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人教版高一化学必修二4.1.2海水资源的开发利用(共25页)
3.如果实行海水淡化来供居民用水,下列方法中在原理上完全不可行的 是( A )
A.加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化(胶体吸附不溶性杂质) B.利用太阳能使海水升温,通过蒸馏而使其淡化 C.将海水缓慢降温凝固以获取淡水(降温结晶) D.将海水通过离子交换树脂以除去各种离子
4.从海藻灰中提取碘的方法:往海藻灰浸取液中通入Cl2后,用升华方法 将置换的碘提纯。但浸取液中通入Cl2时会生成少量性质类似于Cl2的ICl和 IBr,为了消除这两种杂质,使其中的碘完全游离出来,可加入适量的( B )
二、海水化学资源的利用 3.海水提镁
贝壳 煅烧 CaO 水 石灰乳
浓缩海水 Mg+Cl2
引入 沉淀池
电解
MgCl2
过滤 脱水
Mg(OH)2 盐酸、浓缩
MgCl2·6H2O
循环 HCl
写出海水提镁过程相关化学反应方程式相关的化学反应方程式:
CaCO3 == CaO + CO2 ↑
CaO + H2O = Ca (OH)2
5、海水中蕴藏的资源-海洋能源的利用
海水运动中蕴藏着巨大的能量,这些能量属于可再生能源且无污染,但是, 它们能量密度很小,要开发利用必须采用特殊的能量转换装置,现在,具有 商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电,但是工程投资较大,效益也不高
以海水资源为例,海水水资源的利用和海水化学资源的利用具 有非常广阔的前景
回忆粗盐提纯实验
食盐的用途:
水
食用
NaCl
饱和溶液
纯碱
钠
氢气
氯气
氢氧化钠
冶炼金属
盐酸
消毒液
合成农药
造纸、玻璃、肥皂等
写出相关的化学反应方程式
写出相关的化学反应方程式:
电解
2NaCl(熔融) 2Na Cl2 (制钠和氯气)
电解
2NaCl 2H2O 2NaOH Cl2 H2 (氯碱工业)
4、海水中蕴藏的资源-海洋矿产资源
大陆架浅海海底,埋藏着丰富的石油天然气以及煤、硫、磷等矿产资源,在 近岸带的滨海砂矿中,富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产 ,在多数海盆中,广泛分布着深海锰结核,它们是未来可利用的潜力最大的 金属矿产资源
资料:海底石油:1350亿吨 天然气:140万亿立方米 镁、钾、铀、锶等矿物: 5亿亿吨(液体矿山) 锰结核:3万亿吨
地球表面虽然有71%被水覆盖,但其中97.2%是海水, 在2.8%的淡水中,又有69%是人类难以利用的两极 冰盖。 人类可用淡水只占全球水总量的0.77%
海水可以直接作为工业冷却水源,也是取之不尽的淡化水源,发展海水淡化 技术,向海洋要淡水,是解决世界淡水不足的重要途径之一。
2、海水中蕴藏的资源-海洋化学资源
B.进行①、②、③步操作的目的是从海水中提取氯化镁
C.第④步电解时会产生氯气
D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应、复分解反应 和置换反应
2.许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要通过化学变化就
能够从海水中获得的物质是( D )
A.氯、溴、碘
B.钠、镁、铝
C.烧碱、氢气
D.食盐、淡水
3.海水淡化的其他方法
太阳能蒸发法原理:利用太阳能使水蒸发为水蒸气,冷却后得到淡水 电渗析法:用离子交换膜淡化海水的技术,阴阳离子交换膜交替排列,通电 后阴阳离子在电场作用下向向阳极、阴极移动,达到分离目的 离子交换法:利用离子交换树脂使溶液中的离子与树脂上官能团发生交换, 进行海水淡化的方法。
二、海水化学资源的利用 1.海水制盐: 先将海水引入盐田的蒸发池,经日晒蒸发水分到一定程度时,再倒入结晶 池,继续日晒,海水就会成为食盐的饱和溶液,再晒就会逐渐析出食盐来。 这时得到的晶体就是粗盐。剩余的液体称为母液,可从母液中提取多种化 工原料。
第四章
化学与自然资源的开发利用
第1节 开发利用金属矿物和海水资源 第2课时 海水资源的开发利用
学习目标
1.了解海水淡化的几种方法,掌握蒸馏的原理及方法 2.掌握海水中提取溴、碘、镁的过程及原理,能够用化学语言描述 其原理 3.了解海洋资源综合利用的重要意义,培养环境保护的意识
海水中蕴藏的资源及其开发意义
A.CaO
B.KI
C.H2O
D.酒精
解析:ICl和IBr与Cl2性质相似,可将KI氧化为碘单质,从而消除杂质
5.从海水提取溴的过程中,有如下反应:5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+ 3Na2SO4+3H2O,与上述反应在原理上最相似的反应是( C )
A.2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl B.AlCl3+3NaAlO2+6H2O===4Al(OH)3↓+3NaCl C.2H2S+SO2===3S↓+2H2O D.Cl2+H2O===HCl+HClO 解析:在5NaBr+NaBrO3+3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O的反应中, Br-被BrO3(-)氧化,生成Br2,在四个答案中只有C项中被氧化和被还原的 元素为不同价态的同一元素硫,最后生成单质硫,二者原理相同
MgCl 2 Ca(OH )2 Mg(OH )2 CaCl 2
Mg(OH )2 2HCl MgCl 2 2H2O
HCl
MgCl2
6H2O
MgCl2
6H2O
电解
MgCl(2 熔融) Mg Cl2
4.海带中提碘 阅读P91实验4-2,观看视频海带中含有碘元素的检验,描述实验现象
①称取3g干海带,用刷子把干海带表面的附着物刷净。将海带剪碎,用 酒精润湿后,放在坩埚中。用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚,至海带完全 成灰,停止加热,冷却。 ②将海带灰转移到小烧杯中,向烧杯中加入10mL蒸馏水,搅拌、煮沸 2min-3min,使可溶物溶解,过滤。 ③在滤液中滴入几滴稀硫酸(3mol/L),再加入约1mLH2O2(质量分数 为3%),观察现象,加入几滴淀粉溶液,观察现象。
一、海水水资源的利用 1.海水水资源的利用:海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却 2.海水淡化主要方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法 ①蒸馏装置
②蒸馏原理: 加热到水的沸点,液态水变为水蒸气 与海水中的盐分离,水蒸汽冷凝得到淡水。
蒸馏法历史悠久,技术工艺较为成熟,但成本较高,因此,海水淡化与化 工生产相结合,与能源技术相结合,成为海水综合利用的重要方向
海水
提取 精盐
浓缩海水 (苦卤)
H2SO4酸化 Cl2置换
含Br2的海水
空气吹出
含Br2的空气
SO2 吸收
吸收液
Cl2 含Br2的水溶液
蒸馏 溴蒸汽 冷凝、分离 液溴
粗溴水
相关的化学反应方程式:
Cl 2 2Br Br2 2Cl
Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 2HBr Cl2 2HCl Br2
海水中可供提取的化学资源达70多种,目前开发达到工业规模的有食盐、镁、 溴、淡水等。海水中元素种类多总储量大,但许多元素富集程度低。如金元 素总量约5*106吨,而1海水中含量仅为4*10-6g。因此,海洋是一个远未被开 发的巨大的资源宝库。
3、海水中蕴藏的资源-海洋生物资源
海洋中有20多万种生物 ,其中动物18万种,包括16000多种鱼类。远古时 代 ,人类就开始捕捞和采集海产品, 随着渔具渔船探鱼技术的改进,大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中 的鱼虾贝藻等组成的海洋生物资源,除了可直接捕捞供食用和药用 还可通过养殖增殖等途径实现可持续利用
海洋中有丰富的资源,在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速 增长的矛盾日益突出的情况下,开发利用海洋中丰富的资源,已是历史发 展的必然趋势。目前,人类开发利用的海洋资源,除了海水水资源的利用, 主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海洋矿产资源和海洋能源四类。
1、海水中蕴藏的资源-海洋水资源 从太空观察地球,地球是一个美丽蔚蓝色的星球,海洋资源丰富 海洋约占地球表面积71%, 海洋水资源:海水中水的储量约为1.3X109 亿吨 ,约占全球总水量的97%
海水中已发现元素80多种,其中O、H(主要元素)及Cl、Na、K、Mg、 Ca、S、C、F、B、Br、Sr(常量元素)13种元素的质量占总量的99%, 如NaCl约4亿亿吨,Mg约1800万亿吨,K有500万亿吨,Br约有90万亿吨
铀和重水目前是核能开发的重要原料,海水中铀多达45亿吨是已知陆 地铀矿储量的4500倍。氘有50亿吨足够人类用上千万年
点燃
Cl2 H2 2HCl (制备盐酸)
Cl 2 2NaOH NaCl NaClO H2O (制漂白液)
NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加) =NH4Cl+NaHCO3↓ (侯氏制碱法)
二、海水化学资源的利用
2.海水提溴:阅读教材P91,写出海水提溴的流程,写出相关化学反应方程式
当堂检测
1.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按照以 下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳 ②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、 过滤、洗涤沉淀物 ③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物 ④ 将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是( D ) A.此法的优点之一是原料来源丰富
实验现象: 加入H2O2溶液后,溶液由无色变为黄色;加入淀粉溶液后,溶液变为蓝色。
海带
总结海带中提取碘的流程及主要化学反应方程式
灼烧
溶解过滤 海带灰
残渣 含I-滤液
氧化剂
I2
提纯
萃取分液
含I2的有机溶液
含I2的溶液
化学方程式: 2KI + H2O2 + H2SO4=== I2+ K2SO4 + 2H2O或Cl2+2KI=2KCl+I2