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

第一节 自然资源的开发利用 第八章 化学与可持续发展 第二课时 海水资源的开发利用 1 教学过程 海洋是“历史留给人类的资源储备” 海水资源 水资源 化学资源 生物资源 能源资源 一、海水资源 1.海洋约占地球表面积的71%，海水中水的储量约占地球总水量的97%。 2.海水中的化学元素  多样性 海水中含量最多的H、O两种元素,加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、C、F、B、Br、Sr等11种元素,其总含量超过99%,其他元素为微量 分散性 虽然海水中元素种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度很低 主要盐类是NaCl，其次是MgCl2、MgSO4、K2SO4等 海水资源 海水水资源的利用 海水化学资源的开发利用 海水提镁 海水提溴 海带提碘 海水制盐 二、海水水资源的利用 (1)海水淡化 (2)直接利用海水进行冷却循环 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 最先使用，技术成熟，但成本高 成本低，但未能大量生产 目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂 反渗透法 海水的淡化的方法 利用各成分的沸点不同，分离(互溶)液态混合物的分离方法。 1、蒸馏法 物理分离 直形冷凝管 蒸馏烧瓶 锥形瓶 温度计 碎瓷片或沸石（防暴沸） ：冷凝水,下口进,上口出 ：水银球位于蒸馏烧瓶支管口处 牛角管/尾接管 液体体积一般介于 容积的1/3 ~2/3 加热装置 冷凝装置 接收装置 陶土网/石棉网 有机物与杂质的沸点相差较大(一般约大于30 ℃) 海水蒸馏法各种装置 沙漠缺水自救 太阳能蒸发原理示意图 2.电渗析法 电渗析原理图 当海水进入时，在直流电场的作用下，海水中的阴、阳离子分别向两侧定向迁移，从而实现海水变淡水的过程。 电渗 析法 成本低，但未能大量生产 3.反渗透法 该法是利用只允许溶剂水分子透过、不允许溶质离子透过的半透膜，将海水与淡水分隔开。 离子交换树脂可以把阴阳离子分别交换出来，使水得到纯化。 目前正在迅速发展但需要不断更新离子交换树脂 4.离子交换法 思考：海水中化学资源开发利用过程中需要解决的关键问题是什么? 富集 海水中某些元素的总量很大，但百分含量很低, 解决的具体方法是采取某种方法进行富集。 (浓缩或富集：使用物理或化学方法，使某种元素或物质浓度提高的过程) 教学过程 二、海水中化学资源的开发利用 1、海水制盐 “盐田法”，又称“滩晒法” (1)原理： 蒸发、结晶 (2) 过程： 海水 盐田 饱和食盐水 粗盐 精盐 风吹日晒 水分蒸发 风吹日晒 水分蒸发 引入 提纯 蒸发结晶 (3)用途： 2、海水提溴 资料卡片： 溴是唯一在常温呈液态的非金属单质，易挥发，沸点58.76℃，红棕色液体，在CCl4、苯等有机溶剂中的溶解性远大于水中的溶解性。 工艺流程: 海水提溴-具体步骤 步骤 原理 浓缩 海水晒盐和海水淡化后的母液中Br-得到浓缩 氧化 吹出 利用溴的挥发性，通入热空气将溴从海水中吹出，进入吸收塔 吸收 氧化 蒸馏 富集后的Br2通过蒸馏、冷凝得到液溴 Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr 2HBr+Cl2=2HCl+Br2 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 Br2+SO2+2H2O=4H++SO42- +2Br- 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 13 有关的离子方程式： 3、海带中提取碘（I2） 实验现象： Cl2＋2I－=== I2＋2Cl－ 或H2O2＋2I－＋2H＋ = I2＋2H2O 加入H2O2溶液后，溶液颜色变为褐色； 加入淀粉溶液后，溶液又变为蓝色。 海水中碘的总储量很大，但由于其浓度很低，工业上并不直接通过海水提取碘，而是以具有富集碘能力的海藻(如海带等)为原料获取碘。 CaO＋H2O==Ca(OH)2 4、海水提取镁 (耐火材料) 海水(含NaCl、MgCl2等) 过滤 贝壳(CaCO3) 高温煅烧 CaO 石灰乳 Mg(OH)2 MgCl2溶液 HCl溶液 △ MgO 蒸发浓缩 冷却结晶 MgCl2·6H2O晶体 在HCl气流中加热脱水 MgCl2 熔融电解 Mg Cl2 (1)制备Ca(OH)2： (2)沉淀Mg2+： (3)制备MgCl2： (4)MgCl2·6H2O晶体脱水： (5)制备Mg： MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O MgCl2·6H2O === MgCl2 + 6H2O HCl △ 石灰乳原料丰富，成本低 镁及其合金是一种用途很广的金属材料。大量的镁是从海水中提取的，其中的主要步骤如下: 4、海水提取镁 教材P106 练习与应用6 (1)为了使MgSO4转化为Mg(OH).试剂①可以选用 ，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应_______ (2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH),沉淀的方法是_________ (3)试剂②可以选用___________ (4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为_________ 石灰乳/Ca(OH)2 过量 过滤 盐酸 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 电解 1、铀：元素符号U，最重要的核燃料。 三、海水新型能源的开发利用 2、重水：分子式D2O，原子能工业中用作减速剂，也是制取重氢的原料。 3、潮汐能、波浪能 $$