8.1.2 海水资源的开发利用 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 课时2 海水资源的开发利用 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂导入 课堂学习 海洋约占地球表面积的71%，其中蕴含着丰富的水资源、生物资源、能源资源和化学资源。 海水资源的开发利用 海水资源具有以下特点： 广阔性，海洋约占地球表面积的71%。海水中水的储量约占地球上总水量的97%； 多样性，海水中溶解和悬浮着大量的机物和有机物。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； 分散性，许多元素的富集程度低。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。 课堂学习 海水中水的储量丰富，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途径。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等，其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，缺点是成本较高。 海水资源的开发利用 海水水资源的利用 海水淡化 提取出淡水 蒸馏法 分离出盐分 电渗析法 离子交换法 反渗透法 直接利用海水进行循环冷却 课堂学习 蒸馏：利用各成分的沸点不同，分离互溶液态混合物的物理分离方法。 海水资源的开发利用 注意事项： ①蒸馏烧瓶要垫上石棉网； ②蒸馏烧瓶内液体不超过容积的二分之一； ③加沸石或碎瓷片，防止暴沸； ④冷凝管的水流方向由下至上； ⑤温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处。 电渗析法：在电场的作用，强行将离子向电极处吸引，使电极中间部位的离子浓度大为下降，从而制得淡水的。 课堂学习 阳树脂柱： HR + Na+ = NaR + H+ 阴树脂柱： ROH + Cl- = RCl + OH- 混树脂柱：H+ + OH- = H2O 海水资源的开发利用 离子交换法：利用阳、阴离子交换树脂上的可交换的H+和OH-与水中其他的阳离子和阴离子的交换作用，将水中的离子除去而达到制备水的目的。 优点是设备简单、操作简便、出水量大、成本低；缺点是可除去水中绝大部分的盐类、碱和游离酸，但不能完全除去有机物和非电解质。 课堂学习 反渗透法：一种利用高分子膜(反渗透膜)进行物质分离的过程，可以从水中除去90%以上的溶解盐类以及99%以上的胶体。 海水资源的开发利用 直接利用海水进行循环冷却：火力发电厂和核电站用于循环冷却的循环海水。 课堂学习 除了水资源的利用之外，海水中还还能有丰富的化学资源，例如可以从海水中提取食盐、镁、溴、钾等其它的化工产品。 海水资源的开发利用 我国海水制盐具有十分悠久的历史，目前海水中制得的氯化钠除了食用之外，还可以作为用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等物质的化工原料。 海水 盐田 饱和食盐水 粗盐 NaCl 引入 风吹日晒 结晶 提纯 蒸发结晶 课堂学习 海水资源的开发利用 氯化钠的实际用途： 1. 电解饱和食盐水，可以生成氢氧化钠、氢气和氯气(氯碱工业)： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2↑ 2. 电解熔融氯化钠，制备钠和氯气： 2NaCl(熔融) = 2Na + Cl2↑ 3. 制备盐酸： H2 + Cl2 = 2HCl 4. 制漂白剂： 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O 5. 制备纯碱： NaCl + CO2 + H2O + NH3 = NH4Cl + NaHCO3↓ 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2↑ + H2O 课堂学习 海水资源的开发利用 海水中溴的含量较高，还可以用空气吹出法从海水中提溴。 每1000g海水中仅仅含1.28gMg2+，0.067gBr-，而经过摊晒分离出氯化钠的海水即苦卤(浓缩的海水)，苦卤中的离子浓度会大大提高。 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-氧化为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 蒸馏 再用Cl2将HBr氧化得到溴后蒸馏分离 课堂学习 海水资源的开发利用 你能写出氧化过程和吸收过程所涉及的离子反应方程式吗？ 氧化：2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2 吸收：SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + SO42- + 2Br- 为什么在氧化得到溴单质后，还要将其吹出还原，再氧化得到溴单质？ 第一步氧化得到的溴单质中杂质较多，因此吹出还原再氧化的过程实际是提纯的过程； 第一步得到溴单质含量较低，所以需要富集。 地球上99%的溴以Br-的形式存在于海水中，被称为“海洋元素”。溴及其化合物被广泛应用，如含溴阻燃剂、杀虫剂溴甲烷、感光剂溴化银、药物合