a第一节 海水资源的开发利用

1、江西省吉安县立中学江西省吉安县立中学 曾思平曾思平 从太空观察地球，看到地球上有七片陆从太空观察地球，看到地球上有七片陆地地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中在一大片蓝色的海洋之中是“历史留给人类人类的资源储备”海洋是美丽的，海洋是美丽的， 也是富饶的也是富饶的 海水资源的广泛性海水资源的广泛性： 海洋约占地球表面积海洋约占地球表面积71% 海水中水的储量约为海水中水的储量约为1.3X109 亿亿吨吨 约占地球总水量约占地球总水量97%（3%在陆地、淡水）在陆地、淡水） 海洋中的资源海洋中的资源 ： 动物动物:（鱼类、海狮、海马、贝类（鱼类、海狮、海马、贝类 植物植物:（海草、海带（海草、海带

2、 矿物矿物:（各种盐、（各种盐、NaCl、MgCl2 海底金属结核矿、石油海底金属结核矿、石油 水水 : （水资源及各种溶解的盐类（水资源及各种溶解的盐类海水资源的多样性：海水资源的多样性： 海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物海水中溶解和悬浮大量的无机物和有机物 按含量计：含按含量计：含O、H及及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共共13种元素的质量占总水量的种元素的质量占总水量的99%，其余，其余1%为为70多种含量微少的元素。多种含量微少的元素。海水资源的分散性：海水资源的分散性： 海水因为量太大、面太广，大多数元素尽海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管总量很大但由于太分散管总量很

3、大但由于太分散 ，含量极微少，含量极微少 如：海水中金元素总含量约为如：海水中金元素总含量约为50000000t （5千万吨）但一吨海水中只含金元素千万吨）但一吨海水中只含金元素 0.000004g（10亿分之四千克）亿分之四千克） （百分之（百分之0.000004克）克）一、海水水资源的利用：海水的淡化一、海水水资源的利用：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，都可以达到淡化海水的目的。出去，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海水淡化的方法

4、主要有蒸馏法、电渗析法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法离子交换法等。等。其中其中蒸馏法蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。完善，但成本较高。 海水蒸馏原理示意图海水蒸馏原理示意图进进出出原理：原理：加热到水的加热到水的沸点，液态沸点，液态水变为水蒸水变为水蒸气与海水中气与海水中的盐分离，的盐分离，水蒸汽冷凝水蒸汽冷凝得到淡水。得到淡水。太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图： 含含80多种元素，以氢、氧、多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为较多。被称为“元素的故乡元素的故乡”。海水中铀多达海水中铀多达45

5、亿吨亿吨是已知陆地铀矿储量是已知陆地铀矿储量的的4500倍。氘有倍。氘有50亿亿吨足够人类用上千万吨足够人类用上千万年年海水中的化学资源海水中的化学资源海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源二、海水化学资源的开发利用二、海水化学资源的开发利用 海水综合利用的重要方向是：海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的。如从海水中制得的氯化钠氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水

6、中制取水中制取镁、钾、溴镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。业上的发展。 从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。 例如，例如，铀和重水铀和重水目前是核能开发中的重要原料，目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发化学在开发海洋药物海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型等也是越来越受到重视和开发的新型能源。能源。1 1、海水中含有的各

7、种元素的特点：、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，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从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题。问题。2 2、从海水中提取物质的方法、从海水中提取物质的方法、从海水中提取食盐、从海水中提取食盐从海水中制取盐的方法主要有：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、电渗析法和冷冻法。 煮煮海海为为盐盐从海水中提取从海水中提取NaClNaCl 思考与交流：思考与交流： 如何将海水中的溴离子转变成溴单质？如何将海水中的溴离子转变成溴单质？ 阅读教材阅读教材P91页资料卡片页资料卡片海水

8、提溴。海水提溴。1 1、推测海水提溴的步骤和实验装置；、推测海水提溴的步骤和实验装置； 2 2、写出相关的化学方程式。、写出相关的化学方程式。（2 2）海水提溴：）海水提溴：主要流程：主要流程：海水海水浓缩浓缩酸化酸化浓缩浓缩海水海水BrBr- -通入通入氯气氯气海海水水ClCl- -BrBr2 2通入空气通入空气水蒸气水蒸气( (吹入吹入) )吸收吸收塔塔SOSO2 2反应后反应后富集溴富集溴HBrHBr、SOSO4 42 2通入通入ClCl2 2ClCl- -BrBr2 2分离分离溴单质溴单质化学方程式：化学方程式：2NaBr Cl2 = Br2 2NaClBr2 SO2 2H2O = 2

9、HBr H2SO42HBr Cl2 = Br2 2HCl主要方法：空气吹出法主要方法：空气吹出法海水提溴的实验室模拟装置海水提溴的实验室模拟装置海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I- -的形式存在，的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成提取时用适当的氧化剂将其氧化成I I2,2,再再萃取出来。萃取出来。 用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是：2I2I- -+H+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=I=I2 2+2H+2H2 2O O (3) 、从海带中提取碘的实验、从海带中提取碘的实验提取流程提取流程反应原理反应原理 含碘单质

10、的含碘单质的有机溶液有机溶液含碘单质含碘单质的溶液的溶液试剂试剂残残渣渣含碘元素含碘元素的溶液的溶液海海带带溶解溶解过滤过滤海海带带灰灰灼烧灼烧（1）称取）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有净（不要用水洗，有I-）。）。 将海带剪碎，用酒精润湿将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。（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，）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。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）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加

11、入10ml蒸馏水，搅拌，煮沸蒸馏水，搅拌，煮沸2min3min，使可溶物溶，使可溶物溶解，过滤。解，过滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1ml H2O2溶溶液，观察现象。液，观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。 实验注意事项实验注意事项实验方法实验方法 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。而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。 三、海水综合利用联合工业体系一例（如下图）三、海水综合利用联合工业

12、体系一例（如下图）1 1、盐田法制得的粗盐中含较多的氯、盐田法制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除去除去NaClNaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、CaCa2 2+ +、MgMg2 2+ +离子的方法（需要仪器及实验步骤）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，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，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。蒸发结晶即可。思考与训练思考与训练2、证明海带中含有碘，有以下步骤：、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，冷却灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却在滤液中滴加稀在滤液中滴加稀HH2 2SOSO4 4及及HH2 2OO2 2，然后加入几，然后加入几滴滴 淀粉溶液淀粉溶液用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚