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(共30张PPT)
第一节 自然资源的开发利用
第2课时
第八章 化学与可持续发展
2
海水制盐
1
海水淡化
3
本节重难点
海水提溴
4
本节重难点
海水制镁
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。其中的水资源和其他化学资源具有十分巨大的开发潜力。
你知道海洋中有哪些资源吗？
海洋中的资源的分类
矿产资源
化学资源
动力资源
生物资源
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。
海水中的物质
海水中最多的物质
地球上的水资源很丰富，但可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0.3%，且在时间和空间上分布不均衡。淡水资源的短缺势必会制约社会的发展，那么，采用什么方法可以解决淡水危机呢？
海水淡化
蒸馏法
示意图
原理：蒸馏是根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法。通过蒸馏的方法可得到净化程度较高的水。
(冷凝管)
(蒸馏烧瓶)
(锥形瓶)
(加入碎瓷片的目的：防止液体暴沸)
蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，成本较高
做导电性实验，看能否导电等(海水中离子导电)
加氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液，看是否有白色沉淀生成(海水中有镁离子)
加硝酸银溶液看是否有白色沉淀生成(海水中有氯离子)
加热，看是否有白色固体剩余(海水中有可溶物)
如何证明你得到的水是淡水，而不是海水？
检验方法
海水淡化
电渗析法
示意图
原理：在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到除盐或浓缩的目的。
海水淡化
离子交换法
示意图
原理：利用离子交换树脂的活性基团与盐水中的阳离子和阴离子进行交换，除去海水中盐分制取淡水的方法，也就是说离子交换树脂将海水中的“离子”几乎全部“截流”了。
结论：海中含有的盐主要是
________________
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。
海水中的物质
含量最多的非金属离子
含量前两位的金属离子
NaCl、MgCl2
海水制盐
目前，从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)，这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法。
盐田
海水制盐
盐田法提取食盐的过程
先将海水(或海边地下卤水)引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，导入结晶池，再晒就会逐渐析出食盐来。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液(也称“苦卤”) 。
“盐田法”提取食盐的工艺流程
海水
蒸发池
结晶池
粗盐
母液
海水制盐
氯化钠的应用
从海水中制得的氯化钠除了供食用，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
侯氏制碱法
氯化钠
钠
氢氧化钠
漂白剂
盐酸
NaHCO3
Na2CO3
氯气
氢气
海水制盐
氯化钠的应用
氯碱工业
制钠和氯气
制盐酸
制漂白剂(84)
2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
电解
2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑
电解
H2＋Cl2 2HCl
点燃
请同学们阅读教材101页第二自然段，思考：如何从海水中提取溴？
海水提溴
工艺流程
海水
浓缩海水
(Cl-)
吸收塔用SO2吸收
浓缩海水
(Cl-、Br2)
Br-
SO42-
浓缩
酸化
通入Cl2
(氧化)
通入热空气或水蒸气(吹出)
反应后
富集溴
通入Cl2
(提取)
Br2
Cl-
蒸馏
分离
溴单质
海水晒盐和海水淡化的过程中Br-得到浓缩
Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2
Br2+SO2+2H2O=H2SO4 +2HBr
向经过酸化的浓缩海水中通入Cl2，将Br-氧化为Br2
利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收
Cl2+2Br- = 2Cl-+Br2
飞机
导弹
火箭
人们提取海水中的化学元素，来制备有多种用途的物质。如广泛用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁，就是利用从海水中提取的镁盐制取的。
因此镁也被称为“国防金属”。
海水制镁
工艺流程
通常将 加入海水或卤水中，沉淀出 ，该物质再与 反应生成 ，电解 状态的 ，就能制得金属镁。
石灰乳
氢氧化镁
盐酸
氯化镁
氯化镁
熔融
上述转化过程中发生的化学反应主要有：
MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+CaCl2
Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
通电
石灰乳
盐酸
脱水
海水或卤水
氢氧化镁
MgCl2溶液
MgCl2 6H2O
MgCl2
Mg(OH)2
MgCl2
Mg
镁
电解
Mg
海水制镁
由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防 MgCl2 水解。
因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2，得到的镁，应在 H2氛围中冷却。
海水中本来就有氯化镁，为什么不直接通电？而是要经过“MgCl2→Mg(OH)2→ MgCl2”这样的过程来获取MgCl2呢？
所加盐酸是否要过量？目的是什么？如果过量，如何除去？
要过量，目的是保证Mg(OH)2完全反应，过量的稀盐酸加热蒸发即可除去。
问题1
除去其它杂质，将MgCl2富集起来。
问题2
问题3
为什么不用NaOH代替Ca(OH)2，怎样得到Ca(OH)2？你能用流程图表示吗？
NaOH价格贵，Ca(OH)2 价格便宜且容易得到。工业上可以利用高温煅烧贝壳得到所需要的Ca(OH)2。
贝壳(含CaCO3)
CaO
流程图：
高温煅烧
水
石灰乳
请同学们回顾所学内容，回答下列问题：
请同学们回顾所学内容，判断正误：
问题1
海洋约占地球表面积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约(　　)
海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低(　　)
海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素(　　)
可以通过电解饱和食盐水的方式获取金属钠和氯气(　　)
除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了(　　)
问题2
问题3
问题4
问题5
海水的综合利用示意图
地球深部岩浆沿海底地壳裂缝渗到地层深处，把岩浆中的盐类和金属溶解，变成含矿溶液，在地层深处高温高压作用下，随海底热液体喷到海底，与深海底泥土混合形成富含多种金属的软泥。
多金属软泥
1.在海水资源的综合利用中，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是( )
A.溴、碘单质 B.钠、镁单质
C.食盐、淡水 D.烧碱、纯碱
C
2.我国历来十分重视海水资源的综合利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是( )
A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化
C.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
D.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg
D
3.溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：
(1)写出①、③、④过程中反应的离子方程式。
①Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
③SO2＋Br2＋2H2O===SO42-＋2Br－＋4H＋
④Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
3.溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：
(2)过程②和④通入空气、水蒸气利用单质溴的什么性质？过程①获取了游离态的溴，过程③又将其转变为化合态的溴，其目的是什么？
Br2易挥发，利用空气或水蒸气可以将Br2从海水中吹出；将单质溴再转化为溴离子的目的是使Br－浓缩，提高Br2的提取效率。
3.溴及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用，工业上用一种叫“吹出法”的技术从海水中提取溴，其生产流程如下：
(3)过程⑤蒸馏过程中温度控制在80～90 ℃，温度过高或过低都不利于生产，原因是什么？
温度过高，水蒸气挥发性增强，使溴的纯度降低，温度太低，溴的挥发性减小，导致溴单质不能充分挥发。
化学资源
海洋中的资源的分类
动力资源
海水淡化
海水制盐
矿产资源
生物资源
海水提溴
海水制镁
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