【化学】412《开发利用金属矿物和海水资源》课件（新人教版必修2）

1、2021-7-15 第一节第一节 开发利用金属矿物开发利用金属矿物 和海水资源和海水资源 （第（第2课时）课时） 2021-7-15 一、海水中蕴藏的资源及其开发意义一、海水中蕴藏的资源及其开发意义 海洋水资源：海洋水资源：海水中水的储量约为海水中水的储量约为1.31.310 109 9亿吨，亿吨， 约占全球总水量的约占全球总水量的9797。 化学资源：化学资源：含元素含元素8080多种，多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学 资源。目前，在陆地上发现的多种化学元素，在海水中已找到资源。目前，在陆地上发现的多种化学元素，在海水中已找到 多种，其中

2、多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有亿亿吨，多种，其中多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有亿亿吨， 镁约有万亿吨，钾有万亿吨，溴约有万亿吨，核燃镁约有万亿吨，钾有万亿吨，溴约有万亿吨，核燃 料约亿吨亿吨。料约亿吨亿吨。 矿产资源：矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约海洋中所贮存的各种矿物约500500亿吨。通常只亿吨。通常只 要每平方米有要每平方米有5 5的矿物。的矿物。锰结核、可燃冰、砂和砾石，锰结核、可燃冰、砂和砾石， 用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。 2021-7-15 空间资源：空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部海洋可利用空

3、间包括海上、海中、海底三个部 分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、 电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。我国拥有我国拥有1800018000公公 里的大陆海岸线，管辖的海域面积近里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300300万平方公里。万平方公里。 能源：能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮 汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和 盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再 生

4、能源，而且没有污染。生能源，而且没有污染。 生物资源：生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源， 除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途 径还可实现可持续利用。径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，我国就海洋生物品种繁多，我国就 有有2027820278种，其中入药的有种，其中入药的有700700种。种。 2021-7-15 二、海水淡化二、海水淡化 海水中水资源的利用：海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化主要包括海水的淡化 和直接利用海水进行循环冷却。通过从海水和直接利用海水进行循环冷却。通

5、过从海水 中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可 以达到淡化海水的目的。以达到淡化海水的目的。 海水淡化 的方法主要 有蒸馏法、 电渗析法、 离子交换法 等。 2021-7-15 三、海水中的化学资源三、海水中的化学资源 由于与岩石、大气、生物的相互作用，由于与岩石、大气、生物的相互作用， 海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有 机物，按含量计，水中的机物，按含量计，水中的H H、O O两种元素，两种元素， 加上加上ClCl、NaNa、K K、MgMg、CaCa、S S、C C、F F、B B、 BrBr、SrSr等等11 1

6、1种超过总量的种超过总量的99%99%，其他为微，其他为微 量元素，总计含有量元素，总计含有8080多种元素。多种元素。 海洋有海洋有 取之不尽的化学资源。取之不尽的化学资源。 2021-7-15 1海水中含有的各种元素的特点： 种类多，总储量大，富集程度低。因种类多，总储量大，富集程度低。因 此，从海水中提取物质需要解决物质的此，从海水中提取物质需要解决物质的 富集的问题。富集的问题。 2从海水中提取物质的方法 从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中提取食盐的主要工艺流程 从海水中从海水中 制取盐的方法制取盐的方法 主要有：盐田主要有：盐田 法、电渗析法法、电渗析法 和冷冻法。和冷冻法。 2

7、021-7-15 盐田法盐田法 制得的制得的粗盐中含较多的氯化粗盐中含较多的氯化 镁和氯化钙及泥沙，镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除请设计实验除 去去NaClNaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、CaCa2 2+ +、MgMg2 2+ +离离 子的方法（需要仪器及实验步骤）子的方法（需要仪器及实验步骤） 先将样品溶解，加稍过量的氢氧化先将样品溶解，加稍过量的氢氧化 钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤； 在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶 即可。即可。 思考：思考： 2021-7-15 (2)从海水中提取溴的主要工艺流程从海水中提

8、取溴的主要工艺流程 用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。 用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。 向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化 为溴单质：为溴单质：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl 向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质 吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的： BrBr2

9、2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4 向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2 2021-7-15 海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I- -的形式存在，的形式存在， 提取时用适当的氧化剂将其氧化成提取时用适当的氧化剂将其氧化成I I2,2,再再 萃取出来。萃取出来。 用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是： 2I2I- -+H+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=I=I2 2+

10、2H+2H2 2O O (3)从海带中提取碘的实验从海带中提取碘的实验 提取流程提取流程 反应原理反应原理 含碘单质的含碘单质的 有机溶液有机溶液 含碘单质含碘单质 的溶液的溶液 试剂试剂 残残 渣渣 含碘元素含碘元素 的溶液的溶液 海海 带带 溶解溶解 过滤过滤 海海 带带 灰灰 灼烧 2021-7-15 （1）称取）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷 净（不要用水洗，有净（不要用水洗，有I-）。）。 将海带剪碎，用酒精润湿将海带剪碎，用酒精润湿 （便于灼烧）后，放在坩埚中。（便于灼烧）后，放在坩埚中。 （2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完

11、全成灰，）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰， 停止加热，冷却。停止加热，冷却。 （3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入 10ml蒸馏水，搅拌，煮沸蒸馏水，搅拌，煮沸2min3min，使可溶物溶，使可溶物溶 解，过滤。解，过滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1ml H2O2溶溶 液，观察现象。液，观察现象。 （5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。 实验注意事项实验注意事项 实验方法实验方法 海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干 海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。 2021-7-15 3.3.海水综合利用联合工业体系一例（如下图）海水综合利用联合工业体系一例（如下图） 2021-7-15 海水资源的开发利用简述海水资源的开发利用简述 （1 1）从海