高一化學(xué)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》 省賽獲獎-精講版課件

1、一、海水中蘊(yùn)藏的資源及其開發(fā)意義海洋水資源：海水中水的儲量約為1.3109億噸，約占全球總水量的97。 化學(xué)資源：含元素80多種，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100多種化學(xué)元素，在海水中已找到80多種，其中70多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有4億億噸，鎂約有1800萬億噸，鉀有500萬億噸，溴約有90萬億噸，核燃料約40億噸50億噸。礦產(chǎn)資源：海洋中所貯存的各種礦物約500億噸。通常只要每平方米有5的礦物。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。生物資源：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)

2、殖、增殖等途徑還可實現(xiàn)可持續(xù)利用。海洋生物品種繁多，我國就有20278種，其中入藥的有700種。能源：海水運動中蘊(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。 空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個部分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運輸擴(kuò)大到生產(chǎn)、通信、電力輸送、儲藏、文化娛樂等諸多領(lǐng)域。我國擁有18000公里的大陸海岸線，管轄的海域面積近300萬平方公里。二、海水淡化海水中水資源的利用：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。海水

3、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)物和有機(jī)物，按含量計，水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種超過總量的99%，其他為微量元素，總計含有80多種元素。 海洋有取之不盡的化學(xué)資源。1海水中含有的各種元素的特點：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制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。 思考：鹽田法 制得的粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，請

4、設(shè)計實驗室除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+離子的方法（需要儀器及實驗步驟）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；在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶即可。(2)從海水中提取溴的主要工藝流程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)化為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(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：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：2HBr+Cl2

5、=2HCl+Br2(3)從海帶中提取碘的實驗反應(yīng)原理 海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時用適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O 提取流程含碘單質(zhì)的有機(jī)溶液含碘單質(zhì)的溶液試劑殘渣含碘元素的溶液溶解過濾海帶灰灼燒海帶（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。 將海帶剪碎，用酒精潤濕（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，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10ml蒸餾水，攪拌，煮沸2min3min，使可溶物溶

6、解，過濾。實驗方法（4）向濾液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1ml H2O2溶液，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。 實驗注意事項海帶不要用水洗，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)。 3.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（1）從海水中提取淡水海水淡化（2）海水制鹽（3）從海水中提取鎂、鉀、溴、碘等化工 產(chǎn)品（4）從海水中獲取鈾和重水作為核能開發(fā) 的重要原料（5）從海水中獲取其他物質(zhì)和能量課堂練習(xí) 海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： （1）若在空氣中加熱MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或Mg

7、O，寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式_。MgCl26H2O = MgO+HCl+5H2O MgCl26H2O = Mg(OH)Cl+HCl+5H2O 用電解法制取金屬鎂時，需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl26H2O時，能得到無水MgCl2，其原因是： 在干燥的HCl氣流中，抑制了MgCl2水解，且?guī)ё進(jìn)gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水氣，故能得到無水MgCl2 （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實驗步驟。 加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過濾，沉淀用水洗滌。 （3）實驗室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的：溶解過濾蒸發(fā)攪拌，加速溶解 使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外灑 攪拌，防止因局部過熱液滴或晶體飛濺 (4)獲得HCl的反應(yīng)為2CH4+O2+4Cl2=2