【化學(xué)】412《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》課件（新人教版必修2）

1、 第一節(jié)第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物開發(fā)利用金屬礦物 和海水資源和海水資源 （第（第2課時(shí)）課時(shí)）一、海水中蘊(yùn)藏的資源及其開發(fā)意義一、海水中蘊(yùn)藏的資源及其開發(fā)意義海洋水資源：海洋水資源：海水中水的儲量約為海水中水的儲量約為1.31.310 109 9億噸，億噸，約占全球總水量的約占全球總水量的9797。 化學(xué)資源：化學(xué)資源：含元素含元素8080多種，多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學(xué)海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學(xué)資源。目前，在陸地上發(fā)現(xiàn)的多種化學(xué)元素，在海水中已找到資源。目前，在陸地上發(fā)現(xiàn)的多種化學(xué)元素，在海水中已找到多種，其中多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有億億噸，多種

2、，其中多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有億億噸，鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，溴約有萬億噸，核燃鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，溴約有萬億噸，核燃料約億噸億噸。料約億噸億噸。礦產(chǎn)資源：礦產(chǎn)資源：海洋中所貯存的各種礦物約海洋中所貯存的各種礦物約500500億噸。通常只億噸。通常只要每平方米有要每平方米有5 5的礦物。的礦物。錳結(jié)核、可燃冰、砂和礫石，錳結(jié)核、可燃冰、砂和礫石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等?？臻g資源：空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個(gè)部海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個(gè)部分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸擴(kuò)大到生產(chǎn)、通信、

3、分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸擴(kuò)大到生產(chǎn)、通信、電力輸送、儲藏、文化娛樂等諸多領(lǐng)域。電力輸送、儲藏、文化娛樂等諸多領(lǐng)域。我國擁有我國擁有1800018000公公里的大陸海岸線，管轄的海域面積近里的大陸海岸線，管轄的海域面積近300300萬平方公里。萬平方公里。能源：能源：海水運(yùn)動中蘊(yùn)藏著巨大的能量，包括潮海水運(yùn)動中蘊(yùn)藏著巨大的能量，包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上水能資源，它們都屬于可再鹽差能資源、海上水能資源，它們都屬于可再生能源，而且沒有污染。生能源，而且沒有污染。 生物資源：生物資源：由魚、蝦、貝、藻等組成的海洋生

4、物資源，由魚、蝦、貝、藻等組成的海洋生物資源，除了直接捕撈供食用和藥用外，通過養(yǎng)殖、增殖等途除了直接捕撈供食用和藥用外，通過養(yǎng)殖、增殖等途徑還可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。徑還可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。海洋生物品種繁多，我國就海洋生物品種繁多，我國就有有2027820278種，其中入藥的有種，其中入藥的有700700種。種。二、海水淡化二、海水淡化海水中水資源的利用：海水中水資源的利用：主要包括海水的淡化主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從海水和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻。通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的。以達(dá)到淡化海水的目的

5、。 海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。三、海水中的化學(xué)資源三、海水中的化學(xué)資源 由于與巖石、大氣、生物的相互作用，由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮有大量的無機(jī)物和有海水中溶解和懸浮有大量的無機(jī)物和有機(jī)物，按含量計(jì)，水中的機(jī)物，按含量計(jì)，水中的H H、O O兩種元素，兩種元素，加上加上ClCl、NaNa、K K、MgMg、CaCa、S S、C C、F F、B B、BrBr、SrSr等等11 11種超過總量的種超過總量的99%99%，其他為微，其他為微量元素，總計(jì)含有量元素，總計(jì)含有8080多種元素。多種元素。 海洋有海洋有取之不盡的化學(xué)資源。取之不盡的化學(xué)資源

6、。1海水中含有的各種元素的特點(diǎn)： 種類多，總儲量大，富集程度低。因種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。富集的問題。2從海水中提取物質(zhì)的方法從海水中提取食鹽的主要工藝流程從海水中提取食鹽的主要工藝流程 從海水中從海水中制取鹽的方法制取鹽的方法主要有：鹽田主要有：鹽田法、電滲析法法、電滲析法和冷凍法。和冷凍法。 鹽田法鹽田法 制得的制得的粗鹽中含較多的氯化粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，鎂和氯化鈣及泥沙，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去去NaClNaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、CaCa2 2+ +、MgMg2 2+ +離

7、離子的方法（需要儀器及實(shí)驗(yàn)步驟）子的方法（需要儀器及實(shí)驗(yàn)步驟） 先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化鈣，再加入稍過量的碳酸鈉溶液，過濾；鈣，再加入稍過量的碳酸鈉溶液，過濾；在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶即可。即可。思考：思考：(2)從海水中提取溴的主要工藝流程從海水中提取溴的主要工藝流程用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。 用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化向酸化的海水中通入適量

8、的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣： 2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2海帶中的碘元素主要以海帶中的碘元素主要以I I-

9、 -的形式存在，的形式存在，提取時(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸商崛r(shí)用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊 I2,2,再再萃取出來。萃取出來。 用用H H2 2O O2 2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I2I- -+H+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=I=I2 2+2H+2H2 2O O (3)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)提取流程提取流程反應(yīng)原理反應(yīng)原理 含碘單質(zhì)的含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液有機(jī)溶液含碘單質(zhì)含碘單質(zhì)的溶液的溶液試劑試劑殘殘?jiān)庠睾庠氐娜芤旱娜芤汉：芙馊芙膺^濾過濾海海帶帶灰灰灼燒（1）稱取）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷干

10、海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有凈（不要用水洗，有I-）。）。 將海帶剪碎，用酒精潤濕將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。（便于灼燒）后，放在坩堝中。 （2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。停止加熱，冷卻。 （3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入10ml蒸餾水，攪拌，煮沸蒸餾水，攪拌，煮沸2min3min，使可溶物溶，使可溶物溶解，過濾。解，過濾。 （4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1ml H2O2溶溶液，觀察現(xiàn)象。液，觀察現(xiàn)象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。 3.3.海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例（如下圖）海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例（如下圖）海水資源的開發(fā)利用簡述海水資源的開發(fā)利用簡述