必修二4-1-2海水資源的開發(fā)和利用課件

第2課時海水資源的開發(fā)利用

三維目標第2課時海水資源的開發(fā)利用

思維激活

海洋，這個生命的搖籃，它是一個取之不盡的大寶藏，也將是生命的樂園。那么我們怎么去開發(fā)海洋資源呢？如何將海洋資源進行可持續(xù)的開發(fā)和利用呢？思維激活

自學(xué)導(dǎo)引

一、海水中水資源的利用

海水中水的儲量約為1.3×109億噸，約占全球總水量的97%。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(huán)冷卻。

上圖是實驗室模擬蒸餾法淡化海水的裝置圖，該裝置中所用的玻璃儀器有酒精燈、圓底燒瓶、冷凝管、牛角管(或接液管、接受器)、錐形瓶。在冷凝管中通入冷卻水一般是從下口進水、上口出水。自學(xué)導(dǎo)引

二、海水淡化

1．途徑：通過從海水中提取淡水或把海水中的鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。

2．方法：海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法淡化海水的歷史最久，技術(shù)和工藝比較成熟，但成本較高。

3．方向：海水淡化與化工生產(chǎn)、能源技術(shù)相結(jié)合，成為海水綜合利用的重要方向。

思考題1

水資源非常重要，聯(lián)合國確定2003年為國際淡水年。下列關(guān)于水的說法中錯誤的是(

)

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(zhì)含量比深井水少

D．蒸餾法是化學(xué)變化

答案

D二、海水淡化

三、海水化學(xué)資源的開發(fā)

1．海水化學(xué)資源的特點

(1)多樣性：由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無機物和有機物，按含量計，海水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素的含量超過海水總量的99%，其他為微量元素，總計有80多種元素。

(2)分散性：雖然海水中元素種類很多，總儲量很大，但許多元素的濃度(或富集程度)卻很低。

2．從海水中獲得的產(chǎn)品及其用途

(1)食鹽：除食用外，還用做工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。

(2)從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。三、海水化學(xué)資源的開發(fā)

(3)鈾和重水是核能開發(fā)中的重要原料，它們的提取對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義。

(4)海洋藥物。

(5)海洋中的新型能源：潮汐能、波浪能。

思考題2

環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)在國際的主題，合理利用海水是可持續(xù)發(fā)展的一個任務(wù)。下列對海水利用的認識錯誤的是(

)

A．海水中有大量人類需要的物質(zhì)，人類可以無限制地開發(fā)利用海水中的物質(zhì)，以滿足資源短缺的問題

B．海水可以成為廉價的能源基地，但不能開發(fā)過度，要適度使用和開發(fā)

C．可以用太陽能電解海水以獲取氫能源

D．人類在利用海水時要兼顧海洋生物和海洋生態(tài)平衡

答案

A(3)鈾和重水是核能開發(fā)中的重要原料，它們的提取對一個國

名師解惑

一、海水化學(xué)資源的綜合利用

1．以海水中NaCl為原料的相關(guān)化工產(chǎn)品主要流程：名師解惑有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

4Na＋TiCl4(熔融)＝4NaCl＋Ti

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2．海水中鎂的提取主要流程：有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

Mg(OH)2MgO＋H2O

Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2．海水中鎂的提取

3．海水中溴的提取主要流程：

有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2

Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br23．海水中溴的提取

4．海帶中碘的提取主要流程：

有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：

Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O4．海帶中碘的提取

二、蒸餾問題蒸餾適用于分離互溶但沸點不同的液態(tài)混合物，如酒精與水的分離、海水淡化等。

1．主要儀器：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、冷凝管、接液管、錐形瓶。

2．裝置圖(如下圖)。二、蒸餾問題

3．注意事項：

(1)蒸餾燒瓶須墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱(防止溫度過高且能使溶液受熱均勻)。

(2)蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的。

(3)須向蒸餾燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸。

(4)溫度計的量程應(yīng)高于餾分的最高沸點，要使溫度計的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處。

(5)若餾分在冷凝管里用自來水冷卻，則自來水要從冷凝管的下口進、上口出。3．注意事項：

典例導(dǎo)析

知識點1：海水資源的開發(fā)與應(yīng)用

例1

海水占地球總儲水量的97.2%，若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，既可解決淡水資源缺乏的問題，又可充分利用海洋資源。

(1)海水中存在大量的氯化鈉，氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表的第________周期。

(2)工業(yè)上利用電解飽和食鹽水的方法，可制得重要的化工產(chǎn)品。反應(yīng)的化學(xué)方程式為食鹽＋H2ONaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，該反應(yīng)中食鹽的化學(xué)式是________。利用電解所得的氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需消耗食鹽______t。(可能用到的相對原子質(zhì)量：H1

O16

Na23

Cl35.5)典例導(dǎo)析

(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫的廢氣并回收二氧化硫的方法。該方法的流程如下：

請寫出反應(yīng)②、④的化學(xué)方程式：_______________________、_______________________。(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)

解析

(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應(yīng)位于元素周期表的第三周期。

(2)食鹽的化學(xué)式即NaCl，要制36.5%的濃鹽酸1000t，所消耗的食鹽應(yīng)為×58.5g·mol－1＝585t。

(3)由圖示給出的反應(yīng)物和生成物，不難寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaOH＋SO2＝NaHSO3，反應(yīng)④的化學(xué)方程式為NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑。

答案

(1)三

(2)NaCl；585

(3)NaOH＋SO2＝NaHSO3；NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑解析(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應(yīng)位于元素周期表的

跟蹤練習(xí)1

我國有豐富的海水資源，開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)前科學(xué)研究的一項重要任務(wù)。下圖所示是海水綜合利用的一個方面：

根據(jù)上述流程圖，回答下列問題：

(1)寫出①②兩步加入的試劑和有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_________________________、________________________。

(2)寫出③④⑤的化學(xué)方程式：_________________________、________________________、______________________________________。跟蹤練習(xí)1我國有豐富的海水資源，開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)

答案

(1)①步的試劑是石灰乳：

Mg2＋＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2＋；

②步的試劑是氯氣：

2Br－＋Cl2＝

2Cl－＋Br2

(2)③Mg(OH)2＋2HCl＝

MgCl2＋2H2O

④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

⑤2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑答案(1)①步的試劑是石灰乳：

知識點2：海帶中碘單質(zhì)提取實驗的考查

例2

海帶中含有豐富的碘，為了從海帶中提取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計并進行了以下實驗：知識點2：海帶中碘單質(zhì)提取實驗的考查

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)步驟①中灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是______________。

(2)步驟③的實驗操作名稱是______________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是______________。

(3)步驟④反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________。

(4)步驟⑤中，某同學(xué)選擇用苯來提取碘的理由是____________________________。

(5)請設(shè)計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘的簡單方法：_________________________________________________________________________________________。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

解析

(1)灼燒需要較高的溫度，故應(yīng)選用的儀器為坩堝、坩堝鉗、泥三角、酒精燈和三腳架。

(2)要從海帶灰懸濁液中將I－提取出來，采用過濾的方法即可。因苯的沸點低，可將含碘苯溶液進行蒸餾，將苯除去后從而得到單質(zhì)碘。

(3)I－與H2O2在酸性條件下的反應(yīng)，可由氧化還原反應(yīng)規(guī)律，再結(jié)合電荷守恒來書寫。

(4)選用萃取劑必須滿足的條件是：①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要比在原溶劑中的溶解度大得多；②萃取劑與原溶劑互不相溶；③萃取劑與溶質(zhì)、原溶劑不發(fā)生反應(yīng)。

(5)單質(zhì)碘的檢驗是根據(jù)其與淀粉作用呈藍色的特征反應(yīng)進行的。

答案

(1)坩堝、坩堝鉗、泥三角、酒精燈

(2)過濾；蒸餾

(3)2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O

(4)苯與水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大

(5)取少量提取碘后的水溶液于試管中，加入幾滴淀粉溶液，觀察是否出現(xiàn)藍色(如果變藍，說明還有單質(zhì)碘)解析(1)灼燒需要較高的溫度，故應(yīng)選用的儀器為坩堝、坩

跟蹤練習(xí)2海帶中含有豐富的碘元素，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組用如下流程從海水中提取碘：

(1)若操作①為通入適量的Cl2，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。

(2)操作②的名稱是____________，所用的玻璃儀器有________________________，可以選用的有機溶劑是____________(填一種)。

答案(1)2I－＋Cl2＝I2＋2Cl－

(2)萃取、分液；分液漏斗、燒杯；苯(或四氯化碳等，其他合理答案均可)跟蹤練習(xí)2海帶中含有豐富的碘元素，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組第2課時海水資源的開發(fā)利用

三維目標第2課時海水資源的開發(fā)利用

思維激活

海洋，這個生命的搖籃，它是一個取之不盡的大寶藏，也將是生命的樂園。那么我們怎么去開發(fā)海洋資源呢？如何將海洋資源進行可持續(xù)的開發(fā)和利用呢？思維激活

自學(xué)導(dǎo)引

一、海水中水資源的利用

海水中水的儲量約為1.3×109億噸，約占全球總水量的97%。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(huán)冷卻。

上圖是實驗室模擬蒸餾法淡化海水的裝置圖，該裝置中所用的玻璃儀器有酒精燈、圓底燒瓶、冷凝管、牛角管(或接液管、接受器)、錐形瓶。在冷凝管中通入冷卻水一般是從下口進水、上口出水。自學(xué)導(dǎo)引

二、海水淡化

1．途徑：通過從海水中提取淡水或把海水中的鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。

2．方法：海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法淡化海水的歷史最久，技術(shù)和工藝比較成熟，但成本較高。

3．方向：海水淡化與化工生產(chǎn)、能源技術(shù)相結(jié)合，成為海水綜合利用的重要方向。

思考題1

水資源非常重要，聯(lián)合國確定2003年為國際淡水年。下列關(guān)于水的說法中錯誤的是(

)

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(zhì)含量比深井水少

D．蒸餾法是化學(xué)變化

答案

D二、海水淡化

三、海水化學(xué)資源的開發(fā)

1．海水化學(xué)資源的特點

(1)多樣性：由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無機物和有機物，按含量計，海水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素的含量超過海水總量的99%，其他為微量元素，總計有80多種元素。

(2)分散性：雖然海水中元素種類很多，總儲量很大，但許多元素的濃度(或富集程度)卻很低。

2．從海水中獲得的產(chǎn)品及其用途

(1)食鹽：除食用外，還用做工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。

(2)從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。三、海水化學(xué)資源的開發(fā)

(3)鈾和重水是核能開發(fā)中的重要原料，它們的提取對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義。

(4)海洋藥物。

(5)海洋中的新型能源：潮汐能、波浪能。

思考題2

環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展是現(xiàn)在國際的主題，合理利用海水是可持續(xù)發(fā)展的一個任務(wù)。下列對海水利用的認識錯誤的是(

)

A．海水中有大量人類需要的物質(zhì)，人類可以無限制地開發(fā)利用海水中的物質(zhì)，以滿足資源短缺的問題

B．海水可以成為廉價的能源基地，但不能開發(fā)過度，要適度使用和開發(fā)

C．可以用太陽能電解海水以獲取氫能源

D．人類在利用海水時要兼顧海洋生物和海洋生態(tài)平衡

答案

A(3)鈾和重水是核能開發(fā)中的重要原料，它們的提取對一個國

名師解惑

一、海水化學(xué)資源的綜合利用

1．以海水中NaCl為原料的相關(guān)化工產(chǎn)品主要流程：名師解惑有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

4Na＋TiCl4(熔融)＝4NaCl＋Ti

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2．海水中鎂的提取主要流程：有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

Mg(OH)2MgO＋H2O

Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2．海水中鎂的提取

3．海水中溴的提取主要流程：

有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2

Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br23．海水中溴的提取

4．海帶中碘的提取主要流程：

有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：

Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O4．海帶中碘的提取

二、蒸餾問題蒸餾適用于分離互溶但沸點不同的液態(tài)混合物，如酒精與水的分離、海水淡化等。

1．主要儀器：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、冷凝管、接液管、錐形瓶。

2．裝置圖(如下圖)。二、蒸餾問題

3．注意事項：

(1)蒸餾燒瓶須墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱(防止溫度過高且能使溶液受熱均勻)。

(2)蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的。

(3)須向蒸餾燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸。

(4)溫度計的量程應(yīng)高于餾分的最高沸點，要使溫度計的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處。

(5)若餾分在冷凝管里用自來水冷卻，則自來水要從冷凝管的下口進、上口出。3．注意事項：

典例導(dǎo)析

知識點1：海水資源的開發(fā)與應(yīng)用

例1

海水占地球總儲水量的97.2%，若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，既可解決淡水資源缺乏的問題，又可充分利用海洋資源。

(1)海水中存在大量的氯化鈉，氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表的第________周期。

(2)工業(yè)上利用電解飽和食鹽水的方法，可制得重要的化工產(chǎn)品。反應(yīng)的化學(xué)方程式為食鹽＋H2ONaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，該反應(yīng)中食鹽的化學(xué)式是________。利用電解所得的氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需消耗食鹽______t。(可能用到的相對原子質(zhì)量：H1

O16

Na23

Cl35.5)典例導(dǎo)析

(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫的廢氣并回收二氧化硫的方法。該方法的流程如下：

請寫出反應(yīng)②、④的化學(xué)方程式：_______________________、_______________________。(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)

解析

(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應(yīng)位于元素周期表的第三周期。

(2)食鹽的化學(xué)式即NaCl，要制36.5%的濃鹽酸1000t，所消耗的食鹽應(yīng)為×58.5g·mol－1＝585t。

(3)由圖示給出的反應(yīng)物和生成物，不難寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaOH＋SO2＝NaHSO3，反應(yīng)④的化學(xué)方程式為NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑。

答案

(1)三

(2)NaCl；585

(3)NaOH＋SO2＝NaHSO3；NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑解析(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應(yīng)位于元素周期表的

跟蹤練習(xí)1

我國有豐富的海水資源，開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)前科學(xué)研究的一項重要任務(wù)。下圖所示是海水綜合利用的一個方面：

根據(jù)上述流程圖，回答下列問題：

(1)寫出①②兩步加入的試劑和有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_________________________、________________________。

(2)寫出③④⑤的化學(xué)方程式：_________________________、________________________、______________________________________。跟蹤練習(xí)1我國有豐富的海水資源，開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)

答案

(1)①步的試劑是石灰乳：

Mg2＋＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2＋；

②步的試劑是氯氣：

2Br－＋Cl2＝

2Cl－＋Br2

(2)③Mg(OH)2＋2HCl＝

MgCl2＋2H2O

④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

⑤2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑答案(1)①步的試劑是石灰乳：

知識點2：海帶中碘單質(zhì)提取實驗的考查

例2

海帶中含有豐富的碘，為了從海帶中提取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計并進行了以下實驗：知識點2：海帶中碘單質(zhì)提取實驗的考查

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)步驟①中灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是______________。

(2)步驟③的實驗操作名稱是______________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是______________。

(3)步驟④反應(yīng)的