第一节海洋化学资源

1、第三单元 海水中的化学第一节 海洋化学资源 1.1.了解海水及海底蕴含的主要物质了解海水及海底蕴含的主要物质2.2.知道淡化海水常用的方法知道淡化海水常用的方法3 3.认识合理进行海洋开发、保护海洋环境的重要性认识合理进行海洋开发、保护海洋环境的重要性4.4.知道海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源和知道海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源和生物资源生物资源你见过大海吗？你见过大海吗？在你心中大海是什么样子？在你心中大海是什么样子？ 你尝过苦涩难咽的海水吗？你尝过苦涩难咽的海水吗？你想知道海水为什么苦涩难咽吗？你想知道海水为什么苦涩难咽吗？你想知道海水能为人类提供哪些你想知道海水能为人

2、类提供哪些有用的物质（资源）吗？有用的物质（资源）吗？ 海底矿产资源海底矿产资源： （蕴藏着大量的煤、蕴藏着大量的煤、石油、天然气）石油、天然气） 海洋生物资源海洋生物资源： （2020多万种生物）多万种生物） 海洋动力资源：海洋动力资源： （潮汐，波浪蕴藏着（潮汐，波浪蕴藏着巨大的能量）巨大的能量） 海洋空间资源：海洋空间资源： （拥有辽阔空间，建（拥有辽阔空间，建造人工岛）造人工岛） 海洋旅游资源海洋旅游资源 海洋化学资源：海洋化学资源：（8080多种元素）多种元素）海洋资源的分类：海洋资源的分类：大黄鱼大黄鱼带鱼带鱼对虾对虾墨鱼墨鱼梭子蟹梭子蟹石斑鱼石斑鱼天然的蛋白质仓库天然的蛋白质仓库

3、海洋是聚宝盆海洋是聚宝盆海洋生物资源海洋生物资源海带海带紫菜紫菜石花菜石花菜狐篮子鱼狐篮子鱼少女鱼少女鱼脊尾白虾脊尾白虾花蟹花蟹海洋有丰富的化学资源海洋有丰富的化学资源海水中溶有哪些物质？海水中溶有哪些物质？从从“海水中的化学资源海水中的化学资源”图可以得到哪些信息？图可以得到哪些信息？ （ 请阅读相关内容及图片后回答请阅读相关内容及图片后回答 ）导读思考题导读思考题( (一一) )：水水96.5 溶解的溶解的盐盐分分3.5 Cl 55.06 Na+ 30.61 SO42- 7.67 Mg2+ 3.69 Ca2+ 1.15 K+ 1.10 其他其他 0.72 海水中的化学资源海水中的化学资源一

4、、海水中的物质一、海水中的物质 人类提取海水中的各种元素，来制备大量对我们有用人类提取海水中的各种元素，来制备大量对我们有用的物质。的物质。(1)(1)如何从海水中提取金属镁？如何从海水中提取金属镁？ (2)(2)其工艺流程是什么？涉及哪些重要的化学反应？其工艺流程是什么？涉及哪些重要的化学反应？导读思考题（二）：导读思考题（二）：海水海水或卤水或卤水氢氧氢氧化镁化镁氯化镁氯化镁镁镁石灰乳石灰乳盐酸盐酸通电通电MgClMgCl2 2 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 = Mg(OH)= Mg(OH)2 2 + CaCl + CaCl2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2 + 2HCl =

5、MgCl+ 2HCl = MgCl2 2 + 2H+ 2H2 2O OMgClMgCl2 2 = Mg + Cl= Mg + Cl2 2通电通电思考与讨论：思考与讨论： 海水中本来就有氯化镁，为什么不直接将海水进行电海水中本来就有氯化镁，为什么不直接将海水进行电解来制取金属镁？解来制取金属镁？ 海水中氯化镁的含量很低，人们想要得到它，首先要海水中氯化镁的含量很低，人们想要得到它，首先要使之使之富集富集。以海水为原料，将其中的氯化镁转化为沉淀。以海水为原料，将其中的氯化镁转化为沉淀。一方面是为了使镁元素富集；另一方面是除去其中的氯化一方面是为了使镁元素富集；另一方面是除去其中的氯化钠等杂质。富集

6、的方法是化学上常用的，如钠等杂质。富集的方法是化学上常用的，如蒸发浓缩蒸发浓缩等。等。海水提取镁的工艺流程图海水提取镁的工艺流程图贝壳贝壳(CaCO(CaCO3 3) ) 煅烧煅烧 石灰石灰(CaO(CaO) ) H H2 2O O 石灰乳石灰乳Ca(OH)Ca(OH)2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2（白色）（白色） 稀盐酸稀盐酸 ；蒸发结晶；蒸发结晶 MgClMgCl2 26H6H2 2O O MgClMgCl2 2 电解电解 Mg Mg + +海水海水（MgMg2+2+等）等） CaCOCaCO3 3=CaO+CO=CaO+CO2 2 高温高温 CaO+HCaO+H2 2O=Ca(O

7、H)O=Ca(OH)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2+MgCl+MgCl2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl=MgCl+2HCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O O 蒸发结晶得蒸发结晶得 MgClMgCl2 26H6H2 2O O MgClMgCl2 26H6H2 2O=MgClO=MgCl2 2+6H+6H2 2O O MgClMgCl2 2=Mg+Cl=Mg+Cl2 2 通电通电 熔融熔融 1.1.海底蕴藏着哪些矿物资源？海底蕴藏着哪些矿物资源？2.2.为什么为什么“可燃冰可燃冰”被誉为被誉为“2121世纪能

8、源世纪能源”？3.3.什么是锰结核？锰结核里主要有哪些元素？什么是锰结核？锰结核里主要有哪些元素？4.4.海洋资源包括哪些？海洋中的资源可以再生吗？在开海洋资源包括哪些？海洋中的资源可以再生吗？在开发和利用海洋资源的同时应如何保护海洋资源？发和利用海洋资源的同时应如何保护海洋资源？二、海底矿物二、海底矿物导读思考题导读思考题( (三三) )：海洋矿物资源海洋矿物资源滨海沙矿滨海沙矿石油、天然气石油、天然气煤、硫、磷煤、硫、磷锰结核、海底锰结核、海底热液矿床热液矿床拖网获取拖网获取锰结核矿锰结核矿大洋锰结核大洋锰结核1.1.海底蕴藏着哪些矿物资源？海底蕴藏着哪些矿物资源？煤、石油、天然气煤、石油

9、、天然气等化石燃料；天然气水等化石燃料；天然气水合物合物可燃冰；锰结可燃冰；锰结核（含有锰、铁、镍、核（含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等铜、钴、钛等2020多种金多种金属元素）。属元素）。 2. 2.为什么为什么“可燃冰可燃冰”被誉为被誉为“未来能源未来能源”“”“2121世纪能世纪能源源”？可燃冰在海底储量大，产能多，可燃冰在海底储量大，产能多，且燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。且燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。全世界全世界“可燃冰可燃冰”的储量估计的储量估计可达可达1.871.87101017173 3，而，而1 13 3 “可燃冰可燃冰”可释放可释放1641643 3甲烷，甲烷，是目前煤、石

10、油、天然气总储是目前煤、石油、天然气总储量的量的2 2倍。倍。请写出甲烷请写出甲烷（CHCH4 4）燃烧的化学方程式燃烧的化学方程式 点燃点燃 CHCH4 4 + 2O+ 2O2 2 = CO= CO2 2 + 2H+ 2H2 2O O思考：思考：3.3.什么是锰结核？锰结核里主要有哪些元素？什么是锰结核？锰结核里主要有哪些元素？锰结核是锰结核是2020世纪世纪7070年代才大量发现的著名的深海矿产。褐色的年代才大量发现的著名的深海矿产。褐色的锰结核，外观像土豆，切片来看，一层层的又像葱头。这种结核体锰结核，外观像土豆，切片来看，一层层的又像葱头。这种结核体往往是以贝壳、珊瑚、鱼牙、鱼骨为核心

11、，把其他物质聚集在周围。往往是以贝壳、珊瑚、鱼牙、鱼骨为核心，把其他物质聚集在周围。生长速度很缓慢，大约生长速度很缓慢，大约10001000年生长年生长1 1毫米，有的毫米，有的100100万年才生长万年才生长4 4毫米。毫米。锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等2020多种金属元素。其经济价多种金属元素。其经济价值很高，估计在太平洋的分布面积约为值很高，估计在太平洋的分布面积约为18001800万平方千米，全世界多万平方千米，全世界多金属结核总储量可达金属结核总储量可达30 00030 000亿吨。这样就含有炼锰钢用的锰亿吨。这样就含有炼锰钢用的锰400040

12、00亿亿吨，炼不锈钢的镍吨，炼不锈钢的镍164164亿吨，炼超硬度钢的钴亿吨，炼超硬度钢的钴5858亿吨，用途广泛的铜亿吨，用途广泛的铜8888亿吨亿吨 4.4.海洋资源包括哪些？海洋中的资源可以再生吗？在开海洋资源包括哪些？海洋中的资源可以再生吗？在开发和利用海洋资源的同时，应如何保护海洋资源？发和利用海洋资源的同时，应如何保护海洋资源？u海洋资源包括：海水化学资源、海底矿产资源、海洋海洋资源包括：海水化学资源、海底矿产资源、海洋生物资源和海洋动力资源。生物资源和海洋动力资源。u海洋中的资源除煤、石油、天然气等化石燃料外大多可海洋中的资源除煤、石油、天然气等化石燃料外大多可再生。再生。u为保

13、护海洋资源，世界各国采取了多种措施，如海洋环境为保护海洋资源，世界各国采取了多种措施，如海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平、禁止过度捕捞海洋生物资源等。污染的技术水平、禁止过度捕捞海洋生物资源等。设问与质疑：设问与质疑：1.1.地球上的水资源很丰富，为什么淡水资源日益短缺？地球上的水资源很丰富，为什么淡水资源日益短缺？2.2.人们采用什么方法解决淡水资源危机问题？人们采用什么方法解决淡水资源危机问题？3.3.用什么方法能除去海水中的盐得到淡水？用什么方法能除去海水中的盐得到淡水？海水淡化海水淡化常用蒸馏

14、法常用蒸馏法三、海水淡化三、海水淡化海水淡化海水淡化多级闪急蒸馏法多级闪急蒸馏法（目前最常用的方法）（目前最常用的方法）多级闪急蒸馏法：多级闪急蒸馏法： 在一定的压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，在一定的压力下，把经过预热的海水加热至某一温度，引入第一个闪蒸室，降压使海水闪急蒸发，产生的蒸汽在热引入第一个闪蒸室，降压使海水闪急蒸发，产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水，而留下的海水，温度降到相应的饱交换管外冷凝而成淡水，而留下的海水，温度降到相应的饱和温度。依次将浓缩海水引入以后各闪蒸室逐级降压，使其和温度。依次将浓缩海水引入以后各闪蒸室逐级降压，使其闪急蒸发，再冷凝而得到淡水。闪蒸室的个

15、数，称为级数，闪急蒸发，再冷凝而得到淡水。闪蒸室的个数，称为级数，最常见的装置有最常见的装置有2020级级3030级级, ,有些装置可达有些装置可达4040级以上。级以上。 多级闪急蒸馏不需要高压蒸汽为热源，特别适用于与热多级闪急蒸馏不需要高压蒸汽为热源，特别适用于与热电厂相结合的大型淡化工厂。若将建在海滨的核电站的发电电厂相结合的大型淡化工厂。若将建在海滨的核电站的发电与这种海水淡化和海水的其他方面的利用结合起来，将是一与这种海水淡化和海水的其他方面的利用结合起来，将是一种很经济的综合生产方案。种很经济的综合生产方案。海水海水淡化淡化低温多效蒸馏法低温多效蒸馏法多级闪急蒸馏法多级闪急蒸馏法热

16、法热法膜法（反渗透法）膜法（反渗透法）太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图： 知识点一、海洋资源知识点一、海洋资源【典例【典例1 1】海洋是地球上最大的储水库，浩瀚的海洋又蕴】海洋是地球上最大的储水库，浩瀚的海洋又蕴含着丰富的化学资源。我国具有较长的海岸线，海洋资含着丰富的化学资源。我国具有较长的海岸线，海洋资源开发前景广阔。源开发前景广阔。(1)(1)目前海水淡化普遍采用的方法是目前海水淡化普遍采用的方法是_，证，证明得到的水是淡水的方法是明得到的水是淡水的方法是_。(2)(2)海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料，人们还在海底发现

17、了一种新型矿产资源是料，人们还在海底发现了一种新型矿产资源是_，被科学家誉为被科学家誉为“2121世纪能源世纪能源”。多级闪急蒸馏法多级闪急蒸馏法加入硝酸银溶液无沉淀加入硝酸银溶液无沉淀可燃冰可燃冰知识点二、海水制镁知识点二、海水制镁【典例【典例2 2】海水是一种重要的自然资源，海水中含】海水是一种重要的自然资源，海水中含NaClNaCl、MgClMgCl2 2等物质，被誉为等物质，被誉为“国防金属国防金属”的镁主要是从海水中的镁主要是从海水中提取的，下面是从海水中提取金属镁的简单流程。提取的，下面是从海水中提取金属镁的简单流程。从海水中获得淡水，常用的方法是从海水中获得淡水，常用的方法是 。

18、从海水中获得粗盐，可将海水进行从海水中获得粗盐，可将海水进行 。试剂试剂A A最好选用最好选用 。海水海水溶液溶液Mg(OH)Mg(OH)2 2MgClMgCl2 2溶液溶液无水无水MgClMgCl2 2MgMg试剂试剂A A试剂试剂B B通电通电蒸馏蒸馏蒸发结晶蒸发结晶熟石灰熟石灰1.1.广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以从海广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以从海水中提取，镁属于（水中提取，镁属于（ ）A.A.矿产资源矿产资源 B.B.动力资源动力资源 C.C.化学资源化学资源 D.D.生物资源生物资源2.2.下列操作不能用来淡化海水的是（下列操作不能用来淡化海水的是（ ）A.A.过滤过滤 B.B.使海水结冰脱盐使海水结冰脱盐 C.C.加热蒸馏加热蒸馏 D.D.多级闪急蒸馏法多级闪急蒸馏法C CA A3.3.关于关于“可燃冰可燃冰”的说法正确的是（的说法正确的是（ ）A.“A.“可燃冰可燃冰”是最理想的燃料是最理想的燃料 B.“B.“可燃冰可燃冰”能燃烧，所以水也能燃烧能