資源簡介

(共41張PPT)
第一節 自然資源的開發利用
第2課時：海水資源的開發利用
第八章 化學與可持續發展
海水水資源的利用
01
海水化學資源的開發利用
02
學習目標
1.通過閱讀理解、原理分析，了解海水資源的利用方法和從海水中獲得化學物質（如氯化鈉、溴、金屬鎂、氫氧化鈉、氯氣）的方法，初步認識海水資源的廣泛性和多樣性。
2.通過討論交流，原理分析，認識海水提溴工藝流程圖的設計與分析，形成工業上提取物質的一般思路和方法，培養模型認知和證據推理的能力。
3.通過思考交流，問題探究，能從化學的角度分析從自然資源到產品的轉化途徑，認識化學方法在實現物質轉化中的作用和貢獻，感受化學科學在生產、生活中的應用價值。
地球表面海洋面積占到71%，海洋是人類千萬年來取之不盡、用之不竭的巨大資源寶庫。其中水資源和化學資源具有十分巨大的開發潛力。
海水水資源的利用
海水水資源的利用
任務一、認識海水水資源的利用方法
【溫馨提示】海水中水的儲量約為1.3×1018 t，約占地球上總水量的97％。海水水資源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水進行循環冷卻等。
海水水資源的利用
任務一、認識海水水資源的利用方法
學生活動1：查閱資料，閱讀教材P100頁第一、二自然段，結合教材圖8-
3，思考從海洋資源的性質、特點、存在形態等方面分析，海洋資源有
哪些類型？
按照海洋資源的性質、特點、存在形態，將海洋資源分為 6個大類：
海水水資源的利用
任務一、認識海水水資源的利用方法
海底礦產資源
（金屬及非金屬礦產、石油和天然氣）
海洋生物資源
（漁業、藥物、珍稀物種）
海洋空間資源
（土地、港口和交通、環境空間）
海洋新能源
（潮汐能、波浪能、海流能等）
海水資源
（鹽業、溶存的化學、水資源）
海洋旅游資源
（海洋自然景觀、娛樂和運動等）
海水水資源的利用
任務一、認識海水水資源的利用方法
海水水資源的利用
任務一、認識海水水資源的利用方法
學生活動2：海水水資源的利用主要包括哪些方面？海水淡化有哪些主
要的方法？
①海水中水資源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水進行循環冷卻。如用作工業冷卻用水、部分生活用水和耐鹽植物灌溉用水等。
②從海水中取得淡水的過程叫海水的淡化。現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法、以及可實現盈利的碳酸銨離子交換法。
【典例1】關于海水資源的綜合利用，下列說法錯誤的是（ ）
A．海水中含量最高的鹽是NaCl
B．電解飽和食鹽水可以制得金屬鈉
C．從海水中提取的鎂可用于制造火箭、飛機
D．食用含碘豐富的海產品可防治甲狀腺腫大
對應訓練
【解析】A項，海水中含量最多的金屬元素是Na，其次是Mg，含量最多的非金屬是Cl，所以海水中含量最高的鹽是NaCl，說法正確；B項，電解飽和食鹽水可以制得NaOH、氫氣和氯氣，不能得到Na，說法錯誤；C項，從海水中提取的鎂，制造的鎂鋁合金具有硬度大，質量輕的特點，可用于制造火箭、飛機，說法正確；D項，碘是合成甲狀腺激素的重要物質，食用含碘豐富的海產品可防治甲狀腺腫大，說法正確。
B
【典例2】水資源是發展國民經濟不可缺少的重要自然資源。在世界許
多地方，對水的需求已經超過水資源所能負荷的程度，同時有許多地
區也存在水資源利用不平衡。下列關于水的說法錯誤的是（ ）
A．蒸餾法是海水淡化的方法之一 B．淡水的密度小于海水的密度
C．融化的雪水中礦物質含量比深井水中的少
D．0℃以上，溫度越高，水的密度越小
對應訓練
【解析】海水中溶有Na＋、Mg2＋、Cl－和SO42-等，這些離子所組成的物質的沸點比水的沸點高，可用蒸餾法將其分離，A正確；上述雜質的溶入使水溶液的密度增大，B正確；雪和雨水成分相同，是水蒸發形成的水蒸氣凝結而成的，含礦物質很少，而深井中的水不斷地與硅酸鹽礦物質接觸，其中溶有許多礦物質，C正確；由于水在4℃時密度最大，故D錯誤。
D
海水水資源的利用
任務二、探究海水的蒸餾
學生活動1：結合蒸餾實驗原理，思考如何進行海水的蒸餾？
①實驗原理及裝置：
加入碎瓷片的目的：防止液體暴沸
蒸餾燒瓶
冷凝管
尾接管（牛角管）
溫度計
【溫馨提示】蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較成熟，成本較高
錐形瓶
海水水資源的利用
任務二、探究海水的蒸餾
學生活動1：結合蒸餾實驗原理，思考如何進行海水的蒸餾？
②實驗的操作步驟：連接裝置→檢查裝置氣密性→向燒瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷卻水→給燒瓶加熱→收集蒸餾水→停止對燒瓶加熱→待冷卻至室溫后停止通入冷卻水→整理儀器。
③注意事項：A.燒瓶需墊石棉網加熱；B.燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容積的2/3，也不能少于1/3；C.需向燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸；D.冷凝器里的冷卻水要從冷凝器的下口進、上口出。
海水水資源的利用
任務二、探究海水的蒸餾
學生活動2：海水的蒸餾裝置與普通的蒸餾裝置有何區別？蒸餾法淡化
海水有何優缺點？海水淡化的前景如何？
①因為海水蒸餾得到的是淡水，水的沸點為100 ℃(常壓下)無需用溫度計，因此可不用蒸餾燒瓶，而換為圓底燒瓶。
②蒸餾法的歷史最久，技術和工藝也比較成熟，但耗能大、成本較高，是目前海水淡化的主要方法。
③海水淡化與化工生產結合、與能源技術結合，成為海水綜合利用的重要方向。如：將發電廠等企業的工業余熱用于海水淡化是一種經濟合理的途徑。
【典例1】下列有關水的說法不正確的是（　　）
A．靜置沉淀、吸附沉淀、過濾、蒸餾凈化水的程度由低到高
B．用活性炭可以吸附水中的色素和異味
C．電解水實驗中正極產生的氧氣，負極產生的氫氣，二者的質量比
是 1：2
D．水是生命之源，愛護水資源包括防止水體污染和節約用水兩方面
對應訓練
【解析】A、靜置沉淀、吸附沉淀、過濾、蒸餾凈化水的程度由低到高，該選項正確。B、用活性炭可以吸附水中的色素和異味，該選項正確。C、電解水實驗中正極產生的氧氣，負極產生的氫氣，二者的質量比是 8：1，該選項不正確。D、水是生命之源，愛護水資源包括防止水體污染和節約用水兩方面，該選項正確。故選：C。
C
【典例2】化學在人類社會的可持續發展中發揮著重要作用，下列說法
不正確的是（ ）
A．工業上常用加熱分解的方法冶煉不活潑金屬
B．海水淡化的方法有蒸餾法、滲析法和離子交換法
C．“原子經濟性反應”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物
D．不合理施用化肥會影響土壤的酸堿性和土壤結構
對應訓練
【解析】A．制取不活潑的金屬，如金屬汞，銀等，工業上一般加熱金屬氧化物使其分解成金屬單質和氧氣，A項正確；B．海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法，B項錯誤；C．綠色化學中最理想的原子經濟性反應是反應物的原子全部轉化為希望的產物，C項正確；D．化肥需要合理使用，如果不合理施用化肥會影響土壤的酸堿性和土壤結構，D項正確；答案選B。
B
海水化學資源的開發利用
海水化學資源的開發利用
任務一、探究海水化學資源的特點
學生活動1：閱讀教材P100頁第三自然段，結合“資料卡片”欄目，思
考海水化學資源有何特點？
①多樣性：海水中溶解和懸浮著大量的有機物和無機物，包括常量元素H、O 、Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B 、F 等13種（超過總量的 99%），其余微量元素元素，總計含有80多種元素
含量前兩位的金屬離子
含量最多的非金屬離子
結論：海中含鹽主要是 NaCl、MgCl2
海水化學資源的開發利用
任務一、認識海水化學資源的特點
學生活動1：閱讀教材P100頁第三自然段，結合“資料卡片”欄目，思
考海水化學資源有何特點？
②分散性：海水中含有元素的種類多、總儲量很大，但許多元素的富集程度很低。這是從海水中提取物質需要解決的問題。
【溫馨提示】一些元素總量高，但含量很低。
海水化學資源的開發利用
任務一、探究海水化學資源的特點
學生活動1：結合教材P100頁圖8-3，思考如何從海水中提取食鹽？以食
鹽為原料可以制備哪些物質？
①從海水中提取食鹽的方法是鹽田法(又叫灘曬法)，其原理是把海水引到鹽灘上，利用日光和風力使水分蒸發，得到食鹽；鹽田法歷史最悠久，而且也是最簡便和經濟有效的方法，現在還在廣泛采用。
海水
引入
鹽田
飽和食鹽水
食用鹽
氯堿工業
風吹日曬
粗鹽
精制
海水化學資源的開發利用
任務一、探究海水化學資源的特點
學生活動1：結合教材P100頁圖8-3，思考如何從海水中提取食鹽？以食
鹽為原料可以制備哪些物質？
②食鹽用途廣泛，除了供食用外，還作為化工原料用于生產燒堿、純堿、鈉、氯氣、鹽酸等。
氯堿工業：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
電解
制鈉和氯氣：2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑
電解
制鹽酸：H2＋Cl2 2HCl
點燃
制漂白液：Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O
制漂白粉：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
對應訓練
【典例1】“關注海洋健康，守護蔚藍星球”，我們每個公民義不容辭。
下列有關說法不正確的是（ ）
A．可通過蒸餾法、電滲析法、離子交換法從海水中獲得淡水
B．地球上99%的溴元素存在于海洋中，故溴稱為“海洋元素”
C．從海水中提取的NaCl可進一步用于生產NaOH
D．海水只能提供物質資源，不能提供能量資源
【解析】海水中含有豐富的資源，從海水中得到淡水的方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法，A正確；地球上99%的溴元素存在于海水中，所以人們也把溴稱為“海洋元素”，B正確；從海水中能提取氯化鈉，電解飽和氯化鈉溶液可以制得氫氧化鈉，C正確；海洋資源指的是與海水水體及海底、海面本身有著直接關系的物質和能量，海水既能提供物質資源，也能提供能量資源，D錯誤。
D
對應訓練
【典例2】除去粗鹽中的雜質MgCl2、CaCl2和Na2SO4，過程如下：
下列有關說法中，不正確的是（ ）
A．試劑①②③依次加入過量的Na2CO3、NaOH、BaCl2溶液
B．溶解、過濾都用到玻璃棒，其作用攪拌，加速溶解：引流
C．除去Ca2+的主要反應：Ca2++CO32-=CaCO3↓
D．向濾液中加入鹽酸是為了除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉
A
對應訓練
【解析】由實驗流程可知，粗鹽溶解后，先加NaOH除去MgCl2，再加BaCl2除去Na2SO4，然后加Na2CO3除去CaCl2及過量的BaCl2，且Na2CO3一定在BaCl2之后，過濾后，濾液中加濃鹽酸，最后蒸發結晶得到NaCl固體，以此來解答。A．碳酸鈉一定在氯化鋇之后，可除去過量的鋇離子，則試劑①、②、③分別是NaOH、BaCl2、Na2CO3，或BaCl2、NaOH、Na2CO3，故A錯誤；B．溶解、過濾都用到玻璃棒，其作用是：攪拌，加速溶解；引流，故B正確；C．加Na2CO3除去CaCl2，則除去Ca2+的主要反應：Ca2++CO32-=CaCO3↓，故C正確；D．加入的除雜試劑都是過量的，向濾液中加入鹽酸是為了除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉，故D正確；故選A。
海水化學資源的開發利用
任務二、海水中溴、鎂等其他化學資源的開發利用
學生活動1：根據教材P101頁“思考與討論”欄目，結合圖8-4分析、思
考如何從海水中提取溴？
海水
苦鹵
含Br2的海水
熱空氣吹出
含Br2的空氣
吸收液
含Br2的水溶液
Cl2
溴蒸氣
蒸餾
冷凝分離
液溴
粗溴水
②SO2 吸收
工業規模提取溴的常用方法是空氣吹出法，工藝流程為：
提取
粗鹽
硫酸酸化
①氯氣氧化
常用純堿溶液代替二氧化硫溶液來吸收單質溴，然后用硫酸酸化，即可得到產品溴
海水化學資源的開發利用
任務二、海水中溴、鎂等其他化學資源的開發利用
學生活動1：根據教材P101頁“思考與討論”欄目，結合圖8-4分析、思
考如何從海水中提取溴？
海水曬鹽和海水淡化過程中的副產物Br－得到濃縮。
向酸化的濃縮海水中通入適量的氯氣：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
向含溴單質的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內：
Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣將氫溴酸氧化為溴后蒸餾分離）：2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。
①濃縮
②氧化
③富集（吹出與吸收）
④提取（蒸餾）
海水化學資源的開發利用
任務二、海水中溴、鎂等其他化學資源的開發利用
學生活動2：根據教材P101頁“思考與討論”欄目，結合圖8-4分析、思
考如何從海水中提取溴？
①工藝流程：
貝殼
CaO
石灰乳
沉淀池
海水
過濾
Mg(OH)2
MgCl2
Mg+Cl2
④鹽酸、濃縮
鹽酸
Cl2循環利用
①煅燒
②水
③
MgCl2·6H2O
⑤HCl氣氛
中加熱脫水
⑥電解
引入
海水化學資源的開發利用
任務二、海水中溴、鎂等其他化學資源的開發利用
學生活動2：根據教材P101頁“思考與討論”欄目，結合圖8-4分析、思
考如何從海水中提取溴？
②相關反應方程式：
分解貝殼制取氫氧化鈣：
CaCO3 CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2
加熱
沉淀鎂離子：Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2
制備氯化鎂：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O MgCl2+6H2O
電解
制取金屬鎂：MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
【溫馨提示】①由MgCl2·6H2O加熱制取無水MgCl2時，要不斷通入干燥的HCl氣體，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。②此外，從海水中獲得其他物質和能量也具有廣闊的前景。如從海水中提取鈾和重水，鈾和重水是核能開發的重要原料及潮汐能、波浪能等新型能源開發和利用。
對應訓練
任務二、海水中溴、鎂等其他化學資源的開發利用
學生活動3：聯系實際，思考海水資源還有哪些其他的利用？
①生物資源：海洋生物品種繁多，通過養殖、增殖等途徑可實現可持續利用。
②獲取能量物質：提取鈾和重水用來開發核能。
③開發利用新型能源：潮汐能、波浪能等。
對應訓練
【典例1】從淡化海水中提取溴的流程如下圖所示，下列有關說法錯誤
的是（ ）
A．X為SO2氣體，也可將SO2換成Na2SO3
B．設備Y為蒸餾塔
C．在提取溴的過程中一定有Br－被氧化
D．工業上，每獲得1 mol Br2，需要消耗
Cl2體積最多為44.8 L(標準狀況)
【解析】D 因為溴離子要經過二次氧化，因此工業上每獲得1 molBr2，需要消耗Cl2的體積最少為44.8 L（標準狀態下），錯誤。
C
對應訓練
【典例2】自然界中的鎂主要以化合態形式存在于地殼和海水中。如圖
是工業上提取鎂的生產流程。
下列說法錯誤的是（ ）
A．煅燒貝殼得到生石灰，該反應為氧化還原反應
B．先將海水中的鎂沉淀，再轉化為MgCl2，是為了提高溶液中鎂離子
的濃度
C．沉淀池中主要發生的反應為Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2
D．工業上利用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂的原因是氯化鎂的熔點
比氧化鎂低得多
A
對應訓練
【解析】A．煅燒貝殼得到生石灰，化合價沒有發生變化，因此該反應為非氧化還原反應，故A錯誤；B．先將海水中的鎂沉淀變為Mg(OH)2，再加入鹽酸轉化為MgCl2，是為了提高溶液中鎂離子的濃度，故B正確；C．沉淀池主要將鎂離子沉淀，其主要發生的反應為Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2，故C正確；D．工業上利用電解熔融氯化鎂的方法制取鎂，而不采用電解熔融氧化鎂的原因是氯化鎂的熔點比氧化鎂低得多，故D正確。綜上所述，答案為A。
1．下列有關工業生產的敘述不正確的是（ ）
A．用海水淡化后的濃縮海水作原料提取溴
B．在太陽能資源相對充足的沿海地區建造海水淡化廠
C．利用“海水→氯化鈉→金屬鈉→氫氧化鈉”的工藝流程生產燒堿
D．利用“海水→氫氧化鎂→氯化鎂→金屬鎂”的工藝流程生產金屬鎂
C
【解析】A.用海水淡化后的濃縮海水作原料提取溴；B.在太陽能資源相對充足的沿海地區建造海水淡化廠；C.工業上通過電解飽和食鹽水來生產燒堿，C錯誤；D.利用“海水→氫氧化鎂→氯化鎂→金屬鎂”的工藝流程生產金屬鎂。
2．海水是一個巨大的化學資源寶庫，下列有關海水綜合利用的說法
正確的是（ ）
A．海水中含有鉀元素，只需經過物理變化就可以得到鉀單質
B．海水蒸發制海鹽的過程中只發生了化學變化
C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2
D．利用潮汐發電是將化學能轉化為電能
C
【解析】海水中的鉀元素以化合態形式存在，要使化合態轉化為游離態，一定發生氧化還原反應，A不正確；海水蒸發制海鹽，是發生了物理變化，B不正確；電解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正確；潮汐發電是將機械能轉化為電能，因此D也不正確。
3．空氣吹出法是工業規模海水提溴的常用方法，流程如下：下列說法不
正確的是（ ）
A．獲得工業Br2的方法是過濾
B．步驟②③的目的是富集溴元素
C．步驟①發生的主要反應為：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－
D．步驟②發生的主要反應為：3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋3CO2＋NaBrO3
A
【解析】A項，利用溴的揮發性，空氣吹出法是獲得工業Br2的方法，錯誤；B項，步驟②③是使溴元素濃度增大，目的是富集溴元素，正確；C項，步驟①是用氯氣把溴離子氧化為溴單質，發生的主要反應為：Cl2＋2Br－＝Br2＋2Cl－，正確；D項，步驟②是溴和碳酸鈉溶液反應生成溴化鈉、硝酸鎳、二氧化碳，發生的主要反應：3Br2＋3Na2CO3＝5NaBr＋3CO2＋NaBrO3，正確。
4．海水綜合利用的工藝流程如圖所示(粗鹽中的可溶性雜質有MgCl2、
CaCl2、Na2SO4)，下列說法不正確的是（ ）
A．過程①加入的藥品順序為Na2CO3溶液→BaCl2溶液→NaOH溶液
→過濾后加鹽酸
B．過程②中所加的試劑是鹽酸
C．過程④的離子方程式：SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+
D．在過程③或⑤反應中每氧化0.2molBr-需消耗標況下2.24LCl2
A
【解析】A．Ca2＋用碳酸鈉除去，Mg2＋用氫氧化鈉除去，SO42-用氯化鋇除去，最后加入鹽酸酸化。但用于過量的氯化鋇要用碳酸鈉來除，所以碳酸鈉必需放在氯化鋇的后面，而氫氧化鈉可以隨意調整，A錯誤；B．氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和水，所以過程②中所加的試劑是鹽酸，B正確；C．過程④中二氧化硫和溴反應生成硫酸和氫溴酸，離子方程式：SO2+Br2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+，C正確；D．在過程③或⑤反應中均是溴離子被氧化為溴單質，根據電子轉移守恒每氧化0.2molBr-需0.1mol氯氣，標況下2.24LCl2，D正確； 故選A。
延時符
海水的開發利用
海水水資源
海水淡化：電滲析法、蒸餾法、反滲透法、離子交換法
循環冷卻：用于工業冷卻用水或耐鹽植物灌溉等
海水化學資源
海水提鹽（鹽田法）：海水 鹽田 粗鹽 精鹽
食用鹽、氯堿工業原料
引入
日曬
精制
海水提溴：海水 苦鹵 海水（Br2） 吸收液
含Br2溶液 含溴有機溶液 Br2
提取
精鹽
萃取
酸化
氧化
吹出
吸收
Cl2
氧化
蒸餾
海水提鎂(貝殼)：Mg2+ Mg(OH)2 MgCl2 Mg
石灰
HCl
電解
第2課時 海水資源的開發利用

展開更多......

收起↑