必修二4-1-2海水资源的开发和利用课件

第2课时海水资源的开发利用

三维目标第2课时海水资源的开发利用

思维激活

海洋，这个生命的摇篮，它是一个取之不尽的大宝藏，也将是生命的乐园。那么我们怎么去开发海洋资源呢？如何将海洋资源进行可持续的开发和利用呢？思维激活

自学导引

一、海水中水资源的利用

海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97%。海水中水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。

上图是实验室模拟蒸馏法淡化海水的装置图，该装置中所用的玻璃仪器有酒精灯、圆底烧瓶、冷凝管、牛角管(或接液管、接受器)、锥形瓶。在冷凝管中通入冷却水一般是从下口进水、上口出水。自学导引

二、海水淡化

1．途径：通过从海水中提取淡水或把海水中的盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。

2．方法：海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法淡化海水的历史最久，技术和工艺比较成熟，但成本较高。

3．方向：海水淡化与化工生产、能源技术相结合，成为海水综合利用的重要方向。

思考题1

水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是(

)

A．蒸馏法是海水淡化的方法之一

B．淡水的密度小于海水的密度

C．融化的雪水中矿物质含量比深井水少

D．蒸馏法是化学变化

答案

D二、海水淡化

三、海水化学资源的开发

1．海水化学资源的特点

(1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，按含量计，海水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素的含量超过海水总量的99%，其他为微量元素，总计有80多种元素。

(2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的浓度(或富集程度)却很低。

2．从海水中获得的产品及其用途

(1)食盐：除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。

(2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。三、海水化学资源的开发

(3)铀和重水是核能开发中的重要原料，它们的提取对一个国家来说具有战略意义。

(4)海洋药物。

(5)海洋中的新型能源：潮汐能、波浪能。

思考题2

环境与可持续发展是现在国际的主题，合理利用海水是可持续发展的一个任务。下列对海水利用的认识错误的是(

)

A．海水中有大量人类需要的物质，人类可以无限制地开发利用海水中的物质，以满足资源短缺的问题

B．海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发

C．可以用太阳能电解海水以获取氢能源

D．人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡

答案

A(3)铀和重水是核能开发中的重要原料，它们的提取对一个国

名师解惑

一、海水化学资源的综合利用

1．以海水中NaCl为原料的相关化工产品主要流程：名师解惑有关反应的化学方程式：

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

4Na＋TiCl4(熔融)＝4NaCl＋Ti

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑有关反应的化学方程式：

2．海水中镁的提取主要流程：有关反应的化学方程式：

MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

Mg(OH)2MgO＋H2O

Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2．海水中镁的提取

3．海水中溴的提取主要流程：

有关反应的化学方程式：

Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2

Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br23．海水中溴的提取

4．海带中碘的提取主要流程：

有关反应的离子方程式：

Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O4．海带中碘的提取

二、蒸馏问题蒸馏适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物，如酒精与水的分离、海水淡化等。

1．主要仪器：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶。

2．装置图(如下图)。二、蒸馏问题

3．注意事项：

(1)蒸馏烧瓶须垫石棉网加热或水浴加热(防止温度过高且能使溶液受热均匀)。

(2)蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的。

(3)须向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。

(4)温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处。

(5)若馏分在冷凝管里用自来水冷却，则自来水要从冷凝管的下口进、上口出。3．注意事项：

典例导析

知识点1：海水资源的开发与应用

例1

海水占地球总储水量的97.2%，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。

(1)海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表的第________周期。

(2)工业上利用电解饱和食盐水的方法，可制得重要的化工产品。反应的化学方程式为食盐＋H2ONaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，该反应中食盐的化学式是________。利用电解所得的气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需消耗食盐______t。(可能用到的相对原子质量：H1

O16

Na23

Cl35.5)典例导析

(3)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫的废气并回收二氧化硫的方法。该方法的流程如下：

请写出反应②、④的化学方程式：_______________________、_______________________。(3)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环

解析

(1)氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期表的第三周期。

(2)食盐的化学式即NaCl，要制36.5%的浓盐酸1000t，所消耗的食盐应为×58.5g·mol－1＝585t。

(3)由图示给出的反应物和生成物，不难写出反应②的化学方程式为NaOH＋SO2＝NaHSO3，反应④的化学方程式为NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑。

答案

(1)三

(2)NaCl；585

(3)NaOH＋SO2＝NaHSO3；NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑解析(1)氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期表的

跟踪练习1

我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务。下图所示是海水综合利用的一个方面：

根据上述流程图，回答下列问题：

(1)写出①②两步加入的试剂和有关反应的离子方程式：_________________________、________________________。

(2)写出③④⑤的化学方程式：_________________________、________________________、______________________________________。跟踪练习1我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当

答案

(1)①步的试剂是石灰乳：

Mg2＋＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2＋；

②步的试剂是氯气：

2Br－＋Cl2＝

2Cl－＋Br2

(2)③Mg(OH)2＋2HCl＝

MgCl2＋2H2O

④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

⑤2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑答案(1)①步的试剂是石灰乳：

知识点2：海带中碘单质提取实验的考查

例2

海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：知识点2：海带中碘单质提取实验的考查

请填写下列空白：

(1)步骤①中灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是______________。

(2)步骤③的实验操作名称是______________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是______________。

(3)步骤④反应的离子方程式是________________________________________________。

(4)步骤⑤中，某同学选择用苯来提取碘的理由是____________________________。

(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：_________________________________________________________________________________________。请填写下列空白：

解析

(1)灼烧需要较高的温度，故应选用的仪器为坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯和三脚架。

(2)要从海带灰悬浊液中将I－提取出来，采用过滤的方法即可。因苯的沸点低，可将含碘苯溶液进行蒸馏，将苯除去后从而得到单质碘。

(3)I－与H2O2在酸性条件下的反应，可由氧化还原反应规律，再结合电荷守恒来书写。

(4)选用萃取剂必须满足的条件是：①溶质在萃取剂中的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多；②萃取剂与原溶剂互不相溶；③萃取剂与溶质、原溶剂不发生反应。

(5)单质碘的检验是根据其与淀粉作用呈蓝色的特征反应进行的。

答案

(1)坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯

(2)过滤；蒸馏

(3)2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O

(4)苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大

(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘)解析(1)灼烧需要较高的温度，故应选用的仪器为坩埚、坩

跟踪练习2海带中含有丰富的碘元素，某化学研究性学习小组用如下流程从海水中提取碘：

(1)若操作①为通入适量的Cl2，则发生反应的离子方程式为________________________。

(2)操作②的名称是____________，所用的玻璃仪器有________________________，可以选用的有机溶剂是____________(填一种)。

答案(1)2I－＋Cl2＝I2＋2Cl－

(2)萃取、分液；分液漏斗、烧杯；苯(或四氯化碳等，其他合理答案均可)跟踪练习2海带中含有丰富的碘元素，某化学研究性学习小组第2课时海水资源的开发利用

三维目标第2课时海水资源的开发利用

思维激活

海洋，这个生命的摇篮，它是一个取之不尽的大宝藏，也将是生命的乐园。那么我们怎么去开发海洋资源呢？如何将海洋资源进行可持续的开发和利用呢？思维激活

自学导引

一、海水中水资源的利用

海水中水的储量约为1.3×109亿吨，约占全球总水量的97%。海水中水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。

上图是实验室模拟蒸馏法淡化海水的装置图，该装置中所用的玻璃仪器有酒精灯、圆底烧瓶、冷凝管、牛角管(或接液管、接受器)、锥形瓶。在冷凝管中通入冷却水一般是从下口进水、上口出水。自学导引

二、海水淡化

1．途径：通过从海水中提取淡水或把海水中的盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。

2．方法：海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中蒸馏法淡化海水的历史最久，技术和工艺比较成熟，但成本较高。

3．方向：海水淡化与化工生产、能源技术相结合，成为海水综合利用的重要方向。

思考题1

水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是(

)

A．蒸馏法是海水淡化的方法之一

B．淡水的密度小于海水的密度

C．融化的雪水中矿物质含量比深井水少

D．蒸馏法是化学变化

答案

D二、海水淡化

三、海水化学资源的开发

1．海水化学资源的特点

(1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，按含量计，海水中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素的含量超过海水总量的99%，其他为微量元素，总计有80多种元素。

(2)分散性：虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的浓度(或富集程度)却很低。

2．从海水中获得的产品及其用途

(1)食盐：除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。

(2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。三、海水化学资源的开发

(3)铀和重水是核能开发中的重要原料，它们的提取对一个国家来说具有战略意义。

(4)海洋药物。

(5)海洋中的新型能源：潮汐能、波浪能。

思考题2

环境与可持续发展是现在国际的主题，合理利用海水是可持续发展的一个任务。下列对海水利用的认识错误的是(

)

A．海水中有大量人类需要的物质，人类可以无限制地开发利用海水中的物质，以满足资源短缺的问题

B．海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发

C．可以用太阳能电解海水以获取氢能源

D．人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡

答案

A(3)铀和重水是核能开发中的重要原料，它们的提取对一个国

名师解惑

一、海水化学资源的综合利用

1．以海水中NaCl为原料的相关化工产品主要流程：名师解惑有关反应的化学方程式：

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

4Na＋TiCl4(熔融)＝4NaCl＋Ti

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑有关反应的化学方程式：

2．海水中镁的提取主要流程：有关反应的化学方程式：

MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

Mg(OH)2MgO＋H2O

Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2．海水中镁的提取

3．海水中溴的提取主要流程：

有关反应的化学方程式：

Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2

Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br23．海水中溴的提取

4．海带中碘的提取主要流程：

有关反应的离子方程式：

Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O4．海带中碘的提取

二、蒸馏问题蒸馏适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物，如酒精与水的分离、海水淡化等。

1．主要仪器：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶。

2．装置图(如下图)。二、蒸馏问题

3．注意事项：

(1)蒸馏烧瓶须垫石棉网加热或水浴加热(防止温度过高且能使溶液受热均匀)。

(2)蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的。

(3)须向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。

(4)温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处。

(5)若馏分在冷凝管里用自来水冷却，则自来水要从冷凝管的下口进、上口出。3．注意事项：

典例导析

知识点1：海水资源的开发与应用

例1

海水占地球总储水量的97.2%，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。

(1)海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表的第________周期。

(2)工业上利用电解饱和食盐水的方法，可制得重要的化工产品。反应的化学方程式为食盐＋H2ONaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，该反应中食盐的化学式是________。利用电解所得的气体制36.5%的浓盐酸1000t，最少需消耗食盐______t。(可能用到的相对原子质量：H1

O16

Na23

Cl35.5)典例导析

(3)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫的废气并回收二氧化硫的方法。该方法的流程如下：

请写出反应②、④的化学方程式：_______________________、_______________________。(3)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环

解析

(1)氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期表的第三周期。

(2)食盐的化学式即NaCl，要制36.5%的浓盐酸1000t，所消耗的食盐应为×58.5g·mol－1＝585t。

(3)由图示给出的反应物和生成物，不难写出反应②的化学方程式为NaOH＋SO2＝NaHSO3，反应④的化学方程式为NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑。

答案

(1)三

(2)NaCl；585

(3)NaOH＋SO2＝NaHSO3；NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑解析(1)氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期表的

跟踪练习1

我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务。下图所示是海水综合利用的一个方面：

根据上述流程图，回答下列问题：

(1)写出①②两步加入的试剂和有关反应的离子方程式：_________________________、________________________。

(2)写出③④⑤的化学方程式：_________________________、________________________、______________________________________。跟踪练习1我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当

答案

(1)①步的试剂是石灰乳：

Mg2＋＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2＋；

②步的试剂是氯气：

2Br－＋Cl2＝

2Cl－＋Br2

(2)③Mg(OH)2＋2HCl＝

MgCl2＋2H2O

④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

⑤2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑答案(1)①步的试剂是石灰乳：

知识点2：海带中碘单质提取实验的考查

例2

海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：知识点2：海带中碘单质提取实验的考查

请填写下列空白：

(1)步骤①中灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是______________。

(2)步骤③的实验操作名称是______________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是______________。

(3)步骤④反应的