高中化学《开发利用金属矿物和海水资源》：课件七 新人教版必修2

1 第一节开发利用金属矿物和海水资源 第二课时海水资源的开发利用 一 海水中蕴藏的资源及其开发意义 海洋水资源 海水中水的储量约为1 3 109亿吨 约占全球总水量的97 化学资源 含元素80多种 海洋资源中 利用潜力最大的是海水中的化学资源 目前 在陆地上发现的 多种化学元素 在海水中已找到 多种 其中 多种可供提取 如 氯化钠 即食盐 有 亿亿吨 镁约有 万亿吨 钾有 万亿吨 溴约有 万亿吨 核燃料约 亿吨 亿吨 矿产资源 海洋中所贮存的各种矿物约500亿吨 通常只要每平方米有5 的矿物 锰结核 可燃冰 砂和砾石 用于冶金 燃料 建筑 石英砂用制玻璃等 空间资源 海洋可利用空间包括海上 海中 海底三个部分 海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产 通信 电力输送 储藏 文化娱乐等诸多领域 我国拥有18000公里的大陆海岸线 管辖的海域面积近300万平方公里 能源 海水运动中蕴藏着巨大的能量 包括潮汐能资源 波浪能资源 海流能资源 温差和盐差能资源 海上水能资源 它们都属于可再生能源 而且没有污染 生物资源 由鱼 虾 贝 藻等组成的海洋生物资源 除了直接捕捞供食用和药用外 通过养殖 增殖等途径还可实现可持续利用 海洋生物品种繁多 我国就有20278种 其中入药的有700种 二 海水淡化 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 通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去 都可以达到淡化海水的目的 海水淡化的方法主要有蒸馏法 电渗析法 离子交换法等 三 海水中的化学资源 由于与岩石 大气 生物的相互作用 海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物 按含量计 水中的H O两种元素 加上Cl Na K Mg Ca S C F B Br Sr等11种超过总量的99 其他为微量元素 总计含有80多种元素 海洋有取之不尽的化学资源 1 海水中含有的各种元素的特点 种类多 总储量大 富集程度低 因此 从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题 2 从海水中提取物质的方法 从海水中提取食盐的主要工艺流程 从海水中制取盐的方法主要有 盐田法 电渗析法和冷冻法 盐田法制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙 请设计实验室除去NaCl中混有的泥沙 Ca2 Mg2 离子的方法 需要仪器及实验步骤 先将样品溶解 加稍过量的氢氧化钙 再加入稍过量的碳酸钠溶液 过滤 在滤液中加入稍过量的盐酸 蒸发结晶即可 思考 从海水中提取镁的主要工艺流程 镁是一种用途很广的金属材料 目前世界上60 的镁从海水中提取 主要步骤如下 1 为了使MgCl2转化为Mg OH 2 试剂 可以选用 要使MgCl2完全转化为沉淀 加入试剂 的量应 验证MgCl2已完全转化为Mg OH 2的方法 NaOH 过量 取上层清液 滴入NaOH溶液 不产生沉淀 2 加入试剂 能够分离得到Mg OH 2沉淀的方法是 3 试剂 可以选用 4 无水MgCl2在熔融状态下 通电后会产生Mg和Cl2 写出该反应的化学方程式 过滤 HCl 从海水中提取溴的主要工艺流程 用四氯化碳 或苯 萃取吸收塔内的溶液中的溴单质 用蒸馏法将海水浓缩 用硫酸将浓缩的海水酸化 向酸化的海水中通入适量的氯气 使溴离子转化为溴单质 2NaBr Cl2 Br2 2NaCl 向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽 将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的 Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气 2HBr Cl2 2HCl Br2 海带中的碘元素主要以I 的形式存在 提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2 再萃取出来 用H2O2做氧化剂 反应的离子方程式是 2I H2O2 2H I2 2H2O 从海带中提取碘的实验 提取流程 反应原理 1 称取3g干海带 用刷子把干海带表面的附着物刷净 不要用水洗 有I 将海带剪碎 用酒精润湿 便于灼烧 后 放在坩埚中 2 用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚 至海带完全成灰 停止加热 冷却 3 将海带灰转移到小烧杯中 再向烧杯中加入10ml蒸馏水 搅拌 煮沸2min 3min 使可溶物溶解 过滤 4 向滤液中滴入几滴稀硫酸 再加入约1mlH2O2溶液 观察现象 5 取少量上述滤液 加几滴淀粉溶液 观察现象 实验注意事项 实验方法 海带不要用水洗 以免洗去海带中的碘 用干海带从而易于燃烧 灼烧海带的地方要注意通风 3 海水综合利用联合工业体系一例 如下图 海水资源的开发利用简述 总结 1 从海水中提取淡水 海水淡化 2 海水制盐 3 从海水中提取镁 钾 溴 碘等化工产品 4 从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料 5 从海水中获取其他物质和能量 课堂练习1 海水的综合利用可以制备金属镁 其流程如下图所示 1 若在空气中加热MgCl2 6H2O 生成的是Mg OH Cl或MgO 写出相应反应的化学方程式 用电解法制取金属镁时 需要无水氯化镁 在干燥的HCl气流中加热MgCl2 6H2O时 能得到无水MgCl2 其原因是 在干燥的HCl气流中 抑制了MgCl2水解 且带走MgCl2 6H2O受热产生的水气 故能得到无水MgCl2 2 Mg OH 2沉淀中混有的Ca OH 2应怎样除去 写出实验步骤 加入MgCl2溶液 充分搅拌 过滤 沉淀用水洗涤 3 实验室里将粗盐制成精盐的过程中 在溶解 过滤 蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒 分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的 溶解 过滤 蒸发 搅拌 加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗 防止外洒 搅拌 防止因局部过热液滴或晶体飞溅 4 获得HCl的反应为2CH4 O2 4Cl2 2CO 8HC