1、2018/10/3,1,第四章 化学与自然资源的开发利用,第一节 开发利用金属矿物和海水资源,第2课时,新课标人教版高中化学课件系列,化学 必修2,2018/10/3,2,从太空观察地球，看到地球上有七片陆地“漂浮”在一大片蓝色的海洋之中,是“历史留给人类的资源储备”,海洋是美丽的，也是富饶的,海水资源的开发利用,2018/10/3,3,为什么中日在钓鱼岛问题上互不相让?,钓鱼岛又称钓鱼台、钓鱼台群岛、钓鱼台列岛（日本人称其为“尖阁列岛”），位于中国东海大陆架的东部边缘，在地质结构上是附属于台湾的大陆性岛屿。钓鱼列岛周围海域面积约为17万平方公里，相当于5个台湾本岛面积。钓鱼诸岛及其附近海域，
2、不仅蕴藏有大量石油资源，在其他方面也有巨大的经济价值。,问题与讨论：,海水资源的开发利用,2018/10/3,4,海水中蕴含着丰富的水资源和化学资源，21世纪人类将重点开发海洋资源。,海水资源的开发利用,2018/10/3,5,海水资源的开发利用,2018/10/3,6,1、海水水资源的利用,海洋约占地球表面积71%海洋中的资源 ：动物:（鱼类、海狮、海马、贝类植物:（海草、海带矿物:（各种盐、NaCl、MgCl2 、海底金属结核矿、石油水 :海水中的水约1.3X109 亿吨,占地球总水量97%还含有80多种元素,海水资源的开发利用,2018/10/3,7,海水的淡化：,蒸 馏 法（最先使用，
3、技术成熟，但成本高）电渗析法（成本低，但未能大量生产）离子交换法（目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂）,海水资源的开发利用,2018/10/3,8,蒸馏法所用的装置及原理,原理：加热到水的沸点，使水汽化变成水蒸气，再冷凝得淡水。,海水资源的开发利用,2018/10/3,9,太阳能蒸发海水示意图：,海水资源的开发利用,2018/10/3,10,它是利用离子交换膜的选择透过性，在直流电场的作用下使水中的离子有选择的定向迁移，使溶液中阴阳离子发生分离的一种理化过程，由于其能耗低、产水量大、脱盐率高稳定性强等特点，现已被广泛的用于医药、电子、化工、食品、硬水软化、海水淡化等方面。,电渗析法：,
4、海水资源的开发利用,2018/10/3,11,2、海水化学资源的开发利用,海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。 从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。 例如，铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。,海水资源的开发利用,2018/10/3,12,煮海,
5、为盐,（1）从海水中提取NaCl,海水资源的开发利用,2018/10/3,13,盐田法 制得的粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设计实验除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法（需要仪器及实验步骤）,先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。,思考,海水资源的开发利用,2018/10/3,14,科学探究： 如何证明海带中有碘离子？阅读教材P91页实验42 。,2018/10/3,15,海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。 用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是：2I
6、-+H2O2+2H+=I2+2H2O,（2）从海带中提取碘的实验,反应原理,海水资源的开发利用,2018/10/3,16,海带,海带灰,溶解过滤,灼烧,残渣,含I-的溶液,稀H2SO4 H2O2,含I2的溶液,含I2的有机溶液,萃取,提取流程,海水资源的开发利用,2018/10/3,17,（1）称取3 g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有I-）。 将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。 （2）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。 （3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10 mL蒸馏水，搅拌，煮沸2 min3 min，使可溶物溶解，过
7、滤。 （4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。,实验方法,海水资源的开发利用,2018/10/3,18,实验注意事项,海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。,实验现象：加入H2O2后，溶液由无色变为黄色，再加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色,化学方程式：2KI+ H2O2+H2SO4=I2 +K2SO4+2H2O,海水资源的开发利用,2018/10/3,19,地球上99%以上的溴蕴藏在大海中, 以Br-形式存在，因此溴又被称为“海洋元素”。海水中溴的提取是将Br-转变为B
8、r2是海水提溴中关键的化学反应。,液溴(Br2),海水资源的开发利用,2018/10/3,20,（3）海水提溴：主要方法是空气吹出法,主要流程,海水,浓缩酸化,浓缩海水Br-,通入氯气,海水Cl-Br2,通入空气水蒸气(吹入),吸收塔SO2,反应后富集溴,HBr、SO42,通入Cl2,Cl-Br2,分离,溴单质,化学方程式：2NaBr Cl2 = Br2 2NaClBr2 SO2 2H2O = 2HBr H2SO42HBr Cl2 = Br2 2HCl,海水资源的开发利用,2018/10/3,21,从海水中提取溴的主要工艺流程（空气吹出法）,用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。,用
9、蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。,向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl,向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl2=2HCl+Br2,海水资源的开发利用,2018/10/3,22,思考与交流： 如何将海水中的溴离子转变成溴单质？阅读教材P91页资料卡片海水提溴。,1、设计一个实验方案模拟这一生产过程； 2、写出相关的化学方程式。,浓缩海水,Br2,HBr溶液,Br2,海水资源的开发
10、利用,2018/10/3,23,2NaBr + Cl2= Br2+2NaCl,2H2O + Br2+SO2= H2SO4+2HBr,2HBr + Cl2= Br2+2HCl,海水提溴的实验室模拟装置,海水资源的开发利用,2018/10/3,24,镁被誉为“国防金属”，60%的镁从海水提取,海水,镁,飞机,海水资源的开发利用,2018/10/3,25,（4）从海水中制金属镁,海水蒸发,母液, Mg(OH)2,MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2,Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + H2O,海水资源的开发利用,2018/10/3,26,引入海水,贝壳（C
11、aCO3),工业制镁流程,沉降池,过滤槽 Mg(OH)2,盐酸,锻烧产物,电解 MgCl2,金属镁,氯气,海水资源的开发利用,2018/10/3,27,海水提Mg,海水淡化,海水提取NaCl,Br2的提取,海水综合利用联合工业体系一例,海水资源的开发利用,2018/10/3,28,归纳小结,海水资源的开发利用,2018/10/3,29,1、从海水中提取下列物质,可以不涉及到化学变化的是 ( ) A.Mg B.NaCl C.Br2 D.K2、医生建议因缺少某种元素而患甲状腺肿大的病人多食用海带,这是因为海带中含有较丰富的 ( ) A.碘元素 B.铁元素 C.钾元素 D.锌元素,B,A,习 题,海水资源的开发利用,2018/10/3,30,一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道海水会致命。原因是 （ ）A、海水有苦涩味，根本喝不下去B、海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡C、海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡D、海水会造成人体水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡,想一想、猜一猜,D,海水资源的开发利用,2018/10/3,31,未来海洋空间利用,海水资源的开发利用,
