高一化学（人教版）-第八章 第一节 自然资源的开发利用（2）课件

(共52张PPT)
第八章
第一节
自然资源的开发利用（2）
高一年级
化学
陆地自然资源
71%
97.2%
2.8%
0.77%
海水
淡水
地球表面水
人类可利用
地球水量分布
【海水资源综合利用】
淡水
海水
一、海水水资源的利用——海水淡化
1.蒸馏法
海水蒸馏原理示意图
海水蒸馏淡化工厂
一、海水水资源的利用——海水淡化
1.蒸馏法
太阳能蒸发原理示意图
一、海水水资源的利用——海水淡化
2.电渗析法
电渗析装置
电渗析原理图
一、海水水资源的利用——海水淡化
3.离子交换法
离子交换装置
离子交换原理图
一、海水水资源的利用——海水淡化
4.反渗透法
反渗透装置示意图
【反渗透法介绍】
资
料
海水淡化技术的选择
海水淡化
全球海水淡化市场分布
【海水资源综合利用】
淡水
直接利用
海水
一、海水水资源的利用——直接利用
核电站用铀制成的核燃料在“反应堆”内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来。
一、海水水资源的利用——直接利用
海水灌溉
工业用水
生活用水
【海水资源综合利用】
淡水
直接利用
食
盐
淡水
直接利用
海水
海水
蒸发结晶
过滤
粗盐
苦卤
提纯
NaCl
二、海水化学资源开发利用——海水制盐
淡水
纯碱
钠
氢气
氯气
烧碱
NaCl
直接利用
【海水资源综合利用】
海水
【你们所认为的海水组成】
宏观组成
微观构成
水
+
盐
分子(H2O)
+
离子
[NaCl、MgCl2等]
【多角度认识海水化学成分】
海水
海水中元素含量的特点
资料2.
海水中部分主要离子浓度
资料1.
海水中微量元素金的储量
海水中元素含量的特点
总储量巨大，富集程度低。
资料2.
海水中部分主要离子浓度
资料1.
海水中微量元素金的储量
淡水
纯碱
钠
氢气
氯气
烧碱
苦卤
NaCl
直接利用
【海水资源综合利用】
海水
苦卤
浓度较高
Cl-、Na+、Mg2+、K+、Br-……
浓缩
海水
成分
【海水资源综合利用】
【科学视野】
镁具有重量轻、强度高等特点，被广泛应用于火箭、导弹、飞机制造、汽车、舰艇、精密机器等各个领域，在军事工业和民用企业上具有极其重要的意义，被誉为“国防金属”。海水盐分中镁的占有量仅次于氯和钠，总储量约为2.1×1015
t[1]，目前世界上60%的镁从海水提取。
参考资料：[1]海洋化学
苦卤
(含Mg2+)
二、海水化学资源开发利用——海水提镁
Mg
无水MgCl2
熔融
电解
苦卤
(含Mg2+)
二、海水化学资源开发利用——海水提镁
Mg
无水MgCl2
熔融
电解
物质
Mg(OH)2
MgCO3
20℃溶解度(g/100g)
0.00096
0.039
苦卤
(含Mg2+)
Mg(OH)2沉淀
MgCl2
溶液
Mg
无水MgCl2
熔融
电解
加碱
过滤
盐酸
二、海水化学资源开发利用——海水提镁
蒸发
试剂
KOH
NaOH
Ca(OH)2
Ba(OH)2
价格(元/吨)
6500
2900
580
6000
工业级试剂价格
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CaCO3
CaO
+
CO2↑
高温
煅烧贝壳制备氢氧化钙
CaO
+
H2O
Ca(OH)2
试剂
KOH
NaOH
Ca(OH)2
Ba(OH)2
价格(元/吨)
6500
2900
580
6000
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苦卤
(含Mg2+)
Mg(OH)2沉淀
MgCl2
溶液
Mg
无水MgCl2
熔融
电解
干燥
脱水
过滤
盐酸
MgCl2·6H2O
蒸发浓缩冷却结晶过滤
二、海水化学资源开发利用——海水提镁
Ca(OH)2
Cl2
循环利用
二、海水化学资源开发利用——海水提镁
富集Mg2+
富集Mg2+
转化Mg2+
转化Mg2+
分离Mg(OH)2
转化Mg(OH)2
分离Mg
【小结】从海水中提镁的方法
Mg2+
Mg
+2e－
苦卤
Mg(OH)2(s)
MgCl2(aq)
富集
目标产物
生产原料
转化、分离
MgCl2(s)
转化、分离
富集
转化、分离
【海水提镁】
资
料
【科学视野】
地球上99%的溴以Br－形式存在于海水中，被称为“海洋元素”，海洋中溴的储量可达100
万亿吨[1]。从海水中提取的溴单质广泛用于制备各种含溴化合物，如汽油添加剂二溴乙烷、含溴阻燃剂、杀虫剂溴甲烷、感光剂溴化银、药物合成中间体、染料等。
参考资料：[1]海洋化学
2Br-
Br2
目标产物
生产原料
通Cl2
2Br-
+
Cl2
2Cl-
+
Br2
二、海水化学资源开发利用——海水提溴
苦卤
(含Br-)
含Br2水溶液
含Br2空气
含Br-水溶液
含Br2水溶液
酸化通Cl2
热空气吹出
通Cl2
液溴
蒸馏
①
②
③
④
⑤
冷凝
溴蒸汽
⑥
①
2Br-
+
Cl2
2Cl-
+
Br2
③
Br2
+
SO2
+
2H2O
2Br-
+
SO4
+
4H+
2-
粗溴水
用SO2吸收
二、海水化学资源开发利用——海水提溴
含Br-水溶液
含Br2水溶液
通Cl2
液溴
蒸馏
③
④
⑤
冷凝
溴蒸汽
⑥
苦卤
(含Br-)
含Br2水溶液
含Br2空气
酸化通Cl2
热空气吹出
①
②
粗溴水
用SO2吸收
二、海水化学资源开发利用——海水提溴
二、海水化学资源开发利用——海水提溴
苦卤
(含Br-)
含Br2水溶液
酸化通Cl2
①
c(Br2)≤0.019mol/L
2Br－→Br2
【小结】从海水中提溴的方法
2Br-
Br2
-2e－
酸化
苦卤
目标产物
生产原料
含Br2
溶液
氧化
吹出
含Br2
空气
吸收
含Br-
溶液
氧化
含Br2
溶液
蒸馏
【小结】从海水中提溴的方法
2Br-
Br2
-2e－
酸化
苦卤
目标产物
生产原料
含Br2
溶液
含Br2
空气
含Br-
溶液
含Br2
溶液
富集
转化、分离
转化、分离
富集
二、海水化学资源开发利用——海水提溴
富集Br-
转化Br-
分离
富集
分离
转化
Br2
Br2
Br-
转化
Br2
转化Br-
一是海水中浓度高且提取成本低的物质；
二是陆地含量极少且开采成本高的物质；
三是保护海洋生态环境，保证可持续性。
【归纳】选取从海水中提取物质的原则
多次转化、多次分离
海水
【总结】从海水中提取化学元素的方法
目标产物
富集
物质类别：酸性、碱性
元素价态：氧化性、还原性
方法：过滤、蒸馏、蒸发……
富集
淡水
纯碱
钠
氢气
氯气
烧碱
NaCl
直接利用
【海水资源综合利用】
镁
溴
钾
海水
海洋生物资源
海洋油气资源
20多万种海洋生物
每年可供人类利用的达6亿吨
每年产出水产够300亿人食用
可提制的生物药品达2万多种
海底石油储量约1350亿吨
天然气约140万亿立方米
【数字巨大的海洋资源】
【数字巨大的海洋资源】
总能量在1500亿千瓦
波浪能700亿千瓦
潮汐能27亿千瓦……
可提取矿物达5亿亿吨
锰结核储量3万亿吨
……
海洋动力能源
海洋金属矿藏
海水中的铀矿
【数字巨大的海洋资源】
海水中含铀40亿吨，
是陆地储量2000倍。
海水中的氘和氚
含氘约40万亿吨，
含重水约200万亿吨。
数据来源：科普中国科学百科词条
【海水中的核能原料】
资
料
“一带一路”与“海洋强国”战略
【建设海洋强国】
建设海洋强国，我一直有这样一个信念。——习近平
资
料
海洋强国