开发利用金属矿物和海水资源(公开课)

第四章化学与自然资源的开发利用,第一节开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）,授课老师：谈发波,为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让?,钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛（日本人称其为“尖阁列岛”），位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼列岛周围海域面积约为17万平方公里，相当于5个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近海域，不仅蕴藏有大量石油资源，在其他方面也有巨大的经济价值。,问题与讨论：,海底石油:1350亿吨天然气：140万亿立方米镁、钾、铀、锶等矿物：5亿亿吨（液体矿山）锰结核：3万亿吨;鱼虾贝藻：6亿吨/年，现在捕捞量9000万吨/年波浪能：700亿千瓦潮汐能：27亿千瓦重水：200万吨水：13亿亿吨,资料:,海水：名副其实的液体资源宝库!,海水中资源的分类:,海水资源,水资源,化学资源,生物资源,能源,.,海水资源的分布特点：,1、海水资源的广阔性,2、海水资源的多样性,3、海水资源的分散性,总之，海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库！,海水资源的开发利用,一、水资源的开发利用：,海水的淡化：,（1）海水淡化的途径:从海水中提取淡水从海水中分离出盐（2）海水淡化的方法:p90蒸馏法（最先使用，技术成熟，但成本高）电渗析法（成本低，但未能大量生产）离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）,蒸馏法所用的装置及原理,原理：加热到水的沸点,使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。,进,冷却水出,太阳能蒸发海水示意图：,其他淡化技术：,1、电渗析法,2、离子交换法,阳离子交换树脂:HR+Na+=NaR+H+阴离子交换树脂:ROH+Cl-=RCl+OH-H+OH-=H2O,二、化学资源的开发利用：,海水晒盐,海水浓缩,过滤,蒸发结晶,过量,食盐的提取,海水的综合利用,（1）海水制盐生产NaCl,（2）NaCl的水溶液制NaOH,（3）制金属Na,（4）制Na2CO3,2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,海水蒸发,母液,Mg(OH)2,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2,从海水中制金属镁,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+H2O,海水中提取溴的实验,实验方法：（1）用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。（2）向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质。（3）向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内。转化为氢溴酸（4）向吸收塔中溶液内通入适量的氯气。最后经蒸馏可得液溴(用CCl4萃取),海水中提取溴实验的方程式,2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl,上面置换反应得到的Br2的浓度很低，难以收集，用空气吹出Br2后用SO2吸收，使溴得到富集，,Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,2HBr+Cl2=Br2+2HCl,如何证明海带中存在碘元素?实验4-2,（一）实验方法：（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，向烧杯中加入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2min3min，使可溶物溶解，过滤。（4）向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1mlH2O2溶液，观察现象。取少量上述滤液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象。,海带提碘：,海带,海带灰,溶解过滤,灼烧,残渣,含I-的溶液,稀H2SO4H2O2,含I2的溶液,含I2的有机溶液,萃取,(二)实验现象：加入H2O2溶液后，溶液颜色变为深黄色；加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色。,(三)化学方程式：2KI+H2O2+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O,海水综合利用联合工业体系一例p92,练习,1、海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（）A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能,C,2.下列冶炼金属的反应，一定是置换反应的是()A热分解法B电解法C铝热法炼铁D高炉炼铁,C,3.证明海带中含有碘，有以下步骤,灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中滴加稀H2SO4及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；海带灰转移到