8.1.2海水资源的开发利用课件高一下学期化学人教版

第一节自然资源的开发利用第2课时第八章化学与可持续发展2海水制盐1海水淡化3本节重难点海水提溴4本节重难点海水制镁地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。你知道海洋中有哪些资源吗？海水中的化学元素由于与岩石、大气和生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的O、H两种元素，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他元素为微量。虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。例如，海水中金元素的总储量约为5×106t，而1t海水中金元素的含量仅为4×10-6g。海洋还是一个远未充分开发的巨大化学资源宝库。总量巨大但浓度极低，要耗费大量能源和时间进行富集、分离和提纯海水中水的储量约为1.3×1018t，约占地球上总水量的97％。地球上的水资源很丰富，但可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0.3%，且在时间和空间上分布不均衡。淡水资源的短缺势必会制约社会的发展，那么，采用什么方法可以解决淡水危机呢？海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。海水中最多的物质海水淡化-蒸馏法蒸馏是根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。通过蒸馏的方法可得到净化程度较高的水。一、海水淡化蒸馏法示意图原理：蒸馏是根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。通过蒸馏的方法可得到净化程度较高的水。同时蒸馏法也可分离沸点相差较大的液体混合物，也可除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。(直形冷凝管)(蒸馏烧瓶)(锥形瓶)(加入碎瓷片的目的：防止液体暴沸)蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，成本较高①冷凝水下进上出温度计的水银球位于蒸馏烧瓶支管口出牛角管【思考】（1）为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反？为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触，带走尽可能多的热量。（2）为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线对于蒸馏来说，只有精确控制蒸馏的温度才能达到分离提纯的目的，而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏变为气体某组分的温度，故温度计水银球顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线一、海水淡化②电渗析法示意图原理：在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。示意图原理：利用孔径比1nm还小的半透膜滤去盐分来制取淡水。利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。一、海水淡化③反渗透法一、海水淡化

④

离子交换法示意图

原理：利用离子交换树脂的活性基团与盐水中的阳离子和阴离子进行交换，除去海水中盐分制取淡水的方法，也就是说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了。典例1.海水淡化可使用蒸馏法。如图所示为以自来水为原料制取蒸馏水的实验装置,请回答下列问题。(1)图中的两处明显错误①

;②

。

(2)仪器A的名称是

,仪器B的名称是

。(3)实验时A中除加入自来水外,为防止液体暴沸还需加入少量

。

温度计的水银球插入液体中冷却水进出口方向反了蒸馏烧瓶碎瓷片(或沸石)直形冷凝管二、直接利用海水进行循环冷却服务于火电厂、核电厂的循环冷却结论：海中含有的盐主要是

________________海水中水的储量约为1.3×1018t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。三、海水中的物质提取含量最多的非金属离子含量前两位的金属离子NaCl、MgCl21、海水制盐目前，从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)，这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法。盐田盐田法提取食盐的过程先将海水(或海边地下卤水)引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，导入结晶池，再晒就会逐渐析出食盐来。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液(也称“苦卤”)。“盐田法”提取食盐的工艺流程海水蒸发池结晶池粗盐母液1、海水制盐氯化钠的应用氯碱工业制钠和氯气制盐酸制漂白剂(84)2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑电解2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑电解H2＋Cl22HCl点燃从海水中制得的氯化钠除了供食用，还作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。工艺流程通常将

加入海水或卤水中，沉淀出

，该物质再与

反应生成

，电解

状态的

，就能制得金属镁。石灰乳氢氧化镁盐酸氯化镁氯化镁熔融上述转化过程中发生的化学反应主要有：MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2OMgCl2(熔融)Mg+Cl2↑通电石灰乳盐酸脱水海水或卤水氢氧化镁MgCl2溶液MgCl2•6H2OMgCl2Mg(OH)2

MgCl2

Mg镁电解

Mg2、海水提镁2、海水提镁2、海水提镁海水中本来就有氯化镁，为什么不直接通电？而是要经过“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”这样的过程来获取MgCl2呢？所加盐酸是否要过量？目的是什么？如果过量，如何除去？要过量，目的是保证Mg(OH)2完全反应，过量的稀盐酸加热蒸发即可除去。问题1除去其它杂质，将MgCl2富集起来。问题2问题3为什么不用NaOH代替Ca(OH)2，怎样得到Ca(OH)2？你能用流程图表示吗？NaOH价格贵，Ca(OH)2价格便宜且容易得到。工业上可以利用高温煅烧贝壳得到所需要的Ca(OH)2。贝壳(含CaCO3)CaO流程图：高温煅烧水石灰乳请同学们回顾所学内容，回答下列问题：飞机导弹火箭人们提取海水中的化学元素，来制备有多种用途的物质。如广泛用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁，就是利用从海水中提取的镁盐制取的。因此镁也被称为“国防金属”。溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。

溴是海洋元素，地球上99%的溴元素分布在海洋中，以Br-的形式存在。海水中的溴元素含量约为67mg/L。CF2ClBr二氟一氯一溴甲烷思考：如何从海水中提取溴？3、海水提溴3、海水提溴工艺流程海水浓缩海水(Cl-)吸收塔用SO2吸收浓缩海水(Cl-、Br2)Br-SO42-浓缩酸化通入Cl2(氧化)通入热空气或水蒸气(吹出)反应后富集溴通入Cl2(提取)Br2Cl-蒸馏分离溴单质海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr向经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将Br-氧化为Br2利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收Cl2+2Br-=2Cl-+Br23、海水提溴1.从淡化海水中提取溴的流程如下：下列有关说法不正确的是（）A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液B.步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2C.工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏C4、海水提碘增强H2O2的氧化性；抑制I2与水反应。注意事项：1.海带不能水洗，以免洗去其中的

I元素。2.海带可提前用酒精润湿以充分灼烧。(1)海带中提碘①工艺流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。②主要的化学反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。请同学们回顾所学内容，判断正误：问题1海洋约占地球表面积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约(

)海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低(

)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素(

)可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气(

)除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了(

)问题2问题3问题4问题51.在海水资源的综合利用中，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A.溴、碘单质 B.钠、镁单质C.食盐、淡水 D.烧碱、纯碱C2.我国历来十分重视海水资源的综合利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化C.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质D.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备MgD3.海水中溴元素以Br－形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示：(1)步骤①反应的离子方程式是________________________。(2)步骤③反应的化学方程式是_______________________________。(3)从理论上考虑，下列物质也能充分吸收Br2的是_____(填字母)。A.NaOH B.FeCl2 C.Na2SO3 D.H2O2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBrABC(4)步骤⑤蒸馏过程中，温度应控制在80～90℃。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则_________________________。溴不能完全蒸出，产率低4.海洋又被称为绿色宝库，下列关于海洋的说法正确的是（）A．海洋约占地球表面积的71% B．海水中元素仅为有限的十几种C．蒸馏是海水淡化的唯一方法 D．海水因有腐蚀性而不能冷却循环使用5.下列说法不正确的是（）A．海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库B．海水中金元素的储存量很大，但它的富集程度却很低C．从海水中可以提取铀和重水等核原料D．海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值6.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下，下列说法不正确的是（）A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2溶液得到金属MgC．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应7.从海带中提取碘单质，相关实验步骤如下：①灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；②在滤液中滴加稀H2SO4及适当的氧化剂，然后加入几滴某溶液；③用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；④海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。（1）合理的步骤顺序是：________________（将步骤的序号填入空格内）。（2）适当的氧化剂是：_________