資源簡介

課時2　海水資源的開發利用
　　一、海水水資源的開發利用
　　1　海水資源
　　海洋約占地球表面積的71%,海水中水的儲量約為1.3×1018 t,約占地球上總水量的97%。海水是一個待開發的巨大化學資源寶庫,具有十分巨大的開發潛力。僅以海水資源為例,海水水資源的利用和海水化學資源的利用需要化學科學及相關技術支持。
　　2　海水中水資源的開發利用
　　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等。海水淡化是水資源可持續利用的重要方面,是解決缺水問題的重要方法。海水淡化的主要方法有蒸餾法、反滲透法、電滲析法等。蒸餾法的歷史最長久,技術和工藝也比較成熟,但消耗的能源大,成本較高。開發新能源和改進淡化水的方法是海水開發利用的重要課題。
　　二、海水化學資源的開發利用
　　1　海水制鹽
　　海水中所含的元素大部分以鹽的形式存在,儲量約為5×1018 t,其中氯化鈉的含量最高。人們利用蒸發溶劑的方法可得到粗鹽,蒸發溶劑一般采用日曬的方法,大致過程如下:
海水貯水池蒸發池結晶池粗鹽
　　制得的粗鹽除了經過進一步凈化后制得精鹽食用外,還可以用作化工原料。以電解食鹽水為生產過程的工業稱為氯堿工業,氯堿工業可生產燒堿、鹽酸等一系列化工產品。電解食鹽水的化學方程式為
　　2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
　　2　海水制取溴
　　從海水中提取的溴占世界溴年生產量的三分之一。工業制溴常用空氣吹出法。這種方法的主要原理是在濃縮海水中通入氯氣,用熱空氣吹出后,再用二氧化硫吸收使溴富集,最后再用氯氣將溴從化合物中氧化出來。
　　空氣吹出法制溴中所發生的主要化學反應為
　　Cl2+2NaBr===2NaCl +Br2
　　Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
　　Cl2 +2HBr===2HCl+Br2
　　3　海水制取鎂
　　海水中含有氯化鎂,對海水進行濃縮提純后可得到純凈的氯化鎂,電解可以得到金屬鎂。大致過程如圖所示:
海水濃溶液氫氧化鎂氯化鎂金屬鎂
　　海水提鎂發生的主要化學反應為
　　①Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2
　　②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
　　③MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
例題1　如果實行海水淡化來供應居民飲用水,下列方法中在原理上不可行的是(　　)
A.加明礬使海水中的鹽沉淀出來而淡化
B.利用太陽能使海水通過蒸餾而使其淡化
C.將海水通過電滲析法獲取淡水
D.利用反滲透法可將海水淡化
【解析】明礬只能將懸浮在水中不溶性的物質凝聚后沉降,具有凈水的作用,但不能除去溶液中的可溶性離子。
【答案】A
例題2　如圖所示是膜分離技術淡化海水的原理,對淡化膜右側的海水加壓,水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池,而海水中的各種離子不能通過淡化膜,從而得到淡水。對加壓后右側海水成分的變化進行分析,正確的是(　　)
A.溶質質量增加
B.溶液質量不變
C.溶劑質量減少
D.溶質質量分數不變
【解析】右側海水中水分子能通過淡化膜進入左側淡水池,而各種離子不能通過淡化膜,故溶質質量不變,溶劑質量減少,溶液質量減少,溶質質量分數增大。
【答案】C
例題3　下列關于海水資源綜合利用的說法正確的是(　　)
A.海水蒸發制海鹽的過程只發生化學變化
B.海水提溴的過程中,用氯氣作還原劑
C.從海水中可以得到MgCl2,可電解熔融MgCl2制備Mg
D.將海帶燒成灰,用水浸泡,加入乙醇萃取可以提取碘單質
【解析】海水蒸發制海鹽的過程只發生物理變化,A錯誤;海水提溴的過程中,用氯氣作氧化劑,B錯誤;電解熔融MgCl2制備Mg,C正確;乙醇與水互溶,不能用乙醇萃取水中的碘單質,D錯誤。
【答案】C
例題4　NaCl是從海水中提取出來的一種重要物質,除食用外,它還是一種工業原料,下列以NaCl為原料的產品(或物質)是(　　)
①燒堿　②純堿　③金屬鈉　④氯氣
⑤鹽酸
A.全是 B.只有①②③④
C.只有①②③⑤ D.只有①②④⑤
【解析】在化學變化中原子之間可以重新結合,也就是說通過食鹽可制得單質鈉和氯氣,以及含鈉或氯元素的化合物。
【答案】A
例題5　鎂及其合金是用途很廣的金屬材料。大量的鎂是從海水中提取的,其中的主要步驟如圖所示:
下列說法不正確的是(　　)
A.為了節省原料,海水可選用提取粗食鹽后的母液
B.為了使MgSO4轉化為Mg(OH)2,工業上試劑①主要選用NaOH
C.加入試劑①后,可用過濾法得到Mg(OH)2沉淀
D.鎂與鋁等金屬按一定比例制成的合金,由于其密度小、強度大,可用于制造飛機
【解析】海水中加入生石灰或石灰乳會生成氫氧化鎂沉淀和濾液,向氫氧化鎂沉淀中加入鹽酸生成氯化鎂溶液,氯化鎂溶液在HCl氛圍中加熱蒸發、冷卻結晶得到無水氯化鎂,再電解熔融的氯化鎂可得到鎂單質與氯氣。A項,海水提取粗食鹽后的母液中含有鎂離子,可作為提取鎂的原料,正確;B項,工業上使Mg2+沉淀,應選用廉價的石灰乳,可利用海邊大量存在的貝殼煅燒成生石灰,后與水反應制得,錯誤;C項,由圖可知加入試劑①后,可得到Mg(OH)2沉淀,故可用過濾的方法得到沉淀,正確;D項,合金的機械強度更強,故鎂與鋁的合金密度小、強度大,可用于制造飛機,正確。
【答案】B
- 2 -課時2　海水資源的開發利用
　　一、海水水資源的開發利用
　　1　海水資源
　　海洋約占地球表面積的71%,海水中水的儲量約為1.3×1018 t,約占地球上總水量的97%。海水是一個待開發的巨大化學資源寶庫,具有十分巨大的開發潛力。僅以海水資源為例,海水水資源的利用和海水化學資源的利用需要化學科學及相關技術支持。
　　2　海水中水資源的開發利用
　　海水中水資源的利用主要包括海水的淡化和 利用海水進行循環冷卻等。海水淡化是水資源可持續利用的重要方面,是解決缺水問題的重要方法。海水淡化的主要方法有 法、反滲透法、電滲析法等。 法的歷史最長久,技術和工藝也比較成熟,但消耗的能源大,成本較高。開發新能源和改進淡化水的方法是海水開發利用的重要課題。
　　二、海水化學資源的開發利用
　　1　海水制鹽
　　海水中所含的元素大部分以 的形式存在,儲量約為5×1018 t,其中 的含量最高。人們利用蒸發溶劑的方法可得到粗鹽,蒸發溶劑一般采用日曬的方法,大致過程如下:
海水貯水池蒸發池結晶池粗鹽
　　制得的粗鹽除了經過進一步凈化后制得精鹽食用外,還可以用作化工原料。以電解食鹽水為生產過程的工業稱為氯堿工業,氯堿工業可生產燒堿、鹽酸等一系列化工產品。電解食鹽水的化學方程式為
　　2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
　　2　海水制取溴
　　從海水中提取的溴占世界溴年生產量的三分之一。工業制溴常用空氣吹出法。這種方法的主要原理是在濃縮海水中通入氯氣,用熱空氣吹出后,再用二氧化硫吸收使溴富集,最后再用氯氣將溴從化合物中 出來。
　　空氣吹出法制溴中所發生的主要化學反應為
　　Cl2+2NaBr===2NaCl +Br2
　　Br2+SO2+2H2O===
　　Cl2 +2HBr===2HCl+Br2
　　3　海水制取鎂
　　海水中含有氯化鎂,對海水進行濃縮提純后可得到純凈的氯化鎂,電解可以得到金屬鎂。大致過程如圖所示:
海水濃溶液氫氧化鎂氯化鎂金屬鎂
　　海水提鎂發生的主要化學反應為
　　①Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2
　　②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
　　③MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
例題1　如果實行海水淡化來供應居民飲用水,下列方法中在原理上不可行的是(　　)
A.加明礬使海水中的鹽沉淀出來而淡化
B.利用太陽能使海水通過蒸餾而使其淡化
C.將海水通過電滲析法獲取淡水
D.利用反滲透法可將海水淡化
例題2　如圖所示是膜分離技術淡化海水的原理,對淡化膜右側的海水加壓,水分子可以透過淡化膜進入左側淡水池,而海水中的各種離子不能通過淡化膜,從而得到淡水。對加壓后右側海水成分的變化進行分析,正確的是(　　)
A.溶質質量增加
B.溶液質量不變
C.溶劑質量減少
D.溶質質量分數不變
例題3　下列關于海水資源綜合利用的說法正確的是(　　)
A.海水蒸發制海鹽的過程只發生化學變化
B.海水提溴的過程中,用氯氣作還原劑
C.從海水中可以得到MgCl2,可電解熔融MgCl2制備Mg
D.將海帶燒成灰,用水浸泡,加入乙醇萃取可以提取碘單質
例題4　NaCl是從海水中提取出來的一種重要物質,除食用外,它還是一種工業原料,下列以NaCl為原料的產品(或物質)是(　　)
①燒堿　②純堿　③金屬鈉　④氯氣
⑤鹽酸
A.全是 B.只有①②③④
C.只有①②③⑤ D.只有①②④⑤
例題5　鎂及其合金是用途很廣的金屬材料。大量的鎂是從海水中提取的,其中的主要步驟如圖所示:
下列說法不正確的是(　　)
A.為了節省原料,海水可選用提取粗食鹽后的母液
B.為了使MgSO4轉化為Mg(OH)2,工業上試劑①主要選用NaOH
C.加入試劑①后,可用過濾法得到Mg(OH)2沉淀
D.鎂與鋁等金屬按一定比例制成的合金,由于其密度小、強度大,可用于制造飛機
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