资源简介

(共26张PPT)
第一节 自然资源的开发利用
第二课时 海水资源的开发利用
人教版必修2
第8章 化学与可持续发展
海水资源
海洋约占地球表面积的71％，是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库，包括能源资源、生物资源、水资源及化学资源。其中的水资源和化学资源具有十分巨大的开发潜力。
【阅读总结】阅读教材P100“资料卡片”，尝试总结海水资源的特点
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
海水资源
分散性
广阔性
海水中水的储量约为1.3×109亿吨，占地球总水量97%
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(金总含量1x106t，而1t海水仅含1x10-4t）
【海水资源的特点】
1Kg海水中所含物质
多样性
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
【海水资源的开发利用】
海水能源资源的利用
海水资源
的开发利用
海水水资源的利用
海水化学资源的开发利用
海水提镁
海水提溴
海带提碘
海水制盐
潮汐能、波浪能等
海底可燃冰
海水循环冷却
海水淡化
海水生物资源的利用
渔业等
海水资源
利用
途径
直接利用海水进行循环冷却：直接使用海水作火电厂、核电厂的循环冷却水
海水淡化
①蒸馏法
②电渗析法
④离子交换法
③反渗透法
提取出淡水
分离出盐分
核电站都建在海边
海水淡化
1.蒸馏法
原理：蒸馏是利用各成分的沸点不同，分离液态混合物的物理分离方法。通过蒸馏的方法可得到净化程度较高的水。
适用范围：适用于互溶的液体混合物，各组分的沸点不同且差异较大
酒精灯
蒸馏烧瓶
温度计
直形冷凝管
牛角管(尾接管)
锥形瓶
陶土网
铁架台
海水淡化
1.蒸馏法
【补充】常见的冷凝管
装置图 装置名称 区别 用途
直形冷凝管
球形冷凝管
蛇形冷凝管
由内外组合的直玻璃管构成
内管为若干个玻璃球连接起来，冷凝面积较直形冷凝管大，冷凝效率稍高
内芯管为螺旋形，增加了玻璃管的长度，冷却面较球泡形更大
蒸馏法分离物质时使用
一般用于反应装置，即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流
用于有机制备的回流，适于沸点较低的液体
海水淡化
海水资源的开发和利用
1.海水制盐
可溶性杂质： Ca2+、 Mg2+ 、 SO42-
除杂试剂：
①Na2CO3
②NaOH
③BaCl2
试剂加入顺序：
②③①④ \\ ③②①④ \\ ③①②④
1.先加BaCl2，后加Na2CO3；
2.过滤后再加稀盐酸，蒸发结晶。
基本原则：
④稀盐酸
盐田
海水
饱和食盐水
引入
日晒风吹
析出粗盐
精制
NaCl
蒸发结晶
过滤除去泥沙
1.海水制盐
【思考1】NaCl不仅可作为食盐食用，同时也是重要的化工原料。结合元素组成进行分析，以NaCl为原料可以制得哪些产品，写出对应的方程式？
海水资源的开发和利用
⑶氯碱工业
①制钠
②制纯碱
③工业制氯
2NaCl 2Na＋Cl2↑
通电
NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl
④氯碱工业：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
⑤制钠和氯气：
⑥制盐酸：H2＋Cl2 2HCl
⑦制漂白剂(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
海水资源的开发和利用
2.海水提溴
Br
地球中99%的溴元素存在于海洋中，因此溴被称为“海洋元素”
溴及其化合物广泛应用于制备镇静剂、抗生素、胶卷、汽油防燥剂等
物理性质特点：
Br2是唯一在常温下为液态的非金属单质
【常温下为易挥发的红棕色液体】
化学性质特点：
Br2作为卤素有较强氧化性；
卤素氧化性：F2>Cl2>Br2>I2
海水资源的开发和利用
卤水
含Br2海水
Cl2氧化
H2SO4酸化
空气
含Br2空气
吹出
SO2
吸收
HBr吸收液
Br2水混合液
Cl2
蒸馏
溴蒸气
冷凝
分离
液溴
富集溴
①该流程中是Br-如何转化成Br2？
②用热空气吹出的物质是什么？利用该物质的什么性质呢？
根据教材中海水提溴的工艺流程图，思考和讨论每一环节的作用，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。
海水资源的开发和利用
2.海水提溴
浓缩
海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩
氧化
向浓缩的海水中通入Cl2，将Br-氧化为Br2
吹出
利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气
吸收
吹出的溴蒸气用SO2吸收
蒸馏
再用Cl2将HBr氧化得到溴后蒸馏分离
Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－
Br2＋SO2＋2H2O＝4H+＋SO42-＋2Br－
Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－
物理富集
化学富集
海水资源的开发和利用
【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
海水资源的开发和利用
3.海水提镁
Ca(OH)2
盐酸
【思考1】试剂①、试剂②分别是什么，选择他们的原因是？
【思考2】利用海边资源，思考如何低成本的获得试剂①？
就地取材－贝壳(CaCO3)：CaCO3＝CaO+CO2↑
CaO+H2O＝Ca(OH)2
△
必须在HCl气流中加热，以防 MgCl2 水解
海水资源的开发和利用
【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
海水资源的开发和利用
4.海带提碘
【思考1】①中灼烧的目的？用到的仪器有哪些？
【思考2】②中浸泡时加热煮沸的目的？
【思考3】③的操作名称是？需要用到的仪器？
【思考4】④中发生的反应是什么？还可以用什么作氧化剂？
海水资源的开发和利用
萃取与分液
实例(用CCl4萃取碘水中的碘)：
海水资源的开发和利用
萃取与分液
萃取的三个三：
三仪器 ①分液漏斗；②烧杯；③铁架台(带铁圈)
三溶剂 常见萃取剂：①汽油；②苯；③四氯化碳
三原则 ①萃取剂和原溶剂互不相溶
②萃取剂和原溶剂、原溶质均不发生反应
③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度
海水资源的开发和利用
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
海水资源的开发和利用
学以致用
1， 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
2、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
学以致用
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