海水淡化选修

海水淡化选修第1页，共20页，2023年，2月20日，星期一地球是个蓝色的星球，表面积约3/4被海水所覆盖。海水占地球总水量的97%以上，可是它含盐量高，20度时的密度达到1.0243g/cm-3，不适合人类饮用，也不适合作为工农业生产用水。第2页，共20页，2023年，2月20日，星期一从20世纪50年代以来，随着工农业的发展和城市人口的增长，淡水供应逐渐紧张，造成有些城市或地区严重缺水。但海水是一种不可忽略的潜在水源，因此海水淡化的技术，成为开发新水源的重要途径之一。第3页，共20页，2023年，2月20日，星期一资料早在15世纪，航海部门就曾以简易的蒸馏装置来解决海船在长期航行中的淡水供应问题。第二次世界大战期间，出于战争的需要，用蒸馏法淡化海水的技术有较大的发展，已用于供应战舰和岛屿的淡水。据1980年统计，全世界淡化装置的每天总造水量为727.5万立方米，其中75.9％是蒸馏法生产的，其余大部分用膜法（电渗析法和反渗透法）。第4页，共20页，2023年，2月20日，星期一海水淡化方法1、原理：利用液体沸点不同加热液体，使不同组分在不同温度沸腾汽化，再将蒸汽冷凝收集在容器中。2、减压蒸馏的原理：利用压强降低，液体的沸点也降低3、蒸馏法优点：设备相对简单、技术比较成熟淡水质量好缺点：能耗大一、蒸馏法第5页，共20页，2023年，2月20日，星期一1、原理：在外加直流电场的作用下，处于中间位置海水槽里的阴离子、阳离子分别透过阴离子交换膜、阳离子交换膜迁移到阳极区、阴极区，中间水槽里的水含盐量就降低了。2、特点：消耗的电能大，但其成本只有蒸馏法的1/4。3、离子交换膜：用离子交换树脂制成的薄膜，也称电渗析膜。有阴、阳离子交换膜之分，阴离子只能通过阴离子交换膜，阳离子只能通过阳离子交换膜。海水淡化方法二、电渗析法第6页，共20页，2023年，2月20日，星期一第7页，共20页，2023年，2月20日，星期一电渗析器第8页，共20页，2023年，2月20日，星期一水质标准饮用水锅炉用水电子工业高纯水PH6.0~8.5>76.8~7.2硬度300mg/L<1.75mmol/L铁0.2mg/L<1μg/L铜1.0mg/L<0.5μg/L铝0.2mg/L钠<0.5μg/L镁<0.2μg/L第9页，共20页，2023年，2月20日，星期一如何从海水中提取氯化镁，请简要说明，用方程式表示氯化镁和得到过程思考:第10页，共20页，2023年，2月20日，星期一海水的综合利用可以制备金属镁，其流和如下图所示：若在空气中加热MgCl2•6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式 用电解法制取金属镁时，需要无水氧化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 第11页，共20页，2023年，2月20日，星期一海水淡化方法三、反渗透法1、渗透压：浓度较小的溶液中的水分会通过半透膜渗透到浓度较大的溶液中，使原来浓度较大的一侧溶液液面升高，当液面升高产生的压力达到一定数值时能阻止水的继续渗透，这个压力称为渗透压。反渗透法第12页，共20页，2023年，2月20日，星期一海水淡化方法三、反渗透法1、渗透压：浓度较小的溶液中的水分会通过半透膜渗透到浓度较大的溶液中，使原来浓度较大的一侧溶液液面升高，当液面升高产生的压力达到一定数值时能阻止水的继续渗透，这个压力称为渗透压。2、反渗透法的原理：如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定的压力，可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透，使浓溶液浓度增大，得到淡水。3、特点:节能,可以大量、快速地生产淡水。第13页，共20页，2023年，2月20日，星期一海水淡化方法四、冷冻法1、原理：把冷海水喷入真空室，部分海水蒸发吸热使其余海水冷却形成冰晶。固体冰晶中的杂质要比原溶液中少得多。将得到的冰晶用适量的淡水淋洗、熔化，就得到淡水。2、特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化技术要消耗大量的能量。第14页，共20页，2023年，2月20日，星期一第15页，共20页，2023年，2月20日，星期一第16页，共20页，2023年，2月20日，星期一练习:从海水中提取物质的方法

海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。例如：

（1）从海水中提取溴的主要工艺流程

①用

法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。

②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：

③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，方程式为：;

④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气反应的方程式为;

⑤用

萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

（2）进行从海带中提取碘实验的反应原理及应注意的问题

①反应原理：海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是为：蒸馏四氯化碳（或苯）2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O第17页，共20页，2023年，2月20日，星期一实验室时将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：

溶解时：

过滤时：

蒸