海水资源的开发和利用 详细版课件

1、第四章 化学与自然资源的开发利用主讲：彭卷辉 海洋是美丽的,也是富饶的 从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中。 是“历史留给人类的资源储备”海水资源的开发和利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源 一、海洋资源概况1、海洋生物资源 在生物资源方面，海洋中存活着20多万种生物。1、海洋生物资源 海洋的触及生产力每年为6000亿吨，其中可供人类利用的鱼类、贝类、虾类、藻类等，每年为6亿吨。1、海洋生物资源 现在全世界的捕捞量仅为9000万吨左右，目前海洋产品提供的蛋白质约占人类食用蛋白质的22%。在不破坏生态平衡的前提下，海洋每年可以产出的水产品足够300亿人食用，海洋

2、向人类提供食物的能力等于全球所有耕地提供农产品的1000倍。2、海洋能源我国东海的油气资源开发（春晓气田）日本对我国东海资源的争夺2、海洋能源日本侦察机窥视我国春晓气田的照片2、海洋能源我国南海油气资源我国南海被挤占情况2、海洋能源美国公司在我国南海侵吞油气资源3、海洋矿产3、海洋矿产种 类 具 体 内 容 海洋化学资源 已发现有80多种。已开发的：食盐、镁、溴、淡水等。利用海水 海洋生物资源 20万种生物：鱼、虾、贝、藻等组成 海底矿产资源 大陆架浅海：石油、天然气、煤、硫、磷等；近岸带滨海砂矿中：砂、贝壳等建筑材料和金属矿产；海盆中：深海锰结核未来可利用的潜力最大的金属矿产资源。 海洋能源

3、 潮汐发电、波浪发电 二、海水资源概况 海水中的水1.3X109 亿吨占地球总水量97% （3%在陆地、淡水）海水中除了水以外，还含有80多种元素，有的含量很大（如NaCl ）有的含量很少（如Au）1、海水的水资源 海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年。2、海水化学资源 含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为“元素的故乡”。海水资源的广泛性：海洋约占地球表面积71%海洋中的资源 ：动物:（鱼类、海狮、海马、贝类）植物:（海草、海带）矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2 海底 金属结核矿、石油、天然气）水 : （水资源及各种溶

4、解的盐类）海水资源的多样性： 海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物。按含量计：含O、H及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共13种元素的质量占总水量的99%，其余1%为70多种含量微少的元素。海水资源的分散性： 海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管量很大但由于太分散 ，含量极微少如：海水中金元素总含量约为50000000t（5千万吨）但一吨海水中只含金元素百万分之0.000004克（10亿分之四克）三、海水资源的开发利用1、海水水资源的利用 1）、海水的淡化 （咸水 淡水）， 直接利用海水进行循环冷却 （作冷却用水）2）、波浪、潮汐发电1）、海水的淡化：A、海水淡化的途径: 从海水中提取

5、淡水 从海水中分离出盐B、海水淡化的方法: 蒸 馏 法（最先使用，技术成熟，但成本高） 电渗析法（成本低，但未能大量生产） 离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断 更新离子交换树脂）蒸馏法所用的装置及原理原理：加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸 气，再冷凝得淡水。注意：图4-3海水蒸馏原理示意图进冷却水出图4-4太阳能蒸发原理示意图2）、潮汐、波浪发电潮汐发电示意图波浪发电示意图2、海水化学资源的开发利用1）、海水制盐 生产NaCl NaCl的水溶液制NaOH 制金属Na 制Na2CO32NaCl + 2H2O 电解 H2 + Cl2 + 2NaOH 2NaCl（熔融）电解 2Na + Cl22

6、 NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O 煮海为盐海水浓缩过滤HCl溶液，适量蒸发结晶NaOH溶液、 BaCl2溶液、 Na2CO3溶液过量食盐的提取海水制盐过程海水蒸发粗盐 水、重结晶 精盐母液 Mg(OH)2盐酸、浓缩 MgCl2 H2O 脱水 MgCl2 电解 Mg MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2 Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O 石灰乳 水 CaO 煅烧 贝壳 MgCl2 通电 Mg + Cl2 2）、从海水中制金属镁3）、从海水中提取溴 从海水中提取溴有关的化学方程式 2 NaBr + Cl2 =2 NaCl +

7、Br2 Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2海水中提取溴的实验实验方法：（A）用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的 海水酸化。（B）向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴 离子转化为溴单质。（C）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸 气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的 吸收塔内。（D）向吸收塔中溶液内通入适量的氯气。（E）用CCl4萃取吸收塔中溶液里的溴单质。海水综合利用的重要方向 海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品

8、。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。1.下列哪种方法不能实现海水的淡化（ ） A蒸馏法 B电渗析法 C离子交换法 D电解法2.用铝热剂冶炼金属，是利用了铝的（ ）（1）具有还原性 （2）即能与酸反应又能与碱反应 （3）具有导电性 （4）被氧化过程放出大量热 A（1） B（1）（3）（4） C（1）（4） D（1）（2）（3）（4） D C课堂练习3.通入氯气，把海水中的溴化物氧化成单质溴，该反应的离子方程式为：4.把生成的溴从溶液中吹出，用纯碱（Na2CO3）溶液吸收（生成NaBr、NaBrO3、CO2），这一过程的化学方程式为 Cl