高中化学海水资源的开发利用

1、海水资源的开发利用,第一节 开发利用金属矿物 和海水资源,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：,海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，21世纪人类将重点开发海洋资源。,1、海水资源,海洋约占地球表面积71% 海洋中的资源 ： 动物:（鱼类、海狮、海马、贝类 植物:（海草、海带 矿物:（各种盐、NaCl、MgC

2、l2 、海底金属结核矿、石油 水 :海水中的水约1.3X109 亿吨,占地球总水量97% 还含有80多种元素,（1）海水的淡化：,海水淡化的方法: 蒸 馏 法（最先使用，技术成熟，但成本高） 电渗析法（成本低） 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）,2、海水资源的利用：,太阳能蒸发海水示意图：,它是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离的一种理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡化等方面。,电渗析法：,蒸馏法所用的装置及原理,原理：加热到

3、水的沸点， 使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。 注意：图4-3海水蒸馏原理示意图,进,冷却水 出,大连石化公司海水淡化处理 海水过滤器,经处理后海水就变成了可以饮用的纯净的水,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”。,（2）海水中的化学资源,海水中铀多达45亿吨是已知陆地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年,1、特点：种类多、总储量大、富集程度低,2、海水制盐生产NaCl NaCl的水溶液制NaOH 制金属Na 2NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O,2NaCl + 2H2O 电解 H2 + Cl2 + 2NaOH,2NaCl（

4、熔融）电解 2Na + Cl2,制Na2CO3,3、从海水中制金属镁 化学反应： a. MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2 b.Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O,c. MgCl2 通电 Mg + Cl2 ,第二步：海水 Mg(OH)2 盐酸、浓缩、脱水 MgCl2 电解 Mg,第一步：制石灰乳：贝壳 煅烧 CaO 水 石灰乳,石灰乳,4、海带提碘：,海带,海带灰,溶解过滤,灼烧,残渣,含I-的溶液,稀H2SO4 H2O2,含I2的溶液,含I2的有机溶液,萃取,加H2O2溶液变褐色,加淀粉变蓝。,现象:,2KI+H2O2+H2SO4 = I

5、2+2H2O+K2SO4,三、 海水综合利用,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。,四.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,（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,海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下： （1）指出提取碘的过程中有关实验操作名称 。写出过程中有关反应的离子方程式：。 （2）提取碘过程中，可用的有机试剂是 。 A.酒精 B.四氯化碳