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.了解海水水資源及其利用，能準(zhǔn)確說出海水淡化的方法。2.以海水資源中的氯化鈉為原料，構(gòu)建物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。3.通過海水提溴工藝流程圖的設(shè)計(jì)與分析，形成工業(yè)上提取物質(zhì)的一般思路和方法。課堂導(dǎo)入海水中的化學(xué)元素由于與巖石、大氣和生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無機(jī)物和有機(jī)物。海水中含量最多的O、H兩種元素，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11種元素，其總含量超過99%，其他元素為微量。雖然海水中元素的種類很多，總儲(chǔ)量很大，但許多元素的富集程度卻很低。例如，海水中金元素的總儲(chǔ)量約為5×106t，而1t海水中金元素的含量?jī)H為4×10-6g。海洋還是一個(gè)遠(yuǎn)未充分開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫(kù)。一、海水水資源的利用1、海水淡化2、海水循環(huán)冷卻服務(wù)于火電廠、核電廠的循環(huán)冷卻蒸餾法將海水加熱至沸騰汽化，然后將蒸氣冷凝而得到蒸餾水電滲析法在外加直流電場(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)水中陰、陽(yáng)離子的選擇透過性，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到除鹽的目的離子交換法用陽(yáng)離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陰離子、陽(yáng)離子，得到去離子水蒸餾：分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物，也可除去水等液體中難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)。蒸餾燒瓶冷凝管牛角管沸石一、海水水資源的利用溫度計(jì)水銀球位于蒸餾燒瓶的支管口處冷凝水下進(jìn)上出

二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用—海水制鹽(1)氯堿工業(yè)：(2)制鈉和氯氣：(3)制鹽酸：(4)制漂白劑(84消毒液)：(5)制純堿：2NaCl（熔融）===2Na+Cl2↑電解2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑

+2NaOH電解H2+Cl2===2HCl點(diǎn)燃NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O2NaHCO3===Na2CO3＋CO2↑＋H2O△(飽和食鹽水)二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用—海水提溴二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用—海水提溴海水提溴的方法(吹出法)基本操作：濃縮、氧化、吹出、吸收、蒸餾2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－

富集：海水中溴元素總儲(chǔ)量很大，但富集程度很低；

工業(yè)生產(chǎn)先富集,以節(jié)約成本、降低能耗二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用—其它資源(1)制備化工產(chǎn)品:制備Mg、K、I2及其他化工產(chǎn)品。(2)獲取核能物質(zhì):提取鈾和

用來開發(fā)核能。

(3)開發(fā)利用新型能源:潮汐能、波浪能等。重水課堂小結(jié)海水水資源的利用化水進(jìn)行循環(huán)冷卻海水化學(xué)資源的開發(fā)利用海帶中提取碘海水淡化海水制鹽海水中提取溴海水中提取鎂循環(huán)冷卻①工藝流程：海帶→浸泡→氧化→過濾→提純→碘單質(zhì)。②主要的化學(xué)反應(yīng)原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O或Cl2＋2I－=I2＋2Cl－稀硫酸的作用：增強(qiáng)H2O2的氧化性；抑制I2與水反應(yīng)海帶提碘海帶提碘某同學(xué)為了驗(yàn)證海帶中含有碘,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是 (

)A.步驟③所需玻璃儀器為漏斗、燒杯B.步驟④中H2O2的作用為催化劑C.步驟⑤含碘苯溶液從儀器的下口放出D.粗碘固體中含有少量硫酸鈉固體,可采用升華的方法提純獲得碘單質(zhì)步驟③為過濾操作,所需玻璃儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒,缺少玻璃棒步驟④中H2O2是氧化劑,將I-氧化生成I2,B錯(cuò)誤;D

海水提鎂①分解貝殼(主要成分是CaCO3)、制備Ca(OH)2：

、

。②沉淀Mg2＋：

(離子方程式)。③制備MgCl2：

。④制取Mg：

。CaO＋H2O===Ca(OH)2Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O任

務(wù)核心問題原料產(chǎn)品如何分離出產(chǎn)品？物料是否能夠循環(huán)使用？原料預(yù)處理物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)品分離如何選取、處理原料？確定氧化劑、還原劑考慮理論與實(shí)際資源、成本、反應(yīng)速率元素價(jià)態(tài)角度成本、環(huán)保的角度選最合適的根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的性質(zhì)及含量，選取合適的分離提純方法。如何控制反應(yīng)條件？知識(shí)、方法建立方法模型課堂小練判斷正誤(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)蒸餾操作時(shí)，溫度計(jì)水銀球的位置應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處，測(cè)量蒸氣的溫度(

)×√××O和H元素課堂小練1.下列敘述不正確的是A.蒸餾完畢后，應(yīng)先停止加熱，待裝置冷卻后，停止通水，再拆卸

蒸餾裝置B.蒸餾時(shí)的接收裝置如圖C.冷卻水應(yīng)該從冷凝管的下口進(jìn)水上口出水D.做蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)，在蒸餾燒瓶中應(yīng)加入沸石，以防暴沸，如果在沸騰前發(fā)現(xiàn)

忘記加沸石，應(yīng)立即停止加熱，冷卻后補(bǔ)加√接餾分的錐形瓶不能用塞子密封，否則液體無法正常流下課堂小練2.從淡化海水中提取溴的流程如下：下列有關(guān)說法不正確的是（）A.X試劑可用Na2SO3飽和溶液B.步驟Ⅲ的離子反應(yīng)：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2C.工業(yè)上每獲得1molBr2，需要消耗Cl244.8LD.步驟Ⅳ包含萃取、分液和蒸餾C課堂小練3.海帶中含有碘元素。從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程如圖所示，下列說法正確的是A.步驟①主要在蒸發(fā)皿中進(jìn)行B.步驟③的操作為蒸餾C.步驟④的離子方程式為2I－＋H2O2===I2＋2OH－D.海帶灰中含有的硫酸鹽、碳酸鹽等，在實(shí)驗(yàn)步驟⑤中實(shí)現(xiàn)與碘分離√坩堝過濾2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O課堂小練海水淡化可使用蒸餾法。如圖所示為以自來水為原料制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)回答下列問題。(1)圖