8.1.2海水资源的开发和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课时海水资源的开发和利用第八章

化学与可持续发展

(1)广阔性(2)多样性由于与岩石、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，按含量计，H2O中的H、O两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11种元素超过总量的99%。(3)分散性虽然海水中元素种类多，总储量大，但许多元素的富集程度却很低海水资源的特点海水资源新型能源化学资源水资源(1)从海水提取铀和重水，用于核能开发。(2)开发潮汐能、波浪能等新型能源。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。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1.海水水资源的开发利用(1)利用途径：海水的淡化直接利用海水进行循环冷却(2)海水淡化：①提取淡水：②从海水中把盐分离出去电渗析法离子交换法蒸馏法反渗透法历史最久、工业成熟、成本较高(3)海水的蒸馏①主要仪器：A_______，B_________，C_______。②冷却水的流向：___口进，___口出。③B中加入碎瓷片的目的是_____________。冷凝管蒸馏烧瓶锥形瓶ab防止液体暴沸海水淡化-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。海水淡化-反渗透法原理：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。示意图海水淡化-离子交换法原理：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。示意图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”)。海水蒸发池结晶池粗盐母液1、海水制盐目前，从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”，这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法。海水引入盐田风吹日晒饱和食盐水粗盐提纯NaCl可溶性杂质：Ca2+、Mg2+、SO42-过滤除去泥沙BaCl2除杂试剂：Na2CO3NaOH先加BaCl2，后加Na2CO3先过滤后再加稀盐酸蒸发结晶①氯碱工业：电解饱和食盐水，可生产氢氧化钠、氢气和氯气。化学反应方程式：____________________________________。a.制盐酸：。b.制漂白剂(84消毒液)：_________________________________。②制钠和氯气：__________________________。③制纯碱：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓；

____________________________________。2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O2NaHCO3(2)海水制盐从海水中制得的氯化钠，可以食用，同时也是生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等的化工原料。氯碱工业产品2、“吹出法”海水提溴③热空气吹出海水浓缩海水(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)通入Cl2(提取)Br2、Cl-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-+Br2基本操作：浓缩海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩氧化向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化成Br2吹出利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气吸收吹出的溴蒸气用SO2吸收氧化向吸收塔反应后溶液中通适量Cl2，再次将Br-氧化分离富集后的Br2通过蒸馏得到液溴②氧化、吸收环节主要离子方程式：______________________、________________________________。2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－思考1：通入二氧化硫将溴单质还原后再通入氯气生成溴单质，是不是多此一举？将溴浓缩（富集溴元素），提高Br2的提取率思考3：为什么要酸化？思考2:为何选择氧化剂氯气来氧化Br-？①氯气的氧化性大于溴②氯气的成本③生成物对环境无污染抑制氯气或溴单质与海水反应，并且只能用稀硫酸海带海带灰浸泡过滤灼烧残渣含I-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有机溶液萃取分液2H++2I-+H2O2==I2+2H2O氧化(4)海带提碘蒸馏I2注意事项：1.海带不能水洗，以免洗去其中的碘元素。2.海带可提前用酒精润湿以充分灼烧。3、海水提镁涉及反应建立方法模型——自然界提取物质的一般工业流程和思维方法工业原料中间产物1中间产物2目标产品富集转化①酸碱性②氧化性①除去杂质②提纯产物分离提纯任务核心问题原料产品如何分离出产品？物料是否能够循环使用？原料预处理物质转化产品分离如何选取原料？如何处理原料？1、从资源、成本角度考虑；2、从反应速率、提高效率角度。1、从元素价态的角度分析是否需要选取氧化剂或还原剂？2、从成本、环保的角度选取最合适的试剂。根据目标产物的性质及含量，选取合适的分离提纯方法。如何控制反应条件？如何选取氧化剂？还原剂？知识、方法1.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MgD2.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图如右所示：(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)步骤②中，用热空气将Br2吹出，利用溴的性质为_______，从步骤②到步骤④的目的是__________________________。2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr易挥发将溴浓缩，提高Br2的提取率(4)从理论上考虑，下列物