第一节海洋化学资源

1、第二单元第二单元 海水中的化学海水中的化学第一节第一节 海洋化学资源海洋化学资源你见过大海吗？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有用的物质（资源）吗？你想知道海水能为人类提供哪些有用的物质（资源）吗？ 海底矿产资源海底矿产资源：（：（蕴藏着大量的煤、石油、天然气）蕴藏着大量的煤、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）海洋动力能源：（潮汐，波浪蕴藏着巨大的能量）海洋动力能源：（潮汐，波浪蕴藏着巨

2、大的能量）海洋空间资源：（拥有辽阔空间，建造人工岛）海洋空间资源：（拥有辽阔空间，建造人工岛）海洋旅游资源：（包括地文景观、水域风光、生物景海洋旅游资源：（包括地文景观、水域风光、生物景观、天象与气候景观四类）观、天象与气候景观四类）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 海参海参生活在海底，身体柔软，呈圆柱形，像条黄瓜，生活在海底，身体柔软，呈圆柱形，像条黄瓜，浑身长满了肉刺。海参活动十分缓慢，只能靠肌

3、肉的收缩浑身长满了肉刺。海参活动十分缓慢，只能靠肌肉的收缩和松弛来蠕动。由于没有眼睛，它无法捕捉到快速移动的和松弛来蠕动。由于没有眼睛，它无法捕捉到快速移动的动物，只好以吃混在泥沙或珊瑚里的有机沉积物和小动物、动物，只好以吃混在泥沙或珊瑚里的有机沉积物和小动物、植物为生。当海参遇到敌害进攻无法脱身时，可以用植物为生。当海参遇到敌害进攻无法脱身时，可以用“分分身法身法”逃命。海参把身体紧缩起来，将内脏迅速从肛门抛逃命。海参把身体紧缩起来，将内脏迅速从肛门抛出。海参是高级的滋补品，被列为出。海参是高级的滋补品，被列为“八珍之一八珍之一”。 珊瑚珊瑚不是植物，不是植物，而是一种叫珊瑚虫的而是一种叫珊

4、瑚虫的微小的腔肠动物。珊微小的腔肠动物。珊瑚虫像个肉质小口袋，瑚虫像个肉质小口袋，口袋顶部有口，口的口袋顶部有口，口的周围长满有绒毛的触周围长满有绒毛的触手。珊瑚虫到处漂游，手。珊瑚虫到处漂游，四海为家，它一旦碰四海为家，它一旦碰到海岸边到海岸边 的岩石或的岩石或礁石就会扎根生长。礁石就会扎根生长。 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工资源海洋有丰富的化工资源一、海水中的物质一、海水中的物质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

5、？图可以得到哪些信息？（请阅读课文及图片后回答）（请阅读课文及图片后回答）导读思考题导读思考题( (一一) )： 人类提取海水中的各种元素，来大量制备对我们有用人类提取海水中的各种元素，来大量制备对我们有用的物质。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？涉及到哪些重要化学反应？其工艺流程是什么？涉及到哪些重要化学反应？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

6、+ CaCl+ CaCl2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2 + 2HCl = MgCl+ 2HCl = MgCl2 2 + 2H+ 2H2 2O OMgClMgCl2 2 = Mg + Cl= Mg + Cl2 2通电通电 海水中本来就有氯化镁，为什么不直接将海水进行电解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？来制取金属镁？ 海水中氯化镁的含量很低，人们想要得到它，首先要使海水中氯化镁的含量很低，人们想要得到它，首先要使之富集。如果直接用海水做原料，则将其中的氯化镁转化为之富集。如果直接用海水做原料，则将其中的氯化镁转化为沉淀就是为了使镁元素富集；如果以卤水为原料，则在

7、海水沉淀就是为了使镁元素富集；如果以卤水为原料，则在海水晒盐阶段就经过了第一次富集。转化为沉淀的目的不仅是为晒盐阶段就经过了第一次富集。转化为沉淀的目的不仅是为了进一步富集，还有一个目的是除去其中的氯化钠等杂质。了进一步富集，还有一个目的是除去其中的氯化钠等杂质。富集的方法是化学上常用的，如蒸发浓缩等。富集的方法是化学上常用的，如蒸发浓缩等。海水提取镁的工艺流程图海水提取镁的工艺流程图从海水中提取镁从海水中提取镁 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)

8、2 2（白色）（白色） 稀盐酸；蒸发结晶稀盐酸；蒸发结晶 MgClMgCl2 26H6H2 2O O MgClMgCl2 2 电解电解 Mg Mg + +海水（海水（MgMg2+2+等）等） 熔融熔融 CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)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 CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+C

9、O2 2 高温高温=MgClMgCl2 2 Mg+ClMg+Cl2 2 通电通电=MgClMgCl2 26H6H2 2O MgClO MgCl2 2+6H+6H2 2O O =海水变肥料海水变肥料 钾元素在海水中占第六位，共有钾元素在海水中占第六位，共有600600万万亿吨。氯化钾，是我们从海水中提取的肥亿吨。氯化钾，是我们从海水中提取的肥料。钾肥肥效快，易被植物吸收，不易流料。钾肥肥效快，易被植物吸收，不易流失。钾肥能使农作物茎秆长得强壮，防止失。钾肥能使农作物茎秆长得强壮，防止倒伏，促进开花结实，增强抗寒、抗病虫倒伏，促进开花结实，增强抗寒、抗病虫害能力。海水中提钾主要用来制造钾肥。害能力

10、。海水中提钾主要用来制造钾肥。此外，钾在工业上可用于制造含钾玻璃，此外，钾在工业上可用于制造含钾玻璃，这种玻璃不易受化学药品腐蚀，常用于制这种玻璃不易受化学药品腐蚀，常用于制造化学仪器和装饰品。钾还可以制造软皂，造化学仪器和装饰品。钾还可以制造软皂，可用作洗涤剂。钾铝矾（明矾）可用作净可用作洗涤剂。钾铝矾（明矾）可用作净水剂。水剂。海水提溴海水提溴茫茫大海是化学元素溴的茫茫大海是化学元素溴的“故乡故乡”，地球上地球上9999以上的溴都在海水中，可谓以上的溴都在海水中，可谓源源溴素海中来。海水中溴含量约为源源溴素海中来。海水中溴含量约为6565毫克毫克/ /升，总量达升，总量达100100万亿吨

11、。万亿吨。我国我国19671967年开始用年开始用“空气吹出法空气吹出法”进行海水直接提溴，进行海水直接提溴，19681968年取得成功。年取得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂，进行试验生产。继建立了提溴工厂，进行试验生产。“树脂吸附法树脂吸附法”海水提溴也于海水提溴也于19721972年试年试验成功。验成功。铀棒铀棒海洋海洋化学元素的故乡化学元素的故乡含量最大的食盐资源含量最大的食盐资源轻金属镁资源轻金属镁资源用途广泛的溴、碘资源用途广泛的溴、碘资源原子能反应堆燃料铀资源原子能反应堆燃料铀资源重要的钾肥资源重要的钾肥资源生物工程制氢能

12、源生物工程制氢能源潜力巨大的重水能源潜力巨大的重水能源海洋淡水资源海洋淡水资源 导读思考题（三）：导读思考题（三）：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、海底矿物海洋矿产资源海洋矿产资源滨海沙矿滨海沙矿石油、天然气石油、天

13、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导读思考题（三）：导读思考题（三）：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、天然气等化煤、石油、天然气等化石燃料；天然气水合物石燃料；天然气水合物可燃冰；锰结核（含有锰、可燃冰；锰结核（含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等铁、镍、铜、钴、钛等2020多多种金属元素）。种金属元素）。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世纪能源世纪能源”？可燃冰在海底储量大，产能多，且燃烧后几乎不产生任可燃冰在海底储量大，产能多，且燃烧

14、后几乎不产生任何残渣或废气。何残渣或废气。全世界全世界“可燃冰可燃冰”的储量估计可达的储量估计可达1.871.87101017 17 m m3 3，而，而1 m1 m3 3 “ “可燃冰可燃冰”可释放可释放164 m164 m3 3甲烷，是目前煤、石甲烷，是目前煤、石油、天然气总储量的油、天然气总储量的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 O3.3.什么是锰结核？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70 7

15、0 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，一层层的又锰结核，外观像土豆，切片来看，一层层的又像像葱头。这种结葱头。这种结核体往往是以贝壳、珊瑚、鱼牙、鱼骨为核心，把其它物质聚核体往往是以贝壳、珊瑚、鱼牙、鱼骨为核心，把其它物质聚集在周围。生长速度很缓慢，大约集在周围。生长速度很缓慢，大约1000 1000 年生长年生长1 1 毫米，有的毫米，有的100 100 万年才生长万年才生长4 4 毫米。锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴、钛毫米。锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等等20 20 多种元素。其经济价值很高，估计在太平洋的分布面积

16、约多种元素。其经济价值很高，估计在太平洋的分布面积约为为1800 1800 万平方公里，全世界多金属结核总储量可达万平方公里，全世界多金属结核总储量可达30 00030 000亿吨。亿吨。这样就含有炼锰钢用的锰有这样就含有炼锰钢用的锰有4000 4000 亿吨，炼不锈钢的镍有亿吨，炼不锈钢的镍有164 164 亿亿吨，炼超硬度钢的钴有吨，炼超硬度钢的钴有58 58 亿吨，用途广泛的铜有亿吨，用途广泛的铜有88 88 亿吨亿吨。 导读思考题（三）：导读思考题（三）：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

17、海洋资源？发和利用海洋资源的同时应如何保护海洋资源？海洋资源包括：海水化学资源、海底矿物资源、海洋生海洋资源包括：海水化学资源、海底矿物资源、海洋生物资源和海洋动力资源。物资源和海洋动力资源。海洋中的资源除煤、石油、天然气等化石燃料外大多可以海洋中的资源除煤、石油、天然气等化石燃料外大多可以再生。再生。为保护海洋资源，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、提高消立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除海洋污染的技术水平、禁止过度捕捞海洋生物资源等。除海洋污染的技术水平、禁止过度捕捞海洋生物资源

18、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，引入第一个在一定的压力下，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，产生的蒸汽在热交换管外冷凝而成淡水，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，温度降到相应的饱和温度。依次将浓缩海水引入以后各而留下的海水，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，使其闪急蒸发，再冷凝而得到淡水。闪蒸室的个数，闪蒸室逐级降压，使其闪急蒸发，再冷凝而得到淡水。闪蒸室的个数，称为级数，最常见的装置有称为级数，