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课件网) 海水资源 的开发利用 第八章 化学与可持续发展 1.能够说出海水中富含的元素,了解目前海水中可以提取哪些资源,知道开发、利用海洋资源的重要性 2.通过了解海水淡化、海水制盐的方法,进一步加深对物质分离和提纯方法的理解 3.以海水提镁、海水提溴为例,用化学视角找到物质转化、元素富集的途径,从而认识化学在自然资源开发和利用过程中的作用和贡献 4.通过海水提溴工艺流程图的绘制和分析,形成工业提取物质的一般思路和方法 海 洋 资 源 13亿亿吨 每年6亿吨鱼虾贝藻,现在捕捞量为每年9000万吨 镁、钾、铀、锶等矿物:5亿亿吨 锰结核:3万亿吨 重水:200万吨 潮汐能:27亿千瓦 波浪能:700亿千瓦 海底石油:1350亿吨 天然气:140万亿立方米 金总量5×107t,1t海水中仅有4×10-6g 富集程度很低 一、海水资源的开发利用 (一)海水水资源的利用 分离出盐分 直接利用海水进行循环冷却 海水水资源的利用 海水淡化 提取出淡水 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 膜分离法 太阳能蒸馏装置图 加入沸石或碎瓷片 冷凝水:下进上出 液体体积不应该超过容积的2/3,不应少于1/3 1、蒸馏法 垫石棉网 温度计水银球处于支管口处 蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但是成本较高。 【资料卡片】 海水中的化学元素 由于与岩石、大气和生物的相互作用,海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物。海水中含量最多的O、H两种元素,加上Cl、Na、Mg、Br、 S、Ca、K 、C、Sr、B、F等11种元素, 其总量超过99%,其他元素为微量。 大约每1000g海水中仅仅含1.28gMg2+, 0.067gBr-,而经过摊晒分离出氯化钠的海水 即苦卤(浓缩的海水),苦卤中的离子浓度 大大提高。 海水能源资源的利用 海水资源 海水水资源的利用 海水化学资源的开发利用 海水提镁 海水提溴 海带提碘 海水制盐 海水淡化、 海水资源的开发利用 潮汐能、波浪能等 海底可燃冰 海水循环冷却 (二)海水化学资源的开发利用 粗盐中的杂质:泥沙、Ca2+、 Mg2+、 SO42- 除杂试剂: ①Na2CO3 ②NaOH ③BaCl2 试剂加入顺序: ②③① \\ ③②① \\ ③①② 基本原则: 先加BaCl2,后加Na2CO3;过滤后再加稀盐酸,蒸发结晶。 1、 海水中提取NaCl———海水晒盐 2NaCl + 2H2O 电解 H2 +Cl2 +2NaOH 【应用】 (1)NaCl的水溶液制NaOH (2)制金属Na (3)制Na2CO3 NaCl + H2O + NH3 + CO2 = NaHCO3 ↓+ NH4Cl 2NaCl(熔融)电解 2Na + Cl2 2NaHCO3 = Na2CO3+ CO2↑+ H2O △ (侯氏制碱法) Br- Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ Br- Mg2+ Mg2+ 海水 粗盐 NaCl 苦卤 Mg ? 剩下的浓缩海水(或苦卤)仍然是苦涩的,你们知道里面还有哪些元素吗? MgCl2 Cl- Cl- Cl- Cl- “母液”也叫“苦卤”,含有高浓度的K+、Mg2+、Br-和SO42-等,可从中提取多种化工原料。 贝壳———CaO———Ca(OH)2 苦卤 Mg(OH)2 MgCl2溶液 试剂2 MgCl2·6H2O 操作B 无水MgCl2 Cl2 Mg 电解 海水 提取 粗盐 试剂1 操作A 在HCl气流中脱水 思考1:流程中试剂1可能是_____,充分反应后进行的操作A是____。 思考2:试剂2可能是_____,操作B是_____过滤、洗涤、干燥。 煅烧 水 操作C 过滤 过量的 稀盐酸 碱液 蒸发浓缩冷却结晶 含Mg2+等 石灰乳 【资料】无水氯化镁遇到水会发生反应。 思考3:操作HCl气流的作用是 。 抑制氯化镁与水发生反应 思考4:该流程中的试剂1是否可用石灰乳?为什么? (从实际生产的成本考虑) 2.工业上从海水中提取镁的流程图 ① ⑥ ② ③ ④ ⑤ 防止Mg2+水解 2.工业上从海水中提取镁的流程图 化工流程图模型 【资料卡片】 海水中元素种类很多,总储存量很大,但许多元素富集程度却很低。 溴是海洋元素,地球上99%的溴分布在海水中,以Br-的形式 ... ...