高中化学《开发利用金属矿物和海水资源》：课件七 新人教必修2.ppt

8/14/20241第一节开发利用金属矿物和海水资源第一节开发利用金属矿物和海水资源第二课时第二课时 海水资源的开发利用海水资源的开发利用一、海水中蕴藏的资源及其开发意义一、海水中蕴藏的资源及其开发意义海洋水资源：海洋水资源：海水中水的储量约为海水中水的储量约为1.3×1091.3×109亿吨，亿吨，约占全球总水量的约占全球总水量的9797％ 化学资源：化学资源：含元素含元素8080多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海多种，海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源目前，在陆地上发现的１００多种化学元素，在水中的化学资源目前，在陆地上发现的１００多种化学元素，在海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取如，氯化钠（即海水中已找到８０多种，其中７０多种可供提取如，氯化钠（即食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，食盐）有４亿亿吨，镁约有１８００万亿吨，钾有５００万亿吨，溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨溴约有９０万亿吨，核燃料约４０亿吨－５０亿吨矿产资源：矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约海洋中所贮存的各种矿物约500500亿吨通常亿吨通常只要每平方米有只要每平方米有5 5㎏的矿物。

锰结核、可燃冰、砂和砾石，㎏的矿物锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等空间资源：空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、分海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域我国拥有电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域我国拥有1800018000公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近300300万平方公里万平方公里能源：能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染 生物资源：生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。

海洋生物品种繁多，我国就有可实现可持续利用海洋生物品种繁多，我国就有2027820278种，其中入药的有种，其中入药的有700700种二、海水淡化二、海水淡化海水中水资源的利用：海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和直主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却通过从海水中提取淡接利用海水进行循环冷却通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的水的目的 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等三、海水中的化学资源三、海水中的化学资源 由于与岩石、大气、生物的相互作由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，水中的和有机物，按含量计，水中的H H、、O O两种两种元素，加上元素，加上ClCl、、NaNa、、K K、、MgMg、、CaCa、、S S、、C C、、F F、、B B、、BrBr、、SrSr等等1111种超过总量的种超过总量的99%99%，其他为微量元素，总计含有，其他为微量元素，总计含有8080多种元多种元素。

素 海洋有取之不尽的化学资源海洋有取之不尽的化学资源1．海水中含有的各种元素的特点：    种类多，总储量大，富集程度低因此，从海种类多，总储量大，富集程度低因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集的问题水中提取物质需要解决物质的富集的问题2．从海水中提取物质的方法⑴⑴．从海水中提取食盐的主要工艺流程．从海水中提取食盐的主要工艺流程       从海水中从海水中制取盐的方法制取盐的方法主要有：盐田主要有：盐田法、电渗析法法、电渗析法和冷冻法和冷冻法 盐田法盐田法 制得的制得的粗盐中含较多的氯化镁粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，和氯化钙及泥沙，请设计实验室除去请设计实验室除去NaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子离子的方法（需要仪器及实验步骤）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；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，蒸发结晶在滤液中加入稍过量的盐酸，蒸发结晶即可思考：思考：⑵⑵．从海水中提取镁的主要工艺流程．从海水中提取镁的主要工艺流程 镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%60%的的镁从海水中提取。

主要步骤如下：镁从海水中提取主要步骤如下：（（1 1）为了使）为了使MgClMgCl2 2转化为转化为MgMg（（OHOH））2 2，试剂，试剂①①可以可以选用选用      ，要使，要使MgClMgCl2 2完全转化为沉淀，加入试完全转化为沉淀，加入试剂剂①①的量应的量应    ，验证，验证MgClMgCl2 2已完全转化为已完全转化为MgMg（（OHOH））2 2的方法的方法  NaOH 过量过量取上层清液，滴入取上层清液，滴入NaOH溶液，不产生沉淀溶液，不产生沉淀（2）加入试剂）加入试剂①①，能够分离得到，能够分离得到Mg（（OH））2沉淀沉淀的方法是的方法是         3）试剂）试剂②②可以选用可以选用        4）无水）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生在熔融状态下，通电后会产生Mg和和Cl2，写出该反应的化学方程式，写出该反应的化学方程式                        过滤过滤 HCl  MgCl2Mg+Cl2↑⑶⑶．从海水中提取溴的主要工艺流程．从海水中提取溴的主要工艺流程⑤⑤用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质 ①①用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化②②向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：单质：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl③③向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质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：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4④④向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气： 2HBr+Cl 2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=2HCl+Br2 2海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I- -的形式存在，提取时用的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成适当的氧化剂将其氧化成I I2 2，再萃取出来再萃取出来 用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是：2I2I- -+H+H2 2O O2 2+2H+2H+ +=I=I2 2+2H+2H2 2O O ⑷⑷．从海带中提取碘的实验．从海带中提取碘的实验②②提取流程提取流程①①反应原理反应原理 含含碘碘单单质质的的有机溶液有机溶液含含碘碘单单质质的溶液的溶液试剂试剂残残渣渣含碘元素含碘元素的溶液的溶液海海带带溶解溶解过滤过滤海海带带灰灰灼烧（（1）称取）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有（不要用水洗，有I-）。

 将海带剪碎，用酒精润湿（便于将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中灼烧）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，）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）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10ml蒸蒸馏水，搅拌，煮沸馏水，搅拌，煮沸2min－－3min，使可溶物溶解，过滤使可溶物溶解，过滤 （（4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1ml H2O2溶液，溶液，观察现象观察现象5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象  ④④实验注意事项实验注意事项③③实验方法实验方法 海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带不要用水洗，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海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风 3 3．海水综合利用联合工业体系一例（如下图）．海水综合利用联合工业体系一例（如下图）海水资源的开发利用简述海水资源的开发利用简述总结总结（（1 1）从海水中提取淡水）从海水中提取淡水————海水淡化海水淡化（（2 2）海水制盐）海水制盐（（3 3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等）从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品化工产品（（4 4）从海水中获取铀和重水作为核能）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料开发的重要原料（（5 5）从海水中获取其他物质和能量）从海水中获取其他物质和能量[课堂练习1] 海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示： （1）若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式 。

用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是： △MgCl2·6H2O = MgO+HCl↑+5H2O↑ MgCl2·6H2O = Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O↑ △在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl2·6H2O受热产生的水气，故能得到无水MgCl2 （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤 加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤 （3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：①溶解②过滤③蒸发①搅拌，加速溶解 ②使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒 ③搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅 (4)获得HCl的反应为2CH4+O2+4Cl2=======2CO+8HCl(不考虑其他反应)事实上，生产中HCl一直在循环使用试从理论上分析是否需要补充HCl，简要说明理由 不需要补充HCl,因为Cl2～2HCl～Mg(OH)2～MgCl2～Cl2；依氯元素守恒可以看出理论上不要补充HCl。

祝同学们学习进步！生活愉快。