化学人教版（2019）必修第二册8.1.2海水的开发利用（共17张ppt）

(共17张PPT)
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 海水资源的开发利用
元素 浓度（mg/L） 元素 浓度（mg/L） 元素 浓度（mg/L）
钠Na 1.1×104 氯Cl 1.9×104 金Au 4.0×10－6
镁Mg 1.3×103 溴Br 6.7×101 铀U 3.0×10－4
钾K 3.8×102 碘I 6.0×10－2 镍Ni 2.0×10－3
锂Li 1.7×10－1 铯Cs 5.0×10－4
钼Mo 1.0×10－2
问题1. 你认为从海水中获得产品的过程中可能会遇到哪些困难？
总量巨大但浓度极低，要耗费大量能源和时间进行富集、分离和提纯
海水资源的分布特点：广阔性、多样性、分散性
问题2. 海水淡化都有哪些方法，各有什么优缺点？
二、海水资源的开发利用
海水资源
水资源
化学资源
矿产资源
生物资源
能源
空间资源
海水资源的特点：
分散性
广阔性
多样性
水资源的利用
⑴直接利用
⑵海水淡化
蒸 馏 法
电渗析法
离子交换法
1、水资源的利用
蒸馏法海水淡化
海水蒸馏原理示意图
原理：加热到水的沸点，液态水变为水蒸汽，与海水中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水
优点：历史最久，技术和工艺比较成熟；
缺点：成本较高
①原理：利用各成分的沸点不同，分离互溶液态混合物的物理分离方法。②装置及仪器名称
拓展：蒸馏
蒸馏烧瓶
温度计
冷凝管
牛角管或尾接管
锥形瓶
蒸馏时在烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸
冷凝管中水从下口进，上口出
温度计的水银球位于蒸馏烧瓶支管口处
蒸馏烧瓶须垫石棉网加热或水浴加热
直形冷凝管瓶
球形冷凝管瓶
蛇形冷凝管瓶
冷凝管的种类
溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。
溴是海洋元素，地球上99%的溴元素分布在海洋中，以Br-的形式存在。海水中的溴元素含量约为67mg/L。
CF2ClBr
二氟一氯一溴甲烷
从海水中提取溴——吹出法
教材101
【思考与讨论1】该流程中是Br-如何转化成Br2？
溴元素由化合物变为单质，化合价升高，发生了氧化反应，所以用氧化剂把Br-氧化为Br2
【思考与讨论2】用热空气吹出的物质是什么？利用该物质的什么性质呢？
溴，有挥发性
【思考与讨论3】根据教材中海水提溴的工艺流程图，思考和讨论每一环节的作用，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。
海水提溴
①海水提溴的方法(吹出法)
工艺流程 基本操作 浓缩
氧化
吹出
吸收
蒸馏
海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩
向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化成Br2
2Br -＋Cl2=Br2＋2Cl－
利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气
吹出的溴蒸气用SO2吸收。SO2＋Br2＋2H2O=4H＋＋SO42-＋2Br－
再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离
从海水中获取氯化钠还可以用于哪些工业生产？你能写出相应的化学方程式吗？
思考交流：下图为从海水中提取镁的工业设备图,请结合你所掌握的知识画出海水提镁的工业流程图，并写出相应的化学反应方程式。
主要的化学反应原理
CaCO3 CaO＋CO2↑
CaO＋H2O==Ca(OH)2
Ca(OH)2＋MgCl2==Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
思考交流：请结合视频讲解画出海带提碘的工业流程图，并写出相应的化学反应方程式。
(1)海带中提碘
①工艺流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。
②主要的化学反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。
或Cl2＋2I－=I2＋2Cl－
稀硫酸的作用：
增强H2O2的氧化性；
抑制I2与水反应
拓展：萃取分液
①萃取：物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离的方法。
仪器：分液漏斗
萃取剂：苯、四氯化碳等（不能用酒精）
萃取剂的选择条件：
与原溶剂不互溶
与被萃取的物质不反应
被萃取的物质在萃取剂中的溶解度比原溶剂大
②分液：将两种互不相溶的液体分离的操作
注意：分液可单独进行，但萃取之后一般要进行分液。
建立方法模型
任 务
核心问题
原料
产品
如何分离出产品？
物料是否能够循环使用？
原料预处理
物质转化
产品分离
如何选取原料？
如何处理原料？
1、从资源、成本角度考虑；
2、从反应速率、提高效率角度。
1、从元素价态的角度分析是否需要选取氧化剂或还原剂？
2、从成本、环保的角度选取最合适的试剂。
根据目标产物的性质及含量，选取合适的分离提纯方法。
如何控制反应条件？
如何选取氧化剂？还原剂？
知识、方法
三、新能源的开发
(1)从海水中提取铀和重水，铀和重水是核能开发的重要原料。
(2)潮汐能、波浪能是待开发的新型能源。
(3)开发海洋药物。