資源簡介

(共22張PPT)
第八章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展
第一節(jié) 自然資源的開發(fā)利用
人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)第八章第一節(jié)
你知道海洋中有哪些可以利用的資源嗎？
海水中的化學(xué)元素
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。海水中含量最多的O、H兩種元素，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11種元素，其總含量超過99%，其他元素為微量。雖然海水中元素的種類很多，總儲(chǔ)量很大，但許多元素的富集程度卻很低。例如，海水中金元素的總儲(chǔ)量約為5×106 t，而1t海水中金元素的含量僅為4×10-6g。海洋還是一個(gè)遠(yuǎn)未充分開發(fā)的巨大化學(xué)資源寶庫。
海水資源
化學(xué)資源
海水資源的開發(fā)利用
水資源
新型能源
一、海水水資源的開發(fā)利用
分離出鹽分
1、海水資源的特點(diǎn)
電滲析法
離子交換法
2、利用途徑及海水淡化方法
海水淡化
提取出淡水
海水循環(huán)冷卻
海水水資源的利用
蒸餾法
廣闊性
多樣性
分散性
蒸餾法
最先使用，技術(shù)成熟，但成本高
電滲
析法
成本低，但未能大量生產(chǎn)
目前正在迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂
電滲析法
蒸餾法
離子交換法
蒸餾法
思考1：(1)蒸餾適用于分離哪些混合物？ (2)蒸餾操作中有哪些注意事項(xiàng)？
適用范圍：沸點(diǎn)相差較大的液體混合物。
注意事項(xiàng)：①溫度計(jì)的水銀球置于蒸餾燒瓶的支管口處；
②蒸餾燒瓶內(nèi)加沸石防止暴沸；
③冷凝管水流方向“下進(jìn)上出”。
實(shí)驗(yàn)室蒸餾海水原理示意圖
太陽能蒸發(fā)原理示意圖
思考2：海水中含量較多的元素是什么？主要以什么微粒形式存在于海水中？
思考3：海水中化學(xué)資源的利用首先要解決的問題是什么？
元素的富集
含O、H及Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F
二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用
海水淡化
蒸餾
淡化
濃縮海水
蒸發(fā)結(jié)晶
粗鹽
母液
1、海水嗮鹽
從海水中制得氯化鈉除了食用外，還有什么用途？
制備這些化工原料的反應(yīng)原理？
交流討論
提純
精鹽
2
制純堿
3
工業(yè)制氯
氯堿工業(yè)
制鈉和氯氣：___________________________
制鹽酸：
制漂白劑(84)：
1
制鈉
2NaCl 2Na＋Cl2↑
通電
NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O
2NaHCO3 ===Na2CO3＋CO2↑＋H2O
△
H2＋Cl2 2HCl
海水淡化
蒸餾
淡化
濃縮海水
蒸發(fā)結(jié)晶
粗鹽
母液
海水 0.0672 g/L
苦鹵 2.5~3 g/L
母液也叫“苦鹵”，含有較高濃度的K+、Mg 、Br 和SO4 等。
2+
2
Br 的濃度
Br2
原料Br
目標(biāo)產(chǎn)品
溴在海水中的濃度比較低，如何從海水中提取溴呢？
醫(yī)藥
……
液溴
農(nóng)藥
染料
攝影器材
冶金工業(yè)
滅火器材
二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用
2、海水提溴
—吹出法
此流程的目的是什么？
這種方法叫什么法？
01
流程中涉及哪些步驟？
每一步的作用是什么？
02
“吹出法”海水提溴 環(huán)節(jié) 作用 離子方程式
氧化
吹出
吸收
蒸餾
HBr
溴水
通入Cl2
通入空氣
通入Cl2
吸收塔(SO2)
濃縮海水
產(chǎn)品溴
Br-
2Br －＋ Cl2 ＝ Br2 ＋2Cl－
通入Cl2，使Br 轉(zhuǎn)化為Br2
通入空氣，將Br2吹出
吹出的Br2通入盛有SO2、H2O的吸收塔內(nèi)
SO2＋Br2＋2H2O＝ 4H＋＋2Br－
通入適量的Cl2，將HBr氧化生成Br2后蒸餾分離
溴的沸點(diǎn)低易揮發(fā)
2Br －＋ Cl2 ＝ Br2 ＋2Cl－
01
請(qǐng)你根據(jù)教材海水提溴工藝流程圖，自己動(dòng)手繪制簡易工藝流程圖。
總結(jié)：由工業(yè)原料到具體產(chǎn)品的一般思路和方法

富集
中間產(chǎn)物Ⅰ
中間產(chǎn)物Ⅱ
轉(zhuǎn)化
①酸堿性
②氧化性
分離提純
①除去雜質(zhì)
②提純產(chǎn)物
……
目標(biāo)產(chǎn)品
富集
(濃縮)
氧化室
冷凝器
吹出塔
吸收塔
蒸餾塔
Br2
海水
酸和Cl2
空氣
SO2和H2O
Cl2和H2O(g)
物質(zhì)轉(zhuǎn)化，分離提純
右圖為海水提鎂的工藝流程，
寫出下列步驟中的化學(xué)方程式。
3、海水提鎂
CaO＋H2O===Ca(OH)2
Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+Ca2+
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
CaCO3 ==== CaO＋CO2↑
高溫
MgCl2(熔融) ==== Mg＋Cl2↑
電解
①分解貝殼(主要成分是CaCO3)、制備Ca(OH)2：
______________________，____________________。
②沉淀Mg2＋：___________________________________ (離子方程式)。
③制備MgCl2：______________________________。
④制取Mg：___________________________。
二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用
二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用
4、海帶提碘
灼燒海帶
(1)實(shí)驗(yàn)步驟①會(huì)用到下列儀器中的____(填字母)。
a.酒精燈 b.漏斗 c.坩堝 d.泥三角
(2)步驟③操作的名稱是_____。
(3)步驟④中反應(yīng)的離子方程式為___________________________。
acd
2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O
過濾
分離得到海帶灰懸濁液中的溶液
(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種檢驗(yàn)水溶液中是否含有碘單質(zhì)的方法：
_______________________________________________________________________________________________________________。
(5)海帶灰中含有的硫酸鹽、碳酸鹽等，在實(shí)驗(yàn)步驟____(填序號(hào))中實(shí)現(xiàn)與碘分離。
取適量水溶液于試管中，加入淀粉溶液，觀察溶液是否變藍(lán)，若變藍(lán)則說明水溶液中含有碘單質(zhì)，反之則不含
由于淀粉遇碘單質(zhì)變藍(lán)，故可以用淀粉溶液來檢驗(yàn)水溶液中是否含碘單質(zhì)。
⑤
萃取、分液
1、鈾：元素符號(hào)U，最重要的核燃料。
三、海水新型能源的開發(fā)利用
2、重水：分子式D2O，原子能工業(yè)中用作減速劑，也是制取重氫的原料。
3、潮汐能、波浪能
據(jù)估計(jì)，全世界的潮汐能約有10億多千瓦。我國海岸線長達(dá)18000多千米，潮汐能至少有3000萬千瓦，年發(fā)電量1000億度以上，相當(dāng)于建成后的7個(gè)葛洲壩水電站。
潮汐能
波浪能發(fā)電有多種形式，有的利用波的上下波動(dòng)，有的利用波的橫向運(yùn)動(dòng)，有的利用波產(chǎn)生的水中壓力變化等等。
每平方千米海面上的波濤大約蘊(yùn)藏著20萬千瓦的能量。海洋總面積達(dá)3.6億平方千米。據(jù)估算，全世界可供利用的波浪能約為100億千瓦。
波浪能
海水資源的綜合利用
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