8.1.2 海水资源的开发利用 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

年 级：高一 学 科：化学（人教版） 主讲人：lrp 学 校：四川省华蓥中学 8.1.2 海水资源的开发利用 第八章 化学与可持续发展 1 【学习目标】 1.通过阅读理解、原理分析，了解海水资源的利用方法和从海水中获得化学物质（如氯化钠、溴、金属镁、氢氧化钠、氯气）的方法，初步认识海水资源的广泛性和多样性。 2.通过讨论交流，原理分析，认识海水提溴工艺流程图的设计与分析，形成工业上提取物质的一般思路和方法，培养模型认知和证据推理的能力。 3.通过思考交流，问题探究，能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献，感受化学科学在生产、生活中的应用价值。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2 宏观辨识与微观探析： 通过宏观上认识自然资源—海水的开发利用，能从化学微观角度分析、探究海水的组成成分及从海水中提取化学物质的工艺流程及方法。 证据推理与模型认知： 通过讨论交流，以海水提溴工艺流程图的设计与分析为例，形成工业上提取物质的一般思路和方法，培养学生模型认知和证据推理的能力。 科学探究与创新意识： 通过认识海水资源的多样性和分散性；不断创新海水资源开发利用的途径和方法，能运用所学化学知识分析海水资源开发利用对社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 你知道吗？ 海洋中有哪些可以利用的资源！ 资料卡片 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。 从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中 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%，约1.3×1018 t。 × 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 请你思考：海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是什么?解决的具体方法是什么? 海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97% 1Kg海水中所含物质 元素种类很多，总计含有80多种元素 许多元素的富集程度很低 解决的具体方法是采取某种方法进行富集 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 1.海水资源的特点 ⑴广阔性 ①海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97% ②元素种类很多，总计含有80多种元素 ⑵分散性 许多元素的富集程度很低 2.海水资源的开发利用是一个物质不断分离和提纯的过程 海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是采取某种方法进行富集。 1Kg海水中所含物质 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 请你思考： 海水资源的利用主要包括哪些途径？ 海水水资源的利用 海水化学资源的开发利用 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 一、海水水资源的利用1、认识海水水资源的利用方法（1）按照海洋资源的性质、特点、存在形态，将海洋资源分为 6个大类： ①海洋生物资源（包括渔业资源、药物资源、珍稀物种资源）； ②海底矿产资源（包括金属矿产资源、非金属矿产资源、石油和天然气资源）； ③海洋空间资源（包括土地资源、港口和交通资源、环境空间资源）； ④海水资源（包括盐业资源、溶存的化学资源、水资源）； ⑤海洋新能源（包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上风能资源）； ⑥海洋旅游资源（包括海洋自然景观旅游资源、娱乐和运动旅游资源、人类海洋历史遗迹旅游资源、海洋科学旅游资源、海洋自然保护区旅游资源）。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 1.用于循环冷却 服务于火电厂、核电厂的循环冷却 2.海水淡化 ⑴蒸馏法 （2）海水水资源的利用 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2.海水淡化 蒸馏法的成本较高，已逐渐被离子交换法和电渗析法代替。 ⑵反渗透法 ⑶电渗析法 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 （2）海水水资源的利用①海水中水资源的利用，主要包括 和直接利用海水进行 。如用作工业冷却用水、部分生活用水和耐盐植物灌溉用水等。②从 过程叫海水的淡化。 现在所用的海水淡化方法有 、 、 以及可实现盈利的碳酸铵离子交换法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。 海水的淡化 循环冷却 海水中取得淡水的 电渗析法 蒸馏法 反渗透法 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 【对应训练】1．关于海水资源的综合利用，下列说法错误的是（ ）A．海水中含量最高的盐是NaCl B．电解饱和食盐水可以制得金属钠C．从海水中提取的镁可用于制造火箭、飞机 D．食用含碘丰富的海产品可防治甲状腺肿大 B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2.水资源是发展国民经济不可缺少的重要自然资源。在世界许多地方，对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度，同时有许多地区也存在水资源利用不平衡。下列关于水的说法错误的是（ ）A．蒸馏法是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度C．融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少 D．0℃以上，温度越高，水的密度越小 D 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 利用液体中各组分沸点的差别,使低沸点物质汽化并随之冷凝,从而实现其与所含组分的分离。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2、探究海水的蒸馏①实验原理及装置： ②实验的操作步骤：连接装置→检查装置气密性→向烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集蒸馏水→停止对烧瓶加热→待冷却至室温后停止通入冷却水→整理仪器。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 ③注意事项：A.烧瓶需垫陶土网加热；B.烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容积的3(2)，也不能少于3(1)；C.需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防 ；D.冷凝器里的冷却水要从冷凝器的 。④因为海水蒸馏得到的是淡水，水的沸点为100 ℃(常压下)无需用温度计，因此可不用蒸馏烧瓶，而换为圆底烧瓶。⑤蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但耗能大、成本较高，是目前海水淡化的主要方法。⑥海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向。如：将发电厂等企业的工业余热用于海水淡化是一种经济合理的途径。 暴沸 下口进、上口出 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 【对应训练】1．下列有关水的说法不正确的是（　　）A．静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏净化水的程度由低到高 B．用活性炭可以吸附水中的色素和异味 C．电解水实验中正极产生的氧气，负极产生的氢气，二者的质量比是 1：2 D．水是生命之源，爱护水资源包括防止水体污染和节约用水两方面 C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2．化学在人类社会的可持续发展中发挥着重要作用，下列说法不正确的是（ ）A．工业上常用加热分解的方法冶炼不活泼金属B．海水淡化的方法有蒸馏法、渗析法和离子交换法C．“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物D．不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构 B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 二、海水化学资源的开发利用1、认识海水化学资源的特点 （1）多样性：海水中溶解和悬浮着大量的有机物和无机物，包括常量元素H、O 、Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B 、F 等13种（超过总量的 99%），其中含量最高的是Cl占55.06%，其次Na是占30.62%。其余微量元素元素，总计含有80多种元素。 （2）分散性：海水中含有元素的种类多、总储量很大，但许多元素的富集程度很低。这是从海水中提取物质需要解决的问题。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 （3）从海水中提取食盐，以食盐为原料可以制备哪些物质？①从海水中提取食盐的方法是盐田法(又叫滩晒法)，其原理是把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐；盐田法历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法，现在还在广泛采用。②食盐用途广泛，除了供食用外，还作为化工原料用于生产烧碱、纯碱、钠、氯气、盐酸等。 a.氯碱工业： ; b.制钠和氯气： ; c.制盐酸： ; d.制漂白液： ; Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O 2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O e.制漂白粉： . 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 【对应训练】1．“关注海洋健康，守护蔚蓝星球”，我们每个公民义不容辞。下列有关说法不正确的是（ ）A．可通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法从海水中获得淡水B．地球上99%的溴元素存在于海洋中，故溴称为“海洋元素”C．从海水中提取的NaCl可进一步用于生产NaOHD．海水只能提供物质资源，不能提供能量资源 D 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2.除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如下： 下列有关说法中，不正确的是（ ）A．试剂①②③依次加入过量的Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液B．溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用搅拌，加速溶解：引流C．除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO3(2－)=CaCO3↓D．向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠 A 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 你知道吗？ 如何从海水中提取溴？ 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 思考与讨论 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。目前，人们主要从海水和盐湖水中提取溴。 工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”，其过程主要包括氧化（用氯气氧化海水中的溴离子）、吹出（用空气将生成的涣吹出）、吸收（用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离）、蒸馏（再用氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离）等环节（如图8-4）。请分析并讨论以上生产流程，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2、海水中溴、镁等其他化学资源的开发利用（1）工艺流程图： （2）步骤及原理：①浓缩：海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br－得到浓缩。②氧化：向酸化的浓缩海水中通入适量的 ，使溴离子转化为溴单质，化学方程式为 . 氯气 2NaBr＋Cl2 = 2NaCl＋Br2 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 ③富集（吹出与吸收）：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有 溶液的吸收塔内以达到富集的目的，化学方程式为 . ④提取（蒸馏）：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气将氢溴酸氧化为溴后蒸馏分离，化学方程式为 . 注意：空气吹出法进行海水提取溴时，常用纯碱溶液代替二氧化硫溶液来吸收单质溴：化学方程式为 . 然后用硫酸酸化，即可得到产品溴： 化学方程式为 . 二氧化硫 Br2＋SO2＋2H2O = 2HBr＋H2SO4 2HBr＋Cl2 = 2HCl＋Br2 3Br2＋3Na2CO3 = NaBrO3＋5NaBr＋3CO2↑ NaBrO3＋5NaBr＋3H2SO4 = 3Br2＋3Na2SO4＋3H2O 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 （3）海水中提取镁工艺流程： 步骤及原理：a.分解贝壳制取氢氧化钙： .b.沉淀镁离子： .c.制备氯化镁： .d.制取金属镁： . CaO＋H2O = Ca(OH)2 Ca(OH)2＋MgCl2 = Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 注意：①由MgCl2·6H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入 气体，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。②此外，从海水中获得其他物质和能量也具有广阔的前景。如从海水中提取铀和重水，铀和重水是核能开发的重要原料及潮汐能、波浪能等新型能源开发和利用。 干燥的HCl 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 【对应训练】1.从淡化海水中提取溴的流程如下图所示，下列有关说法错误的是（ ） A．X为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3B．设备Y为蒸馏塔C．在提取溴的过程中一定有Br－被氧化D．工业上，每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2体积最多为44.8 L(标准状况) C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2.自然界中的镁主要以化合态形式存在于地壳和海水中。如图是工业上提取镁的生产流程。下列说法错误的是（ ） A．煅烧贝壳得到生石灰，该反应为氧化还原反应B．先将海水中的镁沉淀，再转化为MgCl2，是为了提高溶液中镁离子的浓度C．沉淀池中主要发生的反应为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2D．工业上利用电解熔融氯化镁的方法制取镁的原因是氯化镁的熔点比氧化镁低得多 A 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 【例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－＋Br2 C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 【例2】某中学化学兴趣小组设计了四种从海水中提取镁的工艺流程,你认为合理的是( ) 在合理的提取镁的流程中，没有涉及的四大基本反应类型是　　　　　。生产中循环使用的物质是　 　。 B 置换反应 Cl2 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂 D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 【例3】海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( ) C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 1，海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（ ） A.利用海水获得精制盐过程中只有物理变化 B.利用海水提溴过程都是化学变化 C.从海水中提镁既有氧化还原反应，也有离子反应 D.海水中海带所吸附的碘元素是碘单质，所以利用海带提碘不需要化学变化 C 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 2， 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.H2O 2Br－＋Cl2 = Br2＋2Cl－ SO2＋Br2＋2H2O = H2SO4＋2HBr ABC (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 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 3、镁及其合金是用途很广的金属材料，可以通过以下步骤从海水中提取镁。 （1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2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，能够分离得到沉淀Mg(OH)2的方法 。 （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 。 Ca(OH)2 过量 过滤 盐酸 MgCl2(熔融)=== Mg＋Cl2↑ 电解 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第八章 化学与可持续发展 $