【化学】412《开发利用金属矿物和海水资源》课件(新.ppt

1、2020/6/15,第一节开发利用金属矿物和海水资源（第2课时）,2020/6/15,海水资源的开发利用,2020/6/15,从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中,是“历史留给人类的资源储备”,海洋是美丽的，也是富饶的,2020/6/15,一、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1.3109亿吨，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

2、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。,2020/6/15,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

3、，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。,2020/6/15,二.海水水资源的利用：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，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、电渗析法、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，但成本较高。,2020/6/15,2020/6/15,太阳能蒸发海水示意图：,2020/6/15,含80多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为“元素的故乡”。,海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4

4、500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年,海水中的化学资源,2020/6/15,海洋中的矿产资源,2020/6/15,1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。,2020/6/15,煮海,为盐,从海水中提取NaCl,2020/6/15,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

5、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：,2020/6/15,(2)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+Br2,2020/6/15,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

6、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,(3)从海带中提取碘的实验,提取流程,反应原理,2020/6/15,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,2020/6/15,（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2min3min

7、，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。,2020/6/15,海水提溴：主要方法是空气吹出法,主要流程,海水,浓缩酸化,浓缩海水Br-,通入氯气,海水Cl-Br2,通入空气水蒸气(吹入),吸收塔SO2,反应后富集溴,HBr、SO42,通入Cl2,Cl-Br2,分离,溴单质,化学方程式：2NaBrCl2=Br22NaClBr2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=Br22HCl,2020/6/15,海水化学资源的开发利用,海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用外，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。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，铀和重水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。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。,2020/6/15,海水综合利用联合工业体系一例（如下图