高中化学化学与技术 海水淡化课件苏教版选修2.ppt

第三单元海水淡化 专题1多样化的水处理技术 化学与技术 从太空观察我们美丽的家园 地球 看到有七片陆地 漂浮 在一大片蓝色的海洋之中 她是一个蓝色的星球 养育着60多亿的人口 地球面积约有5 1亿平方公里 其中海洋面积为3 6亿平方公里 占71 大陆面积为1 5亿平方公里 占29 所以宇航员到了地球上空后 第一个感觉是 我们的星球名称应该是 水球 海洋是美丽的 也是富饶的 海洋存储着137亿亿立方米的水量 占地球总水量的97 3 可是海水含盐量高 20度时的密度达到1 0243g cm 3 不适合人类饮用 也不适合作为工农业生产用水 分布在陆地上的水有8 4亿亿立方米 占地球总水量的2 7 淡水只占2 59 在陆地上 也有0 11 的高矿物化的咸水 盐湖 地下盐井 在总水量中占2 59 的淡水资源中 南北两极 世界屋脊 那里完全是冰雪世界 冰山 冰川占去了地球上的淡水的77 2 约占7亿亿立方米 以永世不化的姿态存在着 开发利用是十分艰巨的 世界屋脊珠穆朗玛峰 北极冰川 地下水和土壤中水占22 4 湖泊 沼泽水占0 35 河水占0 01 大气中水占0 04 便于取用的淡水只有河水 淡水湖水和浅层地下水 仅为地球总水量0 2 左右 南极冰川 在地下淡水中 由于它们非常分散 而且绝大部分埋藏很深 目前人类较易利用的淡水资源仅占全球淡水资源的0 3 仅占全球总储水量的0 007 十万分之七 我国是一个水资源短缺 水旱灾害频繁的国家 如果按水资源总量考虑 水资源总量居世界第六位 但是我国人口众多 若按人均水资源量计算 人均占有量只有2500立方米 约为世界人均水量的1 4 在世界排第110位 已经被联合国列为13个贫水国家之一 从20世纪50年代以来 随着工农业的发展和城市人口的增长 淡水供应逐渐紧张 造成有些城市或地区严重缺水 引起水荒 据世界卫生组织的调查 早在70年代中期 世界上就已有70 的人得不到安全 卫生的水了 如此算来 很快就会有90 以上的人饮用不到安全 卫生的水 到那时 说 水贵如油 毫不过分 我们遇到的是一个非常矛盾的现象 一方面 地球上的水并不少 但绝大多数是又苦又咸的海水 另一方面 人类生存所必需的淡水由于本身就不多 再加上开发利用不当 污染日益严重 却越来越少 怎么办 海水的淡化 1 使海水淡化的途径 通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去 脱盐 都可以达到淡化海水的目的 2 海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法 膜法 电渗析法 反渗透法 冷冻法 离子交换法等 其中蒸馏法的历史最久 技术和工艺也比较完善 海水淡化方法 1 原理 利用液体沸点不同加热液体 使不同组分在不同温度沸腾汽化 再将蒸汽冷凝收集在容器中 2 减压蒸馏的原理 利用压强降低 液体的沸点也降低3 蒸馏法优点 设备相对简单 技术比较成熟淡水质量好缺点 能耗大 一 蒸馏法 资料 早在15世纪 航海部门就曾以简易的蒸馏装置来解决海船在长期航行中的淡水供应问题 第二次世界大战期间 出于战争的需要 用蒸馏法淡化海水的技术有较大的发展 已用于供应战舰和岛屿的淡水 据1980年统计 全世界淡化装置的每天总造水量为727 5万立方米 其中75 9 是蒸馏法生产的 其余大部分用膜法 电渗析法和反渗透法 海水蒸馏原理示意图 太阳能蒸发海水示意图 多级闪急蒸馏法 采用多级闪急蒸馏技术 将一定温度的海水引到一个压力较低的设备中 海水急速蒸发 蒸气急速离开海水 而盐留在海水中 蒸发室1 蒸发室2 蒸发室3 蒸发室4 蒸汽室 液化室 淡水 1 原理 在外加直流电场的作用下 处于中间位置海水槽里的阴离子 阳离子分别透过阴离子交换膜 阳离子交换膜迁移到阳极区 阴极区 中间水槽里的水含盐量就降低了 海水淡化方法 二 电渗析法 2 特点 消耗的电能大 但其成本只有蒸馏法的1 4 3 离子交换膜 用离子交换树脂制成的薄膜 也称电渗析膜 有阴 阳离子交换膜之分 阴离子只能通过阴离子交换膜 阳离子只能通过阳离子交换膜 二 电渗析法 电渗析器 海水淡化方法 三 反渗透法 1 渗透压 浓度较小的溶液中的水分会通过半透膜渗透到浓度较大的溶液中 使原来浓度较大的一侧溶液液面升高 当液面升高产生的压力达到一定数值时能阻止水的继续渗透 这个压力称为渗透压 反渗透法 海水淡化方法 三 反渗透法 2 反渗透法的原理 如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定的压力 可以迫使水从浓溶液一侧向稀溶液一侧渗透 使浓溶液浓度增大 得到淡水 3 特点 节能 可以大量 快速地生产淡水 海水淡化方法 四 冷冻法 1 原理 把冷海水喷入真空室 部分海水蒸发吸热使其余海水冷却形成冰晶 固体冰晶中的杂质要比原溶液中少得多 将得到的冰晶用适量的淡水淋洗 熔化 就得到淡水 2 特点 由于水的比热 汽化热大 这种海水淡化技术要消耗大量的能量 海水淡化的根本问题 寻找能耗低 效率高 对设备投入要求不高的技术手段 以色列2 3的国土是戈壁和荒漠 大部分土地贫瘠 最重要的是水资源奇缺 以色列年降水量北部地区较多 也不过70毫米 南部只有20毫米 最南部的沙漠地带干脆常年无雨 而蒸发量却大得惊人 中国 美国海水淡化设备 能否去两极拉冰山 1 目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是a 硬水的软化b 电解饱和食盐水制造naohc 电渗析淡化海水d 海水中提取金属mg 2 水是非常重要的资源 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 反渗透法中 如果在含盐浓度较大的溶液一侧施加一定的压力 可以使浓溶液浓度减少 实战高考 4 填空减压蒸馏法的优点 缺点 b 电渗析法特点 消耗的 大 但其成本只有蒸馏法的 c 反渗透法的特点 可以大量 快速地生产淡水 寻 是目前努力的方向 d 冷冻法特点 由于水的比热 汽化热大 这种海水淡化技术要消耗 3 利用电渗析法淡化海水时 得到淡水的部分 阴极区b阳极区c中间区d水区均得到 浓缩室 膜a 淡化海水 膜b 浓缩室 淡化室 阳极水 浓缩海水 阴极水 海水 膜a 膜b 5 江苏省09高三化学测试卷11月 10分 浩瀚的海洋是一个巨大的物质宝库 目前世界各国都在研究如何充分利用海洋资源 如右图所示 在电场中利用膜技术 阳离子交换膜只允许阳离子通过 阴离子交换膜只允许阴离子通过 淡化海水 该方法称为电渗析法 图中膜a应选用膜 阳离子交换 6 2009届高三年级第二次月测 10分 海洋约占地球表面积的71 是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库 海水水资源的利用和海水化学资源的利用具有非常广阔的前景 回答下列问题 海水淡化处理多用蒸馏法 蒸馏法的特点是设备结构 操作简单 淡水质量好 但也具有明显的缺陷 你认为蒸馏法进行海水淡化的主要缺陷是 我省某沿海地区拟采用蒸馏法兴建一座