高二化学海水淡化2

1、第三单元第三单元 海水淡化海水淡化 从太空观察我们美丽的家园地球，看到有七片陆从太空观察我们美丽的家园地球，看到有七片陆 地地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中，她是一个蓝色的星在一大片蓝色的海洋之中，她是一个蓝色的星 球，养育着球，养育着6060多亿的人口，地球面积约有多亿的人口，地球面积约有5.15.1亿平方公里，亿平方公里， 其中海洋面积为其中海洋面积为3.63.6亿平方公里，占亿平方公里，占71%71%，大陆面积为，大陆面积为1.51.5 亿平方公里，占亿平方公里，占29%29%。所以宇航员到了地球上空后，第一。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个感觉是：我

2、们的星球名称应该是“水球水球”。 海洋是美丽的，也是富饶的！海洋存储着海洋是美丽的，也是富饶的！海洋存储着137137亿亿立方亿亿立方 米的水量，占地球总水量的米的水量，占地球总水量的97.3%97.3%，可是海水含盐量高，可是海水含盐量高， 2020度时的密度达到度时的密度达到1.0243g/cm1.0243g/cm- -3 3，不适合人类饮用，也，不适合人类饮用，也 不适合作为工农业生产用水。不适合作为工农业生产用水。 分布在陆地上的水有分布在陆地上的水有8.4亿亿立方米，占地球总水量的亿亿立方米，占地球总水量的2.7%。 淡水只占淡水只占2.59%，在陆地上，也有，在陆地上，也有0.11

3、%的高矿物化的咸水的高矿物化的咸水 盐湖盐湖地下盐井地下盐井 在总水量中占在总水量中占2.59%2.59%的淡水资源中，南北两极，世界屋脊的淡水资源中，南北两极，世界屋脊，那那 里完全是冰雪世界，冰山、冰川占去了地球上的淡水的里完全是冰雪世界，冰山、冰川占去了地球上的淡水的 77.2% 77.2% ，约占，约占7 7亿亿立方米，以永世不化的姿态存在着，开发亿亿立方米，以永世不化的姿态存在着，开发 利用是十分艰巨的。利用是十分艰巨的。 世界屋脊世界屋脊珠穆朗玛峰珠穆朗玛峰 北极冰川北极冰川 地下水和土壤中水占地下水和土壤中水占22.4%，湖泊、沼泽水占，湖泊、沼泽水占0.35%， 河水占河水占0

4、.01%,大气中水占大气中水占0.04%。便于取用的淡水只。便于取用的淡水只 有河水、淡水湖水和浅层地下水，仅为地球总水量有河水、淡水湖水和浅层地下水，仅为地球总水量 0.2%左右。左右。 南极冰川南极冰川 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，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

5、源量计算，人均占有量只有若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为立方米，约为 世界人均水量的世界人均水量的14，在世界排第，在世界排第110位，已经被联合国列为位，已经被联合国列为 13个贫水国家之一。个贫水国家之一。 从从2020世纪世纪5050年代以来，随着工农业的发展和城市人年代以来，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 重缺水重缺水, ,引起水荒。据世界卫生组织的调查，早在引起水荒。据世界卫生组织的调查，早在7070年年 代中期，世界上就已有代中期，世界上就已有7070的人得不到安全、

6、卫生的水的人得不到安全、卫生的水 了。如此算来，很快就会有了。如此算来，很快就会有9090以上的人饮用不到安全、以上的人饮用不到安全、 卫生的水。到那时，说卫生的水。到那时，说“水贵如油水贵如油”毫不过分。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？怎么办？ 海水的淡化海水的淡化 1、使海水淡化的途径、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

7、。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、海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜法（电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。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，其中蒸馏法的历史最久， 技术和工艺也比较完善。技术和工艺也比较完善。 海水淡化方法 1 1、原理：利用液体沸点不同加热液体，使不同、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，再将蒸汽组分在不同温度沸腾汽化，再将蒸汽 冷凝收集在容器中。冷凝收集在容器中。 2 2、减压蒸馏的原理：利用压强降低，液体的沸

8、、减压蒸馏的原理：利用压强降低，液体的沸 点也降低点也降低 3 3、蒸馏法优点：设备相对简单、技术比较成熟、蒸馏法优点：设备相对简单、技术比较成熟 淡水质量好淡水质量好 缺点：能耗大缺点：能耗大 一、一、蒸馏法蒸馏法 资资 料料 早在早在1515世纪，航海部门就曾以简易的蒸馏世纪，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。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。应战舰和岛屿的淡水。

9、据据19801980年统计，全世年统计，全世 界淡化装置的每天总造水量为界淡化装置的每天总造水量为 727.5727.5万立方米，万立方米， 其中其中75.975.9 是蒸馏法生产的，其余大部分用是蒸馏法生产的，其余大部分用 膜法膜法 （电渗析法和反渗透法）。（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：太阳能蒸发海水示意图： 多级闪急蒸馏法：多级闪急蒸馏法：采用多级闪采用多级闪 急蒸馏技术，将一定温度的海急蒸馏技术，将一定温度的海 水引到一个压力较低的设备中，水引到一个压力较低的设备中， 海水急速蒸发，蒸气急速离开海水急速蒸发，蒸气急速离开 海水，而盐留在海水中。海水

10、，而盐留在海水中。 海水海水 海水海水 海水海水 海水海水 蒸发室蒸发室1蒸发室蒸发室2蒸发室蒸发室3 蒸发室蒸发室4 蒸汽室蒸汽室 液化室液化室 1 1、原理：在外加直流电场的作用下，处于中间位置海、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。含盐量就降低了。 二、电渗析二、电渗析法法 2、特点：消耗的电能大，但其成本只有蒸馏法、特点：消耗的电能大，但其成本只有蒸馏法 的的1/4。 3、离

11、子交换膜：用离子交换树脂制成的薄膜，、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。阳离子交换膜。 二、电渗析二、电渗析法法 电渗析器电渗析器 三、三、反渗透法反渗透法 1 1、渗透压：浓度较小的溶液中的水分会通过半透膜、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液液面升高，当液面升高

12、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。能阻止水的继续渗透，这个压力称为渗透压。 反渗透法反渗透法 三、三、反渗透法反渗透法 2 2、反渗透法的原理：如果在含盐浓度较大的溶液一、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。液一侧渗透，使浓溶液浓度增大，得到淡水。 3 3、特点、特点: :节能节能, ,可以大量、快速地生产淡水。可以大量、快速地生产淡水。 四、四、冷冻法冷冻法 1 1、原理：把冷海水喷入真空室，部分海水蒸发吸热、原理：把冷

13、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。用适量的淡水淋洗、熔化，就得到淡水。 2 2、特点：由于水的比热、汽化热大，这种海水淡化、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。技术要消耗大量的能量。 海水淡化的根本问题？海水淡化的根本问题？ 寻找能耗低、效率高、对设备投寻找能耗低、效率高、对设备投 入要求不高的技术手段！入要求不高的技术手段！ 中国、美国海水淡化设备 能否去两极拉冰山能否去两极拉冰山

14、? 1目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是 A硬水的软化硬水的软化 B 电解饱和食盐水制造电解饱和食盐水制造NaOH C电渗析淡化海水电渗析淡化海水 D海水中提取金属海水中提取金属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、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、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、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、反渗透法中，如果在含

15、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。定的压力，可以使浓溶液浓度减少。 实战高考实战高考 4、填空、填空 a. 减压蒸馏法的优点：减压蒸馏法的优点：_，缺点：，缺点：_ b.电渗析法特点：消耗的电渗析法特点：消耗的 _ 大，但其成本只有蒸馏法的大，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，寻反渗透法的特点：可以大量、快速地生产淡水，寻_，是目，是目 前努力的方向。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 要消耗要消耗_ 3.利用电渗析法淡化海水时，得到淡水的

16、部分利用电渗析法淡化海水时，得到淡水的部分 阴极区阴极区B阳极区阳极区C中间区中间区D水区均得到水区均得到 浓 缩 室 膜膜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（江苏省江苏省0909高三化学测试卷高三化学测试卷1111月月）（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。 阳离子交换阳离子交换 6、(2009届高三年级第二次月测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