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8.1.2海水資源的開發(fā)利用學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道海水淡化的意義和方法。2、掌握從海水中提取溴的原理。海洋約占地球表面積的71%從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍色的海洋之中。海洋資源主要分為幾大類水資源生物資源化學(xué)資源礦產(chǎn)資源能源氯鈉溴碘鎂鉀鈷錳鋅錫鈦鈾金海水中水的儲量約為1.3×1018t，約占全球總水量的97%海洋生物品種繁多，通過養(yǎng)殖、增殖等途徑可實現(xiàn)可持續(xù)利用含量最多的是H和O，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C等元素，其總含量超過99%淺海石油、天然氣、煤、硫、磷等；深海錳結(jié)核，可燃冰等，海水運動中蘊藏著巨大能量，包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差和鹽差等分散性廣闊性水的儲量約為1.3×109

億噸，占地球總水量97%元素種類很多，總計含有80多種元素許多元素的富集程度很低多樣性海水資源的特點海水資源的綜合利用海水淡化（咸水→淡水）直接利用海水進行循環(huán)冷卻（作冷卻水）蒸餾法離子交換法電滲析法最先使用，技術(shù)成熟，但成本高成本低，但未能大量生產(chǎn)目前正迅速發(fā)展，需要不斷更新離子交換樹脂一、海水水資源的利用原理：將海水加熱至沸騰汽化，然后將蒸氣冷凝而得到蒸餾水海水淡水ABabC（1）主要儀器：A：

；B：

；C：

。（2）冷凝水的流向：

口進，

口出。蒸餾燒瓶錐形瓶ab直形冷凝管一、海水水資源的利用1、蒸餾法①蒸餾燒瓶不能直接加熱需墊上石棉網(wǎng)②冷凝管中水從下口進，上口出③燒瓶中所盛液體體積一般介于蒸餾燒瓶容積的1/3~2/3之間④蒸餾時在燒瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液體暴沸⑤溫度計的水銀球位于蒸餾燒瓶支管口處注意事項：一、海水水資源的利用1、蒸餾法一、海水水資源的利用2、離子交換法陽離子交換樹脂：HR+Na+=NaR+H+陰離子交換樹脂：ROH+Cl-=RCl+OH-H++OH-=H2O一、海水水資源的利用3、電滲析法+-

原理：利用電場的作用，強行將離子向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水。濃縮海水海水淡化后的濃縮海水怎么利用?結(jié)晶池蒸發(fā)池/鹽田粗鹽母液“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（又稱“灘曬法）日曬風(fēng)吹蒸發(fā)水分繼續(xù)日曬風(fēng)吹成為過飽和溶液，析出NaCl晶體一、海水水資源的利用思考蒸發(fā)結(jié)晶二、粗鹽提純①Na2CO3②NaOH③BaCl2②③①④或③②①④或③①②④

粗鹽中的雜質(zhì)：除雜試劑：試劑加入順序：主要操作：溶解、過濾、蒸發(fā)④鹽酸泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-粗鹽淡水鹵水海水鹽水溶解（含Mg2+）BaCl2NaOHNa2CO3過濾濾液沉淀適量鹽酸蒸發(fā)結(jié)晶2NaCl（熔融）═電解2Na+Cl2↑2NaCl+2H2O═電解2NaOH+H2↑

+Cl2↑工業(yè)制取金屬鈉：工業(yè)制取氯氣——氯堿工業(yè)：工業(yè)制純堿——侯氏制堿法：NaCl+H2O+NH3+CO2═NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3═Na2CO3+H2O↑+CO2↑△二、粗鹽提純NaCl的用途方法適用對象實例蒸發(fā)結(jié)晶溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)NaCl降溫結(jié)晶溶解度隨溫度下降明顯降低的溶質(zhì)KNO3定義：在一定條件下,溶液中的溶質(zhì)以晶體的形式從溶液中析出的過程不飽和溶液→飽和溶液→過飽和溶液→晶體析出蒸發(fā)結(jié)晶(蒸發(fā)溶劑)降溫結(jié)晶(冷卻熱飽和溶液)方法：

結(jié)晶的原理及方法富含Mg2+海水貝殼CaCO3高溫煅燒CaO沉降池過濾網(wǎng)沉降過濾Mg(OH)2△MgO（耐火材料）HCl溶液MgCl2溶液MgCl2熔融電解MgCl2蒸發(fā)干燥HCl氛圍三、母液的利用1、從海水中提取鎂MgCl2＋Ca(OH)2CaCl2＋Mg(OH)2↓從海水中的Mg2+到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？寫出方程式

？

MgCl2(熔融）

Mg＋Cl2↑電解Mg(OH)2

MgO＋H2O△Mg(OH)2＋2HCl

MgCl2＋2H2O三、母液的利用1、從海水中提取鎂思考？CaO+H2O==Ca(OH)2CaCO3===CaO+CO2↑

高溫海水濃縮酸化濃縮海水Br-通入氯氣海水Cl-、Br2通入空氣水蒸氣(吹入)吸收塔SO2反應(yīng)后富集溴HBr、SO42-通入Cl2Cl-、Br2萃取溴單質(zhì)蒸餾2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl三、母液的利用2、從海水中提取溴——吹出法

工業(yè)規(guī)模提取溴的常用方法是空氣吹出法，工藝過程為：（1）濃縮：海水曬鹽和海水淡化過程中的副產(chǎn)物Br－得到濃縮；（2）氧化：向酸化的濃縮海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)，化學(xué)方程式為

；（3）吹出：向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹出；（4）吸收：含有二氧化硫的吸收塔內(nèi)，溴單質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫溴酸使其與空氣分離，并實現(xiàn)富集，方程式為

；

（5）蒸餾：向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣，方程式為

。2NaBr＋Cl2==2NaCl＋Br2Br2＋SO2＋2H2O==2HBr＋H2SO42HBr＋Cl2==2HCl＋Br2三、母液的利用三、母液的利用海水提溴的工藝流程二氧化硫和水酸和氯氣溴的蒸氣冷凝器富溴海水（即曬鹽母液）吹出塔吸收塔蒸餾塔熱空氣溴化氫溶液氯氣和水蒸氣液溴海水提溴的實驗室模擬裝置2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl2H2O+Br2+SO2==H2SO4+2HBr2HBr+Cl2==Br2+2HCl三、母液的利用萃取:利用A物質(zhì)在B溶劑中的溶解能力小于在C溶劑中的溶解能力,把A物質(zhì)從B溶劑提取到C溶劑里(B和C互不相溶)的分離方法。分液:

是利用兩種液體互不相溶的性質(zhì)將兩種液體分離的方法。萃取劑的選擇：①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中大；②萃取劑與原溶劑不反應(yīng)、不相溶；③萃取劑與溶質(zhì)不反應(yīng)。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+2H++2H2O2I-I2+H2O2==分液漏斗三、母液的利用3、從海水中提取碘1、制備化工產(chǎn)品：制備Mg、K、I2及其他化工產(chǎn)品。2、獲取能量物質(zhì)：提取鈾和重水用來開發(fā)核能。3、開發(fā)利用新型能源：潮汐能、波浪能等。四、海水中其他資源的開發(fā)利用課堂練習(xí)判斷：1、海洋約占地球表面積的71%，因此地球不缺水，人類可以任意使用，不用節(jié)約2、海水淡化的方法中，蒸餾法成本最低3、海水中含量最多的兩種元素為Na元素和Cl元素4、可以通過電解飽和食鹽水的方式獲取金屬鈉和氯氣5、從溴化鉀中獲取單質(zhì)溴發(fā)生了氧化還原反應(yīng)6、除了從海水中獲取淡水和化學(xué)物質(zhì)外，其他就沒有什么價值了×××××√2、許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是