡水[練習(xí)3]從海水中可以提取溴,主要反應(yīng)為2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,下列說法中正確的是()A、溴離子具有氧化性B、氯氣是還原劑C、該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)D、氯氣的氧化性比溴單質(zhì)強(qiáng)D[練習(xí)4]向NaBr和KI的混合溶液中通入足量的Cl2后,將溶液蒸干并灼燒,最后得到的物質(zhì)是()A、NaBr和KIB、NaBr和KClC、NaCl和KClD、N