8.1.2海水資源的開發(fā)和利用課件高一下學(xué)期化學(xué)人教版

第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用第2課時(shí)海水資源的開發(fā)和利用第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展

(1)廣闊性(2)多樣性由于與巖石、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，按含量計(jì)，H2O中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素超過總量的99%。(3)分散性雖然海水中元素種類多，總儲量大，但許多元素的富集程度卻很低海水資源的特點(diǎn)海水資源新型能源化學(xué)資源水資源(1)從海水提取鈾和重水，用于核能開發(fā)。(2)開發(fā)潮汐能、波浪能等新型能源。海水中水的儲量約為1.3×1018t，約占地球上總水量的97％。地球上的水資源很豐富，但可供人類使用的淡水僅占地球總水量的0.3%且在時(shí)間和空間上分布不均衡。海水水資源的利用主要包括海水淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等海水中最多的物質(zhì)1.海水水資源的開發(fā)利用(1)利用途徑：海水的淡化直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻(2)海水淡化：①提取淡水：②從海水中把鹽分離出去電滲析法離子交換法蒸餾法反滲透法歷史最久、工業(yè)成熟、成本較高(3)海水的蒸餾①主要儀器：A_______，B_________，C_______。②冷卻水的流向：___口進(jìn)，___口出。③B中加入碎瓷片的目的是_____________。冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶ab防止液體暴沸海水淡化-電滲析法示意圖原理：在外加直流電場作用下，利用離子交換膜對溶液中離子的選擇透過性，使溶液中陰、陽離子發(fā)生離子遷移，分別通過陰、陽離子交換膜而達(dá)到除鹽或濃縮的目的。海水淡化-反滲透法原理：利用孔徑比1nm還小的半透膜濾去鹽分來制取淡水。利用只允許溶劑透過、不允許溶質(zhì)透過的半透膜，將海水與淡水分隔開。在通常情況下，淡水通過半透膜擴(kuò)散到海水一側(cè)，從而使海水一側(cè)的液面逐漸升高，直至一定的高度才停止，這個(gè)過程為滲透。此時(shí)，海水一側(cè)高出的水柱靜壓稱為滲透壓。示意圖海水淡化-離子交換法原理：利用離子交換樹脂的活性基團(tuán)與鹽水中的陽離子和陰離子進(jìn)行交換，除去海水中鹽分制取淡水的方法，也就是說離子交換樹脂將海水中的“離子”幾乎全部“截流”了。示意圖直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻服務(wù)于火電廠、核電廠的循環(huán)冷卻先將海水(或海邊地下鹵水)引入蒸發(fā)池，經(jīng)日曬蒸發(fā)水分到一定程度時(shí)，導(dǎo)入結(jié)晶池，再曬就會逐漸析出食鹽來。這時(shí)得到的晶體就是我們常見的“粗鹽”。剩余的液體稱為母液(也稱“苦鹵”)。海水蒸發(fā)池結(jié)晶池粗鹽母液1、海水制鹽目前，從海水中提取食鹽的方法主要為“鹽田法”，這是一種古老而至今仍廣泛沿用的方法。海水引入鹽田風(fēng)吹日曬飽和食鹽水粗鹽提純NaCl可溶性雜質(zhì)：Ca2+、Mg2+、SO42-過濾除去泥沙BaCl2除雜試劑：Na2CO3NaOH先加BaCl2，后加Na2CO3先過濾后再加稀鹽酸蒸發(fā)結(jié)晶①氯堿工業(yè)：電解飽和食鹽水，可生產(chǎn)氫氧化鈉、氫氣和氯氣?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式：____________________________________。a.制鹽酸：。b.制漂白劑(84消毒液)：_________________________________。②制鈉和氯氣：__________________________。③制純堿：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NH4Cl＋NaHCO3↓；

____________________________________。2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O2NaHCO3(2)海水制鹽從海水中制得的氯化鈉，可以食用，同時(shí)也是生產(chǎn)燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等的化工原料。氯堿工業(yè)產(chǎn)品2、“吹出法”海水提溴③熱空氣吹出海水濃縮海水(Cl-)吸收塔用SO2吸收濃縮海水(Cl-、Br2)Br-SO42-濃縮酸化通入Cl2(氧化)通入熱空氣或水蒸氣(吹出)通入Cl2(提取)Br2、Cl-蒸餾分離溴單質(zhì)海水曬鹽和海水淡化的過程中Br-得到濃縮Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr向經(jīng)過酸化的濃縮海水中通入Cl2，將Br-氧化為Br2利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣或水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收Cl2+2Br-=2Cl-+Br2基本操作：濃縮海水曬鹽和海水淡化的過程中副產(chǎn)物Br－得到濃縮氧化向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化成Br2吹出利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出溴蒸氣吸收吹出的溴蒸氣用SO2吸收氧化向吸收塔反應(yīng)后溶液中通適量Cl2，再次將Br-氧化分離富集后的Br2通過蒸餾得到液溴②氧化、吸收環(huán)節(jié)主要離子方程式：______________________、________________________________。2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－思考1：通入二氧化硫?qū)鍐钨|(zhì)還原后再通入氯氣生成溴單質(zhì)，是不是多此一舉？將溴濃縮（富集溴元素），提高Br2的提取率思考3：為什么要酸化？思考2:為何選擇氧化劑氯氣來氧化Br-？①氯氣的氧化性大于溴②氯氣的成本③生成物對環(huán)境無污染抑制氯氣或溴單質(zhì)與海水反應(yīng)，并且只能用稀硫酸海帶海帶灰浸泡過濾灼燒殘?jiān)琁-的溶液稀H2SO4H2O2含I2的溶液含I2的有機(jī)溶液萃取分液2H++2I-+H2O2==I2+2H2O氧化(4)海帶提碘蒸餾I2注意事項(xiàng)：1.海帶不能水洗，以免洗去其中的碘元素。2.海帶可提前用酒精潤濕以充分灼燒。3、海水提鎂涉及反應(yīng)建立方法模型——自然界提取物質(zhì)的一般工業(yè)流程和思維方法工業(yè)原料中間產(chǎn)物1中間產(chǎn)物2目標(biāo)產(chǎn)品富集轉(zhuǎn)化①酸堿性②氧化性①除去雜質(zhì)②提純產(chǎn)物分離提純?nèi)蝿?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)品分離如何選取原料？如何處理原料？1、從資源、成本角度考慮；2、從反應(yīng)速率、提高效率角度。1、從元素價(jià)態(tài)的角度分析是否需要選取氧化劑或還原劑？2、從成本、環(huán)保的角度選取最合適的試劑。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？如何選取氧化劑？還原劑？知識、方法1.我國歷來十分重視海水資源的綜合利用，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是()A.利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.海水蒸發(fā)制海鹽的過程中發(fā)生了化學(xué)變化C.海水中含有溴元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到溴單質(zhì)D.從海水中可以得到MgCl2，電解熔融MgCl2可制備MgD2.從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下，下列說法不正確的是（）A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B．步驟⑥電解MgCl2溶液得到金屬M(fèi)gC．制備過程中產(chǎn)生的氯氣可以用來制備鹽酸，循環(huán)使用D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程圖如右所示：(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是______________________。(2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。(3)步驟②中，用熱空氣將Br2吹出，利用溴的性質(zhì)為_______，從步驟②到步驟④的目的是__________________________。2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr易揮發(fā)將溴濃縮，提高Br2的提取率(4)從理論上考慮，下列物