必修二 理科412开发利用金属矿物和海水资源

1、二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用学习目标 1.了解海水淡化的几种方法；掌握海水蒸了解海水淡化的几种方法；掌握海水蒸馏的原理。馏的原理。 2知道从海水中提取溴碘的原理，了解知道从海水中提取溴碘的原理，了解非金属的置换反应。非金属的置换反应。(重点重点) 3以海水资源的综合利用为例，了解化以海水资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。学方法在实现物质间转化中的作用。 二、海水资源的开发利用二、海水资源的开发利用 从太空观察地球，看到地球上有七片从太空观察地球，看到地球上有七片陆地陆地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中在一大片蓝色的海洋之中是“历史留给人人类类的资源储备

2、”海洋是美丽的，海洋是美丽的， 也是富饶的也是富饶的 海洋生物资源海洋生物资源含含80多种元素，以氢、氧、多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为较多。被称为“元素的故乡元素的故乡”。海水中铀多达海水中铀多达45亿吨是亿吨是已知陆地铀矿储量的已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有倍。氘有50亿吨足亿吨足够人类用上千万年够人类用上千万年海水中的化学资源海水中的化学资源海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源海水资源的广泛性海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积海洋约占地球表面积71%71% 海洋中的资源海洋中的资源 动物动物: :（鱼类、海狮、海马、贝类（鱼类、海狮、海

3、马、贝类植物植物: :（海草、海带（海草、海带矿物矿物: :（各种盐、（各种盐、NaClNaCl、MgClMgCl2 2 . . 海底金属结核矿、石油海底金属结核矿、石油（水资源及各种溶解的盐类（水资源及各种溶解的盐类) )u海水中的水海水中的水1.31.310109 9 亿亿吨吨 u占地球总水量占地球总水量97%97%（3% 3% 在陆地、淡水）在陆地、淡水）u海水中除了水以外，还含有海水中除了水以外，还含有8080多种元素，多种元素，有的含量很大（如有的含量很大（如NaCl NaCl ）有的含量很少）有的含量很少（如（如AuAu）海水资源的多样性海水资源的多样性：海水中溶解和悬浮大量的无机

4、物和有机物海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物 按含量计：含按含量计：含O O、H H 及及 ClCl、NaNa、S S、C C、F F、 B B、BrBr、SrSr共共1313种元素的质量占总水量的种元素的质量占总水量的 99%99%，其余，其余1%1%为为7070多种含量微少的元素。多种含量微少的元素。海水的淡化：海水的淡化： （1 1）海水淡化的途径）海水淡化的途径: :从海水中从海水中提取淡水提取淡水从海水中从海水中分离出盐分离出盐 （2 2）海水淡化的方法）海水淡化的方法:p90:p90蒸蒸 馏馏 法法（最先使用，技术成熟，但成（最先使用，技术成熟，但成 本高）本高）电渗析法电渗析法

5、（成本低，但未能大量生产）（成本低，但未能大量生产）离子交换法离子交换法（目前正迅速发展，但需要（目前正迅速发展，但需要 不断更新离子交换树脂）不断更新离子交换树脂）蒸馏法所用的装置及原理蒸馏法所用的装置及原理 原理原理： 加热到加热到水水的的沸沸点点,使水汽化变使水汽化变成成水蒸气水蒸气，再，再冷凝冷凝得得淡淡水。水。进进冷却水冷却水 出出煮海为盐海水海水浓缩浓缩过滤过滤HClHCl溶液，适量溶液，适量蒸发结晶蒸发结晶NaOHNaOH溶液、溶液、BaClBaCl2 2溶液、溶液、NaNa2 2COCO3 3溶液溶液过量过量食盐的提取食盐的提取海水的综合利用海水的综合利用u（1 1）海水制盐）

6、海水制盐生产生产 NaClNaCl u（2 2） NaClNaCl的水溶液制的水溶液制 NaOHNaOH u（3 3）制金属）制金属 NaNau（4 4）制）制 NaNa2 2COCO3 32 NaOH + CO2 NaOH + CO2 2 = Na= Na2 2COCO3 3 + H + H2 2O O 2NaCl2NaCl（熔融）（熔融）= 2Na + Cl= 2Na + Cl2 2电解电解2NaCl+ 2H2NaCl+ 2H2 2O = HO = H2 2 + Cl+ Cl2 2 + 2NaOH+ 2NaOH电解电解海水海水蒸发蒸发粗粗盐盐 水、重结晶水、重结晶 精精盐盐母液母液Mg(O

7、H)Mg(OH)2 2 MgClMgCl2 2 + Ca(OH) + Ca(OH)2 2 = Mg(OH) = Mg(OH)2 2+ CaCl+ CaCl2 2从海水中制金属从海水中制金属镁镁 Mg(OH)Mg(OH)2 2 + 2HCl = MgCl + 2HCl = MgCl2 2 + H+ H2 2O O MgClMgCl2 2( (熔融熔融) = Mg + Cl) = Mg + Cl2 2 通电通电盐酸、浓缩盐酸、浓缩 MgClMgCl2 2 H H2 2O O 脱水脱水 MgClMgCl2 2 电解电解 MgMg石灰乳石灰乳 CaO CaO 贝壳贝壳水水煅烧煅烧 海水提镁 海水中提取

8、溴的实验海水中提取溴的实验实验方法：实验方法：（1 1）用蒸馏法将海水）用蒸馏法将海水浓缩浓缩。用硫酸将浓缩的。用硫酸将浓缩的 海水酸化。海水酸化。（2 2）向酸化的海水中通入适量的）向酸化的海水中通入适量的氯气氯气，使溴，使溴 离子转化为离子转化为溴单质溴单质。（3 3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸 气，将溴单质气，将溴单质吹入吹入盛有盛有二氧化硫二氧化硫溶液的溶液的 吸收塔内。转化为吸收塔内。转化为氢溴酸氢溴酸（4 4）向吸收塔中溶液内通入适量的）向吸收塔中溶液内通入适量的氯气氯气。最。最 后经蒸馏可得后经蒸馏可得液溴液溴 ( (用用CClCCl4

9、 4萃取萃取) )海水中提取溴实验的方程式海水中提取溴实验的方程式2NaBr + Cl2NaBr + Cl2 2 = Br = Br2 2 + 2NaCl + 2NaCl 上面置换反应得到的上面置换反应得到的 BrBr2 2 的浓度的浓度很很低低，难以收集，用空气，难以收集，用空气吹出吹出 BrBr2 2 后后用用 SOSO2 2 吸收吸收，使溴得到，使溴得到富集富集， BrBr2 2 + SO + SO2 2 + 2H + 2H2 2O = 2HBr + HO = 2HBr + H2 2SOSO4 42HBr + Cl2HBr + Cl2 2 = Br = Br2 2 + 2HCl + 2H

10、Cl 海水中提取溴的流程及基本操作 如何证明海带中存在如何证明海带中存在碘碘元素元素? ? 实验4-2 （一）实验方法：（一）实验方法：（1 1）称取）称取3g3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净 （不要用水洗，有不要用水洗，有 I I- -）。）。 将海带剪碎，用酒精润将海带剪碎，用酒精润 湿（湿（便于灼烧便于灼烧）后，放在坩埚中。）后，放在坩埚中。 （2 2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，）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 3）将海带灰转移到小烧杯中，向烧杯中加入）将海带灰转移到小烧杯中，向烧杯中加入10ml10ml蒸馏蒸馏 水，搅拌，煮沸水，搅拌，煮沸2min2min3min3min，使可溶物溶解，过滤。，使可溶物溶解，过滤。 （4 4）向滤液中滴入几滴）向滤液中滴入几滴硫酸硫酸，再加入约，再加入约1ml 1ml H H2 2O O2 2溶液，溶液， 观察现象。取少量上述滤液，滴加几滴观察现象。取少量上述滤液，滴加几滴淀粉淀粉溶液，溶液， 观察现象。观察现象。 ( (二二) )实验现象：实验现象： 加入加入H H2 2O O2 2溶液后，溶液颜色变为溶液后，溶液颜色变