内容正文:
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第三单元 海水中的化学
第1节 海洋化学资源
情 境 导 入
第1节 海洋化学资源
你见过大海吗?
在你心中大海是什么样子?
你尝过苦涩难咽的海水吗?
你知道海水为什么苦涩难咽吗?
你知道海水能为人类提供哪些有用的物质(资源)吗?
情 境 导 入
新 课 探 究
第1节 海洋化学资源
学习目标
1.了解海水及海底蕴含的主要物质
2.知道淡化海水常用的方法
3.认识合理进行海洋开发、保护海洋环境的重要性
4.知道海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源和生物资源
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情境导入
课堂小结
海洋资源的分类:
海底矿产资源: (蕴藏着大量的煤、
石油、天然气)
海洋生物资源: (20多万种生物)
海洋动力资源: (潮汐,波浪蕴藏着
巨大的能量)
海洋空间资源: (拥有辽阔空间,建
造人工岛)
海洋旅游资源
海洋化学资源: (80多种元素)
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情境导入
课堂小结
海洋是聚宝盆——海洋生物资源
天然的蛋白质仓库
大黄鱼
带鱼
墨鱼
对虾
梭子蟹
石斑鱼
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情境导入
课堂小结
石花菜
海带
紫菜
脊尾白虾
花蟹
少女鱼
狐篮子鱼
PART 1
海水中的物质
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课堂小结
海洋有丰富的化学资源
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情境导入
课堂小结
海洋化学资源——海水中的物质
我会总结:
①海水中含量最多的物质是______
②含量最多的阳离子为______;含量最多的酸根离子为 ______
③海水含有最多的盐:________;海水中最多的元素: _____
H2O
Na+
Cl-
NaCl
O
全球海水含有的盐类总质量约为5亿亿吨,把这些盐平铺在陆地上,其厚度可达150m,有几十层楼房高
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课堂小结
人类提取海水中的化学元素来制备有多种用途的物质。
食盐
氯化钾
镁
镁
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情境导入
课堂小结
金属镁广泛应用于火箭、
导弹和飞机制造业。
镁条和镁粉用于制造闪光灯、照明弹、焰火。
国防金属
镁
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情境导入
课堂小结
海水制镁
海水或卤水
石灰乳
过滤
氢氧化镁
盐酸
氯化镁
通电
镁
Mg(OH)2↓
蒸发
MgCl2
Mg
(1) MgCl2+ Ca(OH)2 ==== Mg(OH)2↓+ CaCl2
(2) Mg(OH)2+ 2HCl ====MgCl2+ 2H2O
(3) MgCl2 ==== Mg + Cl2↑
通电
复分解反应
分解反应
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课堂小结
思考:
1.海水中本身就有MgCl2,为什么还要通过此流程提取MgCl2 ?
2.为了得到更多的镁,应尽可能多地让Mg2+富集于Mg(OH)2中,如何证明Mg2+已全部反应?
3.MgCl2还可以和NaOH反应生成Mg(OH)2,这里将石灰乳换成NaOH,好不好?
使氯化镁富集,除去其中的氯化钠等杂质。
加石灰水,无白色沉淀产生。
石灰乳廉价易得,成本低。
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课堂小结
4、电解氯化镁制得金属镁,电解的是氯化镁溶液吗?
不是,电解的是熔融状态的氯化镁。
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课堂小结
海水提取镁的工艺流程图
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课堂小结
贝壳(CaCO3)
煅烧
①
+H2O
②
石灰乳[Ca(OH)2]
Mg(OH)2↓(白色)
稀盐酸 ;蒸发结晶
④
MgCl2·6H2O
△
⑤
电解
⑥
Mg
③
+海水
(Mg2+等)
① CaCO3====CaO+CO2↑
高温
② CaO+H2O====Ca(OH)2
③ Ca(OH)2+MgCl2====Mg(OH)2↓+CaCl2
④ Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O 蒸发结晶得 MgCl2·6H2O
⑤ MgCl2·6H2O====MgCl2+6H2O
△
⑥ MgCl2====Mg+Cl2↑
通电
熔融
石灰(CaO)
MgCl2
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课堂小结
海水变肥料
钾元素含量在海水中占第六位,共有600万亿吨。氯化钾是从海水中提取的重要肥料。从海水中提取的钾主要用来制造钾肥。
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课堂小结
海水提溴
茫茫大海是化学元素溴的“故乡”,地球上99%以上的溴都在海水中,海水中溴含量约为65毫克/升,总量达100万亿吨。
我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴,1968年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂,进行试验生产。“树脂吸附法”海水提溴也于1972年试验成功。
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课堂小结
海洋——化学元素的故乡
含量最大的食盐资源
轻金属镁资源
用途广泛的溴、碘资源
原子能反应堆燃料铀资源
重要的钾肥资源
生物工程制氢能源
潜力巨大的重水能源
海洋淡水资源
铀棒
PART 2
海底矿物
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课堂小结
海底蕴藏着数百种矿产资源
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课堂小结
1.海底蕴藏着哪些矿物资源?
煤、石油、天然气等化石燃料;天然气水合物——可燃冰;锰结核(含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素)。
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课堂小结
海底矿物之 “可燃冰”
1.可燃冰的形成条件:
低温、高压。
2.可燃冰的主要成分甲烷燃烧的方程式
CH4+2O2=== CO2+2H20
点燃
3.可燃冰优点
热值高,燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。
4.未大规模使用的原因
开采技术困难,容易造成温室效应。
水分子
甲烷分子
天然气水合物
可燃冰(CH4·xH2O)
(混合物)
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课堂小结
新能源--可燃冰
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课堂小结
2017年,我国自主设计建造的“蓝鲸1号” 在南海试采“可燃冰”成功,成为全球第一个在海上开采可燃冰的国家。 2020年,“蓝鲸2号” 在水深1225米的南海神狐海域顺利开展第二轮可燃冰试采任务。
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课堂小结
锰结核
含锰、铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素,全球总储量30 000亿吨以上。
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课堂小结
你了解哪些海洋污染?在开发和利用海洋资源的同时应如何保护海洋资源?
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课堂小结
保护海洋资源
1.加强海洋环境监测
2.提高消除污染的技术水平
3.海洋环境立法
4.建立海洋自然保护区
海水污染的来源:污水直接排放、固体废物靠海堆放、河流排放物污水、公海焚烧和倾倒废物、远海油艇事故泄露等。
PART 3
海水淡化
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情境导入
课堂小结
地球表面虽然71%被水覆盖,但其中97%是海水,在余下的2.53%的淡水中,又有人类难以利用的两极冰盖。人类可利用的淡水只占总水量的0.3%。
全球用水总量每15年就翻一番。
人类面临淡水资源危机
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情境导入
课堂小结
设问与质疑:
1.地球上的水资源很丰富,为什么淡水资源日益短缺?
2.人们采用什么方法解决淡水资源危机问题?
3.用什么方法能除去海水中的盐得到淡水?
海水淡化
常用蒸馏法
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课堂小结
1.蒸馏法
思考:如何证明海水已被淡化?写出反应原理化学方程式。
向冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则证明海水已被淡化。
AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
实验前需先检查装置气密性
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情境导入
课堂小结
思考:
为使水蒸气的冷凝效果更好,可对实验装置
做哪些改进?
①加长导管长度
②将接受器放入冰水混合物中
③在导管上包上湿而冷的毛巾
④将导管改为冷凝管
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情境导入
课堂小结
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情境导入
课堂小结
2.热法—多级闪急蒸馏法
原理:利用水的沸点随压强的降低而降低,设计一套压强一个比一个低的蒸发室。
70%的淡化水都是用此方法生产的
常温下,水的沸点是100℃,减压时,水的沸点会降低。把压强一个比一个低的蒸发室连通在一起 ,当高温海水从压强较高的蒸发室流入压强较低的蒸发室后,就会因沸点降低而发生瞬间蒸发,变为水蒸气,再冷凝。这种蒸发室越多,海水瞬间蒸发的次数越多,总的蒸发效率也就越高。
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情境导入
课堂小结
3.膜法(反渗透法)
海水
淡水
淡化膜
加压
加压后海水的变化
溶质的质量:
溶剂的质量:
溶质的质量分数:
不变
变小
变大
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课堂小结
4、结晶法
了解一下
在海水中加入极易挥发的物质—丁烷,丁烷挥发时带走海水的热量,使海水结冰,从而使水和盐分离。
太阳能蒸馏法淡化海水
课 堂 小 结
第1节 海洋化学资源
课 堂 小 结
第1节 海洋化学资源
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课堂小结
当堂达标
A
1.下列关于海洋资源的说法错误的是( )
A.海水中质量最多的元素是氯元素
B.除镁之外,还可以从海洋中提取溴、碘等物质
C.可燃冰的主要成分是甲烷,被科学家誉为“未来能源”
D.区分海水和淡水可以用硝酸银溶液
2.(2024·泰安模拟)海水是一种重要资源,利用海水可制取镁等物质,某化学兴趣小组的同学设计了如下实验流程进行实验:
分析该流程图,下列说法错误的是( )
A.操作Ⅰ,操作Ⅲ都需用到的玻璃仪器是玻璃棒
B.固体B是Mg(OH)2,试剂X是盐酸
C.加入NaOH溶液应过量,其目的是使MgCl2完全反应
D.处理等量海水,若将NaOH溶液换成石灰乳,既能节约成本又能提高镁的产量
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情境导入
课堂小结
D
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情境导入
课堂小结
A
3.下列操作不能用来淡化海水的是( )
A.过滤 B.使海水结冰脱盐
C.加热蒸馏 D.多级闪急蒸馏法
4.为了区别海水和淡水,可加入下列试剂中的( )
A.澄清石灰水 B.硝酸银溶液 C.酚酞试液 D.石蕊试液
B
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情境导入
课堂小结
B
5. “可燃冰”的主要成分是水合甲烷晶体(CH4•H2O)。请结合初中化学知识判断下列说法正确的是( )
A. 可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性
B. 可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景
C. 可燃冰由四种元素组成
D. 可燃冰的主要成分是固态水
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情境导入
课堂小结
6.(2022·无锡)海水淡化常用蒸馏和膜分离等多种方法。
(1)蒸馏的原理示意图如图1所示。蒸馏属于_________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)膜分离的原理如图2所示。将海水加压一段时间后,水分子能透过分离膜,Na+和Cl-却不能透过,右侧海水中氯化钠的质量分数_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)膜分离的原理与化学实验中物质分离的_________操作相似。
物理
变大
过滤
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课堂小结
7.(2023·怀化中考)海水是一种重要资源,利用海水可制取金属镁等物质。某化学兴趣小组的同学设计了如下实验流程:根据流程回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是 ,该操作用到的玻璃仪器有烧杯,漏斗和 ;该仪器在操作Ⅰ中的作用是 。操作Ⅰ中加入的NaOH溶液应过量,其目的是 。
(2)试剂X是 (填名称),写出溶液A中加入试剂X发生反应的化学方程式: 。
【答案】(1)过滤 玻璃棒 引流 将MgCl2完全转化为Mg(OH)2沉淀
(2)稀盐酸 NaOH+HCl==NaCl+H2O
THANK YOU
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