第一節(jié)海洋化學(xué)資源

1、第二單元第二單元 海水中的化學(xué)海水中的化學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 海洋化學(xué)資源海洋化學(xué)資源你見過大海嗎？你見過大海嗎？在你心中大海是什么樣子？在你心中大海是什么樣子？你嘗過苦澀難咽的海水嗎？你嘗過苦澀難咽的海水嗎？你想知道海水為什么苦澀難咽嗎？你想知道海水為什么苦澀難咽嗎？你想知道海水能為人類提供哪些有用的物質(zhì)（資源）嗎？你想知道海水能為人類提供哪些有用的物質(zhì)（資源）嗎？ 海底礦產(chǎn)資源海底礦產(chǎn)資源：（：（蘊藏著大量的煤、石油、天然氣）蘊藏著大量的煤、石油、天然氣）海洋生物資源海洋生物資源：（：（2020多萬種生物）多萬種生物）海洋動力能源：（潮汐，波浪蘊藏著巨大的能量）海洋動力能源：（潮汐，波浪蘊藏著巨

2、大的能量）海洋空間資源：（擁有遼闊空間，建造人工島）海洋空間資源：（擁有遼闊空間，建造人工島）海洋旅游資源：（包括地文景觀、水域風(fēng)光、生物景海洋旅游資源：（包括地文景觀、水域風(fēng)光、生物景觀、天象與氣候景觀四類）觀、天象與氣候景觀四類）海洋化學(xué)資源：海洋化學(xué)資源：（8080多種元素）多種元素）海洋資源的分類：海洋資源的分類：大黃魚大黃魚帶魚帶魚對蝦對蝦墨魚墨魚梭子蟹梭子蟹石斑魚石斑魚天然的蛋白質(zhì)倉庫天然的蛋白質(zhì)倉庫海洋是聚寶盆海洋是聚寶盆海洋生物資源海洋生物資源 海參海參生活在海底，身體柔軟，呈圓柱形，像條黃瓜，生活在海底，身體柔軟，呈圓柱形，像條黃瓜，渾身長滿了肉刺。海參活動十分緩慢，只能靠肌

3、肉的收縮渾身長滿了肉刺。海參活動十分緩慢，只能靠肌肉的收縮和松弛來蠕動。由于沒有眼睛，它無法捕捉到快速移動的和松弛來蠕動。由于沒有眼睛，它無法捕捉到快速移動的動物，只好以吃混在泥沙或珊瑚里的有機沉積物和小動物、動物，只好以吃混在泥沙或珊瑚里的有機沉積物和小動物、植物為生。當海參遇到敵害進攻無法脫身時，可以用植物為生。當海參遇到敵害進攻無法脫身時，可以用“分分身法身法”逃命。海參把身體緊縮起來，將內(nèi)臟迅速從肛門拋逃命。海參把身體緊縮起來，將內(nèi)臟迅速從肛門拋出。海參是高級的滋補品，被列為出。海參是高級的滋補品，被列為“八珍之一八珍之一”。 珊瑚珊瑚不是植物，不是植物，而是一種叫珊瑚蟲的而是一種叫珊

4、瑚蟲的微小的腔腸動物。珊微小的腔腸動物。珊瑚蟲像個肉質(zhì)小口袋，瑚蟲像個肉質(zhì)小口袋，口袋頂部有口，口的口袋頂部有口，口的周圍長滿有絨毛的觸周圍長滿有絨毛的觸手。珊瑚蟲到處漂游，手。珊瑚蟲到處漂游，四海為家，它一旦碰四海為家，它一旦碰到海岸邊到海岸邊 的巖石或的巖石或礁石就會扎根生長。礁石就會扎根生長。 海洋是聚寶盆海洋是聚寶盆海洋生物資源海洋生物資源海帶海帶紫菜紫菜石花菜石花菜狐籃子魚狐籃子魚少女魚少女魚脊尾白蝦脊尾白蝦花蟹花蟹海洋有豐富的化工資源海洋有豐富的化工資源一、海水中的物質(zhì)一、海水中的物質(zhì)海水中溶有哪些物質(zhì)？海水中溶有哪些物質(zhì)？從從“海水中的化學(xué)資源海水中的化學(xué)資源”圖可以得到哪些信息

5、？圖可以得到哪些信息？（請閱讀課文及圖片后回答）（請閱讀課文及圖片后回答）導(dǎo)讀思考題導(dǎo)讀思考題( (一一) )： 人類提取海水中的各種元素，來大量制備對我們有用人類提取海水中的各種元素，來大量制備對我們有用的物質(zhì)。的物質(zhì)。 (1)(1)如何從海水中提取金屬鎂？如何從海水中提取金屬鎂？ (2)(2)其工藝流程是什么？涉及到哪些重要化學(xué)反應(yīng)？其工藝流程是什么？涉及到哪些重要化學(xué)反應(yīng)？導(dǎo)讀思考題（二）：導(dǎo)讀思考題（二）：海水海水或鹵水或鹵水氫氧氫氧化鎂化鎂氯化鎂氯化鎂鎂鎂石灰乳石灰乳鹽酸鹽酸通電通電MgClMgCl2 2 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 = Mg(OH)= Mg(OH)2 2

6、+ CaCl+ CaCl2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2 + 2HCl = MgCl+ 2HCl = MgCl2 2 + 2H+ 2H2 2O OMgClMgCl2 2 = Mg + Cl= Mg + Cl2 2通電通電 海水中本來就有氯化鎂，為什么不直接將海水進行電解海水中本來就有氯化鎂，為什么不直接將海水進行電解來制取金屬鎂？來制取金屬鎂？ 海水中氯化鎂的含量很低，人們想要得到它，首先要使海水中氯化鎂的含量很低，人們想要得到它，首先要使之富集。如果直接用海水做原料，則將其中的氯化鎂轉(zhuǎn)化為之富集。如果直接用海水做原料，則將其中的氯化鎂轉(zhuǎn)化為沉淀就是為了使鎂元素富集；如果以鹵水為原料，則在

7、海水沉淀就是為了使鎂元素富集；如果以鹵水為原料，則在海水曬鹽階段就經(jīng)過了第一次富集。轉(zhuǎn)化為沉淀的目的不僅是為曬鹽階段就經(jīng)過了第一次富集。轉(zhuǎn)化為沉淀的目的不僅是為了進一步富集，還有一個目的是除去其中的氯化鈉等雜質(zhì)。了進一步富集，還有一個目的是除去其中的氯化鈉等雜質(zhì)。富集的方法是化學(xué)上常用的，如蒸發(fā)濃縮等。富集的方法是化學(xué)上常用的，如蒸發(fā)濃縮等。海水提取鎂的工藝流程圖海水提取鎂的工藝流程圖從海水中提取鎂從海水中提取鎂 貝殼貝殼(CaCO(CaCO3 3) ) 煅燒煅燒 石灰石灰(CaO) (CaO) H H2 2O O 石灰乳石灰乳(Ca(OH)(Ca(OH)2 2) ) Mg(OH)Mg(OH)

8、2 2（白色）（白色） 稀鹽酸；蒸發(fā)結(jié)晶稀鹽酸；蒸發(fā)結(jié)晶 MgClMgCl2 26H6H2 2O O MgClMgCl2 2 電解電解 Mg Mg + +海水（海水（MgMg2+2+等）等） 熔融熔融 CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2+MgCl+MgCl2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl=MgCl+2HCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O O 蒸發(fā)結(jié)晶得蒸發(fā)結(jié)晶得 MgClMgCl2 26H6H2 2O O CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+C

9、O2 2 高溫高溫=MgClMgCl2 2 Mg+ClMg+Cl2 2 通電通電=MgClMgCl2 26H6H2 2O MgClO MgCl2 2+6H+6H2 2O O =海水變肥料海水變肥料 鉀元素在海水中占第六位，共有鉀元素在海水中占第六位，共有600600萬萬億噸。氯化鉀，是我們從海水中提取的肥億噸。氯化鉀，是我們從海水中提取的肥料。鉀肥肥效快，易被植物吸收，不易流料。鉀肥肥效快，易被植物吸收，不易流失。鉀肥能使農(nóng)作物莖稈長得強壯，防止失。鉀肥能使農(nóng)作物莖稈長得強壯，防止倒伏，促進開花結(jié)實，增強抗寒、抗病蟲倒伏，促進開花結(jié)實，增強抗寒、抗病蟲害能力。海水中提鉀主要用來制造鉀肥。害能力

10、。海水中提鉀主要用來制造鉀肥。此外，鉀在工業(yè)上可用于制造含鉀玻璃，此外，鉀在工業(yè)上可用于制造含鉀玻璃，這種玻璃不易受化學(xué)藥品腐蝕，常用于制這種玻璃不易受化學(xué)藥品腐蝕，常用于制造化學(xué)儀器和裝飾品。鉀還可以制造軟皂，造化學(xué)儀器和裝飾品。鉀還可以制造軟皂，可用作洗滌劑。鉀鋁礬（明礬）可用作凈可用作洗滌劑。鉀鋁礬（明礬）可用作凈水劑。水劑。海水提溴海水提溴茫茫大海是化學(xué)元素溴的茫茫大海是化學(xué)元素溴的“故鄉(xiāng)故鄉(xiāng)”，地球上地球上9999以上的溴都在海水中，可謂以上的溴都在海水中，可謂源源溴素海中來。海水中溴含量約為源源溴素海中來。海水中溴含量約為6565毫克毫克/ /升，總量達升，總量達100100萬億噸

11、。萬億噸。我國我國19671967年開始用年開始用“空氣吹出法空氣吹出法”進行海水直接提溴，進行海水直接提溴，19681968年取得成功。年取得成功?，F(xiàn)在青島、連云港、廣西的北海等地相現(xiàn)在青島、連云港、廣西的北海等地相繼建立了提溴工廠，進行試驗生產(chǎn)。繼建立了提溴工廠，進行試驗生產(chǎn)?！皹渲椒渲椒ā焙Ｋ徜逡灿诤Ｋ徜逡灿?9721972年試年試驗成功。驗成功。鈾棒鈾棒海洋海洋化學(xué)元素的故鄉(xiāng)化學(xué)元素的故鄉(xiāng)含量最大的食鹽資源含量最大的食鹽資源輕金屬鎂資源輕金屬鎂資源用途廣泛的溴、碘資源用途廣泛的溴、碘資源原子能反應(yīng)堆燃料鈾資源原子能反應(yīng)堆燃料鈾資源重要的鉀肥資源重要的鉀肥資源生物工程制氫能

12、源生物工程制氫能源潛力巨大的重水能源潛力巨大的重水能源海洋淡水資源海洋淡水資源 導(dǎo)讀思考題（三）：導(dǎo)讀思考題（三）：1.1.海底蘊藏著哪些礦物資源？海底蘊藏著哪些礦物資源？2.2.為什么為什么“可燃冰可燃冰”被譽為被譽為2121世紀能源？世紀能源？3.3.什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？4.4.海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開發(fā)和利用海洋資源的同時應(yīng)如何保護海洋資源？發(fā)和利用海洋資源的同時應(yīng)如何保護海洋資源？二、海底礦物二、海底礦物海洋礦產(chǎn)資源海洋礦產(chǎn)資源濱海沙礦濱海沙礦石油、天然氣石油、天

13、然氣煤、硫、磷煤、硫、磷錳結(jié)核、海底錳結(jié)核、海底熱液礦床熱液礦床拖網(wǎng)獲取拖網(wǎng)獲取錳結(jié)核礦錳結(jié)核礦大洋錳結(jié)核大洋錳結(jié)核導(dǎo)讀思考題（三）：導(dǎo)讀思考題（三）：1.1.海底蘊藏著哪些礦物資源？海底蘊藏著哪些礦物資源？煤、石油、天然氣等化煤、石油、天然氣等化石燃料；天然氣水合物石燃料；天然氣水合物可燃冰；錳結(jié)核（含有錳、可燃冰；錳結(jié)核（含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等鐵、鎳、銅、鈷、鈦等2020多多種金屬元素）。種金屬元素）。2.2.為什么為什么“可燃冰可燃冰”被譽為被譽為“未來能源未來能源”“”“2121世紀能源世紀能源”？可燃冰在海底儲量大，產(chǎn)能多，且燃燒后幾乎不產(chǎn)生任可燃冰在海底儲量大，產(chǎn)能多，且燃燒

14、后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣或廢氣。何殘渣或廢氣。全世界全世界“可燃冰可燃冰”的儲量估計可達的儲量估計可達1.871.87101017 17 m m3 3，而，而1 m1 m3 3 “ “可燃冰可燃冰”可釋放可釋放164 m164 m3 3甲烷，是目前煤、石甲烷，是目前煤、石油、天然氣總儲量的油、天然氣總儲量的2 2倍。倍。請寫出甲烷請寫出甲烷（CHCH4 4）燃燒的化學(xué)方程式燃燒的化學(xué)方程式 點燃點燃 CHCH4 4 + 2O+ 2O2 2 = CO= CO2 2 + 2H+ 2H2 2O O3.3.什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？什么是錳結(jié)核？錳結(jié)核里主要有哪些元素？錳結(jié)核是錳結(jié)核是70 7

15、0 年代才大量發(fā)現(xiàn)的著名的深海礦產(chǎn)。褐色的年代才大量發(fā)現(xiàn)的著名的深海礦產(chǎn)。褐色的錳結(jié)核，外觀像土豆，切片來看，一層層的又錳結(jié)核，外觀像土豆，切片來看，一層層的又像像蔥頭。這種結(jié)蔥頭。這種結(jié)核體往往是以貝殼、珊瑚、魚牙、魚骨為核心，把其它物質(zhì)聚核體往往是以貝殼、珊瑚、魚牙、魚骨為核心，把其它物質(zhì)聚集在周圍。生長速度很緩慢，大約集在周圍。生長速度很緩慢，大約1000 1000 年生長年生長1 1 毫米，有的毫米，有的100 100 萬年才生長萬年才生長4 4 毫米。錳結(jié)核含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦毫米。錳結(jié)核含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等等20 20 多種元素。其經(jīng)濟價值很高，估計在太平洋的分布面積

16、約多種元素。其經(jīng)濟價值很高，估計在太平洋的分布面積約為為1800 1800 萬平方公里，全世界多金屬結(jié)核總儲量可達萬平方公里，全世界多金屬結(jié)核總儲量可達30 00030 000億噸。億噸。這樣就含有煉錳鋼用的錳有這樣就含有煉錳鋼用的錳有4000 4000 億噸，煉不銹鋼的鎳有億噸，煉不銹鋼的鎳有164 164 億億噸，煉超硬度鋼的鈷有噸，煉超硬度鋼的鈷有58 58 億噸，用途廣泛的銅有億噸，用途廣泛的銅有88 88 億噸億噸。 導(dǎo)讀思考題（三）：導(dǎo)讀思考題（三）：4.4.海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開海洋資源包括哪些？海洋中的資源可以再生嗎？在開發(fā)和利用海洋資源的同時應(yīng)如何保護

17、海洋資源？發(fā)和利用海洋資源的同時應(yīng)如何保護海洋資源？海洋資源包括：海水化學(xué)資源、海底礦物資源、海洋生海洋資源包括：海水化學(xué)資源、海底礦物資源、海洋生物資源和海洋動力資源。物資源和海洋動力資源。海洋中的資源除煤、石油、天然氣等化石燃料外大多可以海洋中的資源除煤、石油、天然氣等化石燃料外大多可以再生。再生。為保護海洋資源，世界各國采取了多種措施，如海洋環(huán)境為保護海洋資源，世界各國采取了多種措施，如海洋環(huán)境立法、建立海洋自然保護區(qū)、加強海洋環(huán)境監(jiān)測、提高消立法、建立海洋自然保護區(qū)、加強海洋環(huán)境監(jiān)測、提高消除海洋污染的技術(shù)水平、禁止過度捕撈海洋生物資源等。除海洋污染的技術(shù)水平、禁止過度捕撈海洋生物資源

18、等。設(shè)問與質(zhì)疑：設(shè)問與質(zhì)疑：1.1.地球上的水資源很豐富，為什么淡水資源日益短缺？地球上的水資源很豐富，為什么淡水資源日益短缺？2.2.人們采用什么方法解決淡水資源危機問題？人們采用什么方法解決淡水資源危機問題？3.3.用什么方法能除去海水中的鹽得到淡水？用什么方法能除去海水中的鹽得到淡水？海水淡化海水淡化常用蒸餾法常用蒸餾法三、海水淡化三、海水淡化海水淡化海水淡化多級閃急蒸餾法多級閃急蒸餾法( (目前最常用的方法）目前最常用的方法）多級閃急蒸餾法：多級閃急蒸餾法： 在一定的壓力下，把經(jīng)過預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個在一定的壓力下，把經(jīng)過預(yù)熱的海水加熱至某一溫度，引入第一個閃蒸室，降壓使海水閃急蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，閃蒸室，降壓使海水閃急蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽在熱交換管外冷凝而成淡水，而留下的海水，溫度降到相應(yīng)的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以后各而留下的海水，溫度降到相應(yīng)的飽和溫度。依次將濃縮海水引入以后各閃蒸室逐級降壓，使其閃急蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水。閃蒸室的個數(shù)，閃蒸室逐級降壓，使其閃急蒸發(fā)，再冷凝而得到淡水。閃蒸室的個數(shù)，稱為級數(shù)，最常見的裝置有稱為級數(shù)，