第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用海水資源的開發(fā)利用情境導(dǎo)入海水資源主要分為哪些？化學(xué)資源水資源動力資源水資源的開發(fā)利用方便大件設(shè)備的運(yùn)輸減少輸電的成本出于安全的考慮水資源的直接利用：用于循環(huán)冷卻一、海水淡化—蒸餾法放沸石防暴沸冷凝水逆流溫度計(jì)水銀球處于支管口附近液體量是燒瓶容積1/3～2/3利用液體混合物的沸點(diǎn)(相差30℃)差異①分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物②除去液體中難揮發(fā)或不揮發(fā)的物質(zhì)一、海水淡化—離子交換法離子交換樹脂是一種具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不溶于水的高分子材料。它猶如一棵大樹，上面有很多樹枝，每個(gè)樹枝上都有一個(gè)口袋。當(dāng)海水通過的時(shí)候，陽離子會把陽離子交換樹脂“口袋”中的氫離子交換出來，陰離子會把陰離子交換樹脂“口袋”里的氫氧根離子交換出來，而氫離子和氫氧根離子相遇就變成了水。海水中的鹽都是陽離子和陰離子的形式存在如果有一種東西可以把這些離子移走，那么水也就得到純化了。離子交換樹脂就具有這樣的能力HR＋Na＋＝NaR＋H＋ROH＋Cl－＝NaR＋OH－H＋＋OH－＝H2O一、海水淡化—離子交換法一、海水淡化—電滲析法電源熔融氯化鈉2Cl－－2e－＝Cl2↑2Na＋＋2e－＝2Na電源氯化鈉水溶液水陰離子交換膜陽離子交換膜一、海水淡化—電滲析法一、海水淡化—電滲析法歸納小結(jié)◆蒸餾法（最先使用，技術(shù)成熟，但成本高）◆電滲析法（成本低，但未能大量生產(chǎn)）◆離子交換法（目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂）二、海水制鹽濃縮海水結(jié)晶池蒸發(fā)池粗鹽母液

鹽田法(太陽能蒸發(fā)法)日曬風(fēng)吹蒸發(fā)水分蒸發(fā)結(jié)晶繼續(xù)日曬風(fēng)吹成為過飽和溶液，析出晶體“母液”也叫“苦鹵”,含有高濃度的K+、Mg2+、Br-和SO42-等，可從中提取多種化工原料。鹽田法制得的粗鹽中含有較多的可溶性鈣鹽、鎂鹽、硫酸鹽及泥沙①Na2CO3②NaOH③BaCl2②③①或③②①或③①②除雜試劑：試劑加入順序：主要操作：溶解、過濾、蒸發(fā)④鹽酸粗鹽粗鹽水濾液沉淀精鹽操作Ⅰ操作Ⅱ操作Ⅲ溶解過濾蒸發(fā)結(jié)晶1.加BaCl22.加NaOH3.加Na2CO34.加適量鹽酸二、海水制鹽—粗鹽提純(1)制鈉2NaCl(熔融)

2Na＋Cl2↑

通電(2)制純堿NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl

氯堿工業(yè)(3)工業(yè)制氯二、海水制鹽—精鹽的應(yīng)用三、海水提溴茫茫大海是化學(xué)元素溴的“故鄉(xiāng)”，地球上99％以上的溴分布在海水中。海洋中溴的總含量達(dá)到9萬億噸！液溴物理性質(zhì)1.深紅棕色液體2.

密度大于水3.

易揮發(fā)（刺激性氣味，有毒）4.

易溶于酒精、四氯化碳、苯，微溶于水5.

腐蝕性強(qiáng)，會嚴(yán)重灼燒皮膚，腐蝕橡膠一般以水液封保存三、海水提溴2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl三、海水提溴—吹出法問題探究1.上述轉(zhuǎn)化過程中，兩次用到氯氣，均發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，設(shè)計(jì)這兩步操作的目的是什么？目的是將海水中的溴元素富集。2.有人說第一步通入氯氣氧化后直接用有機(jī)溶劑萃取出溴即可，你認(rèn)為其建議是否合理？不合理，直接萃取單質(zhì)溴不僅需要大量的萃取劑，還會造成一部分溴流失，使成本增加。3.利用空氣吹出法提取溴是利用了溴的什么性質(zhì)？主要是利用Br2沸點(diǎn)低、易揮發(fā)，能被熱空氣和H2O(g)以溴蒸氣形式吹入吸收塔。4.為什么要用硫酸酸化后，再通氯氣？酸化可抑制Cl2、Br2與水反應(yīng)，提高Cl2的利用率問題探究稀硫酸過氧化氫溶液灼燒加水加熱溶解過濾CCl4蒸餾海帶灰海帶懸濁液濾液碘水碘的CCl4溶液單質(zhì)碘操作1操作2操作3操作4操作5試劑1試劑2萃取分液生物富集海水+H2O2I-I2氧化+H2O2還原2四、海帶提碘上層萃取完的溴水下層溴的四氯化碳上層萃取完的碘水下層碘的四氯化碳四、海帶提碘如何從海水中得到無水氯化鎂？物質(zhì)MgCO3Mg(OH)2溶解度/g0.010.0029海水中含有較多的Na＋、K＋、Ca2＋和Mg2＋等陽離子，如何把Mg2＋從中分離出來？五、海水制鎂試劑KOHNaOHCa(OH)2Ba(OH)2價(jià)格(元/噸)616023005803700市場價(jià)格能否在海邊獲得氫氧化鈣？貝殼(CaCO3)煅燒CaOCa(OH)2水

用澄清石灰水還是用石灰乳作沉淀劑效果好？提示：漂白粉的制備。五、海水制鎂海水石灰乳鹽酸CaO貝殼水煅燒Mg(OH)2MgCl2溶液蒸發(fā)結(jié)晶MgCl2·6H2O脫水MgCl2晶體電解MgCl2H2HCl五、海水制鎂

從海水中提取M