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第八章 海洋化学资源的利用
8.1 海洋化学资源
情 境 导 入
8.1海洋化学资源
海洋是生命的摇篮，是人类巨大的资源宝库。我国海岸线长 3.2 万千米，我国主张管辖的海域面积约为 300 万平方千米，海洋资源开发前景十分广阔。你知道海洋中有哪些化学资源吗？
新 课 探 究
一、海水中的物质
海水中最多的物质为：______ 最多的化合物______
含量前两位的金属离子为：__________________
含量最多的非金属离子为：____________
海中含有的盐主要是_______、________
氯离子的含量为__________________
水
Na+、Mg2+
Cl-
NaCl MgCl2
水
55.06%
8.1海洋化学资源
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课堂小结
全球海水中含有的盐类总质量约为 5 亿亿吨，其中氯化钠约占盐类总质量的 80%。如果把海水中的这些盐平铺在全球陆地上，其厚度可达约 150 m。
海洋中漂浮的冰山是固态的淡水——冰；
海洋里存在着大量的海水——含盐的水溶液；海洋上空漂浮着气态水——水蒸气。
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蒸馏法淡化海水
实验装置 实验步骤
1.按图所示组装仪器，并检查装置的气密性。
2.向大试管中加入约 5 ～ 10 mL 食盐水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热，观察现象。
3.向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，观察现象（已知氯化钠溶液能与硝酸银溶液反应，产生白色沉淀）。
【实验探究】
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为了使水蒸气的冷凝效果更好，你认为应对实验做哪些改进？
海水蒸馏原理模拟实验
①加长导管长度
②将导管改为冷凝管
③将接受器放入冰水混合物中
④ 在导管上包上湿而冷的毛巾
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课堂小结
NaCl+AgNO3＝AgCl↓＋NaNO3
Cl－的检验方法：
取少量样品，加入AgNO3溶液产生白色沉淀；再加入稀HNO3 ，白色沉淀不消失，说明有Cl－。
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海水淡化可采用膜分离技术，如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。
膜法淡化海水
【思考】图中右侧的海水淡化后与淡化前相比：溶质的质量，溶剂的质量，溶液的质量，溶质质量分数发生了怎样的改变？
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如图，海水淡化可采用膜分离技术对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是 ( )
A．溶质质量增加
B．溶剂质量减少
C．溶液质量不变
D．溶质质量分数减少
B
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膜法淡化海水微观示意图
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海水淡化的方法有很多，在世界范围内能做到规模化和产业化的主要是膜法和热法。膜法又称为反渗透法。热法中较为常用的是多级闪急蒸馏法。
多级闪急蒸馏法
多级闪急蒸馏法（MSF）简称“闪蒸法”，利用的是闪蒸的原理。常压下水的沸点100℃，减压时水的沸点降低。闪蒸法设计有一套压强一个比一个低的蒸发室，并将它们连通在一起。当高温海水由压强较高的蒸发室流入压强较低的蒸发室后，就会瞬间蒸发，变为水蒸气，水蒸气冷凝成为淡水。
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二、海底矿物
海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料，人们还在海底发现了一种新型矿产资源——天然气水合物，它是由天然气和水在低温、高压条件下形成的冰状固体，因其极易燃烧，又被称为“可燃冰”。
为什么“可燃冰”被誉为“未来能源”“21世纪能源”？
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天然气水合物燃烧产生的热量远比同等条件下的煤或石油燃烧产生的热量多，而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。
CH4+2O2点燃CO2+2H2O
我国南海可燃冰试采成功
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海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物——多金属结核，也称为锰结核，它含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等几十种金属元素。全球海洋中多金属结核的总储量在 30000 亿吨以上。
海底锰结核
多金属结核（锰结核）是看起来形如土豆的结核状软矿，外表呈暗褐色，直径一般为 3 ～ 7 厘米，主要分布在太平洋、大西洋和印度洋水深 2 000 ～ 6 000 米的深海底部。
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思考：锰结核中的各种金属元素都是地壳中含量稀少的，它们是怎样来到海底的？
又为什么会聚集成结核状呢？为什么锰结核在海底历经漫长的亿万年也没有被海洋沉积物覆盖呢？这些问题至今还在困扰着科学家们。你能根据已有的生物、地理、物理等学科知识尝试给出答案吗？
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除了海水化学资源和海底矿物资源，海洋还蕴含着丰富的海洋生物资源和海洋动力资源。
化学资源
海底矿物资源
海洋生物资源
海洋动力资源
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为保护人类共有的海洋资源，维护国家海洋权益，促进我国海洋经济的全面发展，我国不断健全和完善相关海洋法律法规，建立系统的海洋资源开发和管理体系，保障我国海洋资源开发的可持续发展。
课 堂 小 结
海洋化学资源
1.海水中的物质:最多的物质为水，含量前两位的金属离子为：钠离子、镁离子。全球盐类总质量约为 5 亿亿吨。
2.海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源等。
3.可采用膜法、热法等来淡化海水。
4.在合理开发海洋资源的同时，应重视保护海洋资源。
8.1海洋化学资源
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课堂小结
1.下列关于资源的叙述错误的是( )
A. 海洋中含有80多种元素，其中最多的金属元素是钠元素
B. 地球上的水资源是丰富的，可利用淡水资源却很少只约占全球水储最的2.53%
C. 空气是人类赖以生存的自然资源，其中氮气可以用于医疗麻醉
D. 空气的成分按体积计大约是氧气21%.氮气78%、稀有气体等其它成分1%
B
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课堂小结
2.依靠海水淡化技术（原理如图所示）,采用对海水加压，海水中的溶剂分子可以通过淡化膜，而溶质分子很难透过。下列说法正确的是（ ）
A.浓海水中溶质质量增加
B.水分子能透过淡化膜
C.浓海水的溶质质量分数减小
D.解决了缺水问题，就可以不用节水了
B
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课堂小结
3.下列关于“可燃冰”的说法正确的是(　　)
A.“可燃冰”是纯净物
B. 通常情况下，甲烷是一种无色、无味、易与水化合的气体
C.“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废气
D. “可燃冰”是理想能源
C
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（二）药理作用
4.海洋是巨大的资源宝库，从化学的视角看：
（1）元素资源：海水中含量最高的金属元素是________ （填元素符号）；
（2）淡水资源：淡化海水可以用________（填字母代号）；
A．吸附法 B．蒸馏法 C．过滤法 D．电解法
该过程是________（填“化学变化”或“物理变化”）．
（3）矿产资源：海底蕴藏着大量的“可燃冰”（含甲烷），甲烷燃烧的化学反应方程式为 。
Na
B
物理变化
CH4+2O2点燃CO2+2H2O

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