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第一节 自然资源的开发利用
第2课时：海水资源的开发利用
第八章 化学与可持续发展
海水水资源的利用
01
海水化学资源的开发利用
02
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。
地球表面海洋面积占到71%，海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。其中水资源和化学资源具有十分巨大的开发潜力。
海水水资源的利用
海水水资源的利用
任务一、认识海水水资源的利用方法
【温馨提示】海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。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。
海水水资源的利用
任务一、认识海水水资源的利用方法
学生活动1：查阅资料，阅读教材P100页第一、二自然段，结合教材图8-
3，思考从海洋资源的性质、特点、存在形态等方面分析，海洋资源有
哪些类型？
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：
海水水资源的利用
任务一、认识海水水资源的利用方法
海底矿产资源
（金属及非金属矿产、石油和天然气）
海洋生物资源
（渔业、药物、珍稀物种）
海洋空间资源
（土地、港口和交通、环境空间）
海洋新能源
（潮汐能、波浪能、海流能等）
海水资源
（盐业、溶存的化学、水资源）
海洋旅游资源
（海洋自然景观、娱乐和运动等）
海水水资源的利用
任务一、认识海水水资源的利用方法
海水水资源的利用
任务一、认识海水水资源的利用方法
学生活动2：海水水资源的利用主要包括哪些方面？海水淡化有哪些主
要的方法？
①海水中水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。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从海水中取得淡水的过程叫海水的淡化。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及可实现盈利的碳酸铵离子交换法。
【典例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
对应训练
【解析】A项，海水中含量最多的金属元素是Na，其次是Mg，含量最多的非金属是Cl，所以海水中含量最高的盐是NaCl，说法正确；B项，电解饱和食盐水可以制得NaOH、氢气和氯气，不能得到Na，说法错误；C项，从海水中提取的镁，制造的镁铝合金具有硬度大，质量轻的特点，可用于制造火箭、飞机，说法正确；D项，碘是合成甲状腺激素的重要物质，食用含碘丰富的海产品可防治甲状腺肿大，说法正确。
B
【典例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
对应训练
【解析】海水中溶有Na＋、Mg2＋、Cl－和SO42-等，这些离子所组成的物质的沸点比水的沸点高，可用蒸馏法将其分离，A正确；上述杂质的溶入使水溶液的密度增大，B正确；雪和雨水成分相同，是水蒸发形成的水蒸气凝结而成的，含矿物质很少，而深井中的水不断地与硅酸盐矿物质接触，其中溶有许多矿物质，C正确；由于水在4℃时密度最大，故D错误。
D
海水水资源的利用
任务二、探究海水的蒸馏
学生活动1：结合蒸馏实验原理，思考如何进行海水的蒸馏？
①实验原理及装置：
加入碎瓷片的目的：防止液体暴沸
蒸馏烧瓶
冷凝管
尾接管（牛角管）
温度计
【温馨提示】蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，成本较高
锥形瓶
海水水资源的利用
任务二、探究海水的蒸馏
学生活动1：结合蒸馏实验原理，思考如何进行海水的蒸馏？
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。
③注意事项：A.烧瓶需垫石棉网加热；B.烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容积的2/3，也不能少于1/3；C.需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸；D.冷凝器里的冷却水要从冷凝器的下口进、上口出。
海水水资源的利用
任务二、探究海水的蒸馏
学生活动2：海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别？蒸馏法淡化
海水有何优缺点？海水淡化的前景如何？
①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。
②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。
③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。
【典例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
对应训练
【解析】A、静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏净化水的程度由低到高，该选项正确。B、用活性炭可以吸附水中的色素和异味，该选项正确。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 8：1，该选项不正确。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，该选项正确。故选：C。
C
【典例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
对应训练
【解析】A．制取不活泼的金属，如金属汞，银等，工业上一般加热金属氧化物使其分解成金属单质和氧气，A项正确；B．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法，B项错误；C．绿色化学中最理想的原子经济性反应是反应物的原子全部转化为希望的产物，C项正确；D．化肥需要合理使用，如果不合理施用化肥会影响土壤的酸碱性和土壤结构，D项正确；答案选B。
B
海水化学资源的开发利用
海水化学资源的开发利用
任务一、探究海水化学资源的特点
学生活动1：阅读教材P100页第三自然段，结合“资料卡片”栏目，思
考海水化学资源有何特点？
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%），其余微量元素元素，总计含有80多种元素
含量前两位的金属离子
含量最多的非金属离子
结论：海中含盐主要是 NaCl、MgCl2
海水化学资源的开发利用
任务一、认识海水化学资源的特点
学生活动1：阅读教材P100页第三自然段，结合“资料卡片”栏目，思
考海水化学资源有何特点？
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。
【温馨提示】一些元素总量高，但含量很低。
海水化学资源的开发利用
任务一、探究海水化学资源的特点
学生活动1：结合教材P100页图8-3，思考如何从海水中提取食盐？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。
海水
引入
盐田
饱和食盐水
食用盐
氯碱工业
风吹日晒
粗盐
精制
海水化学资源的开发利用
任务一、探究海水化学资源的特点
学生活动1：结合教材P100页图8-3，思考如何从海水中提取食盐？以食
盐为原料可以制备哪些物质？
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。
氯碱工业：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电解
制钠和氯气：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑
电解
制盐酸：H2＋Cl2 2HCl
点燃
制漂白液：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O
制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
对应训练
【典例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NaOH
D．海水只能提供物质资源，不能提供能量资源
【解析】海水中含有丰富的资源，从海水中得到淡水的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法，A正确；地球上99%的溴元素存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”，B正确；从海水中能提取氯化钠，电解饱和氯化钠溶液可以制得氢氧化钠，C正确；海洋资源指的是与海水水体及海底、海面本身有着直接关系的物质和能量，海水既能提供物质资源，也能提供能量资源，D错误。
D
对应训练
【典例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++CO32-=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
对应训练
【解析】由实验流程可知，粗盐溶解后，先加NaOH除去MgCl2，再加BaCl2除去Na2SO4，然后加Na2CO3除去CaCl2及过量的BaCl2，且Na2CO3一定在BaCl2之后，过滤后，滤液中加浓盐酸，最后蒸发结晶得到NaCl固体，以此来解答。A．碳酸钠一定在氯化钡之后，可除去过量的钡离子，则试剂①、②、③分别是NaOH、BaCl2、Na2CO3，或BaCl2、NaOH、Na2CO3，故A错误；B．溶解、过滤都用到玻璃棒，其作用是：搅拌，加速溶解；引流，故B正确；C．加Na2CO3除去CaCl2，则除去Ca2+的主要反应：Ca2++CO32-=CaCO3↓，故C正确；D．加入的除杂试剂都是过量的，向滤液中加入盐酸是为了除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，故D正确；故选A。
海水化学资源的开发利用
任务二、海水中溴、镁等其他化学资源的开发利用
学生活动1：根据教材P101页“思考与讨论”栏目，结合图8-4分析、思
考如何从海水中提取溴？
海水
苦卤
含Br2的海水
热空气吹出
含Br2的空气
吸收液
含Br2的水溶液
Cl2
溴蒸气
蒸馏
冷凝分离
液溴
粗溴水
②SO2 吸收
工业规模提取溴的常用方法是空气吹出法，工艺流程为：
提取
粗盐
硫酸酸化
①氯气氧化
常用纯碱溶液代替二氧化硫溶液来吸收单质溴，然后用硫酸酸化，即可得到产品溴
海水化学资源的开发利用
任务二、海水中溴、镁等其他化学资源的开发利用
学生活动1：根据教材P101页“思考与讨论”栏目，结合图8-4分析、思
考如何从海水中提取溴？
海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br－得到浓缩。
向酸化的浓缩海水中通入适量的氯气：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内：
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
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）：2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
①浓缩
②氧化
③富集（吹出与吸收）
④提取（蒸馏）
海水化学资源的开发利用
任务二、海水中溴、镁等其他化学资源的开发利用
学生活动2：根据教材P101页“思考与讨论”栏目，结合图8-4分析、思
考如何从海水中提取溴？
①工艺流程：
贝壳
CaO
石灰乳
沉淀池
海水
过滤
Mg(OH)2
MgCl2
Mg+Cl2
④盐酸、浓缩
盐酸
Cl2循环利用
①煅烧
②水
③
MgCl2·6H2O
⑤HCl气氛
中加热脱水
⑥电解
引入
海水化学资源的开发利用
任务二、海水中溴、镁等其他化学资源的开发利用
学生活动2：根据教材P101页“思考与讨论”栏目，结合图8-4分析、思
考如何从海水中提取溴？
②相关反应方程式：
分解贝壳制取氢氧化钙：
CaCO3 CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2
加热
沉淀镁离子：Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2
制备氯化镁：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O MgCl2+6H2O
电解
制取金属镁：MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
【温馨提示】①由MgCl2·6H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCl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。
对应训练
任务二、海水中溴、镁等其他化学资源的开发利用
学生活动3：联系实际，思考海水资源还有哪些其他的利用？
①生物资源：海洋生物品种繁多，通过养殖、增殖等途径可实现可持续利用。
②获取能量物质：提取铀和重水用来开发核能。
③开发利用新型能源：潮汐能、波浪能等。
对应训练
【典例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Na2SO3
B．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)
【解析】D 因为溴离子要经过二次氧化，因此工业上每获得1 molBr2，需要消耗Cl2的体积最少为44.8 L（标准状态下），错误。
C
对应训练
【典例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↓+CaCl2
D．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
对应训练
【解析】A．煅烧贝壳得到生石灰，化合价没有发生变化，因此该反应为非氧化还原反应，故A错误；B．先将海水中的镁沉淀变为Mg(OH)2，再加入盐酸转化为MgCl2，是为了提高溶液中镁离子的浓度，故B正确；C．沉淀池主要将镁离子沉淀，其主要发生的反应为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2，故C正确；D．工业上利用电解熔融氯化镁的方法制取镁，而不采用电解熔融氧化镁的原因是氯化镁的熔点比氧化镁低得多，故D正确。综上所述，答案为A。
1．下列有关工业生产的叙述不正确的是（ ）
A．用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴
B．在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂
C．利用“海水→氯化钠→金属钠→氢氧化钠”的工艺流程生产烧碱
D．利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁
C
【解析】A.用海水淡化后的浓缩海水作原料提取溴；B.在太阳能资源相对充足的沿海地区建造海水淡化厂；C.工业上通过电解饱和食盐水来生产烧碱，C错误；D.利用“海水→氢氧化镁→氯化镁→金属镁”的工艺流程生产金属镁。
2．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法
正确的是（ ）
A．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
C
【解析】海水中的钾元素以化合态形式存在，要使化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B不正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将机械能转化为电能，因此D也不正确。
3．空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法，流程如下：下列说法不
正确的是（ ）
A．获得工业Br2的方法是过滤
B．步骤②③的目的是富集溴元素
C．步骤①发生的主要反应为：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－
D．步骤②发生的主要反应为：3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋3CO2＋NaBrO3
A
【解析】A项，利用溴的挥发性，空气吹出法是获得工业Br2的方法，错误；B项，步骤②③是使溴元素浓度增大，目的是富集溴元素，正确；C项，步骤①是用氯气把溴离子氧化为溴单质，发生的主要反应为：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－，正确；D项，步骤②是溴和碳酸钠溶液反应生成溴化钠、硝酸镍、二氧化碳，发生的主要反应：3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋3CO2＋NaBrO3，正确。
4．海水综合利用的工艺流程如图所示(粗盐中的可溶性杂质有MgCl2、
CaCl2、Na2SO4)，下列说法不正确的是（ ）
A．过程①加入的药品顺序为Na2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液
→过滤后加盐酸
B．过程②中所加的试剂是盐酸
C．过程④的离子方程式：SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+
D．在过程③或⑤反应中每氧化0.2molBr-需消耗标况下2.24LCl2
A
【解析】A．Ca2＋用碳酸钠除去，Mg2＋用氢氧化钠除去，SO42-用氯化钡除去，最后加入盐酸酸化。但用于过量的氯化钡要用碳酸钠来除，所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面，而氢氧化钠可以随意调整，A错误；B．氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，所以过程②中所加的试剂是盐酸，B正确；C．过程④中二氧化硫和溴反应生成硫酸和氢溴酸，离子方程式：SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+，C正确；D．在过程③或⑤反应中均是溴离子被氧化为溴单质，根据电子转移守恒每氧化0.2molBr-需0.1mol氯气，标况下2.24LCl2，D正确； 故选A。
延时符
海水的开发利用
海水水资源
海水淡化：电渗析法、蒸馏法、反渗透法、离子交换法
循环冷却：用于工业冷却用水或耐盐植物灌溉等
海水化学资源
海水提盐（盐田法）：海水 盐田 粗盐 精盐
食用盐、氯碱工业原料
引入
日晒
精制
海水提溴：海水 苦卤 海水（Br2） 吸收液
含Br2溶液 含溴有机溶液 Br2
提取
精盐
萃取
酸化
氧化
吹出
吸收
Cl2
氧化
蒸馏
海水提镁(贝壳)：Mg2+ Mg(OH)2 MgCl2 Mg
石灰
HCl
电解
第2课时 海水资源的开发利用

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