第一節(jié)海洋化學資源 (講課使用)

1、第一節(jié)第一節(jié) 海洋化學資源海洋化學資源 海水中溶解的鹽分占海水總質量的海水中溶解的鹽分占海水總質量的3.5%。全。全世界海水中含有的鹽類總質量約為世界海水中含有的鹽類總質量約為5 億億噸，如億億噸，如果把這些鹽平鋪在陸地上，其厚度可達果把這些鹽平鋪在陸地上，其厚度可達150米米。一、海水中的物質一、海水中的物質1000g海水中約含有海水中約含有35g鹽鹽。大家來討論大家來討論：海水中含量最多的海水中含量最多的陰離子是陰離子是 ，陽陽離子離子是是 ，海水中除氯化鈉外，還，海水中除氯化鈉外，還可能含有哪些鹽可能含有哪些鹽 ， 海水礦物中，鎂鹽僅海水礦物中，鎂鹽僅次于鈉鹽居第二位。次于鈉鹽居第二位。

2、金屬金屬鎂是制造鋁鎂合金的重要鎂是制造鋁鎂合金的重要材料。鋁鎂合金既輕又硬，材料。鋁鎂合金既輕又硬，是制造飛機、火箭、快艇、是制造飛機、火箭、快艇、車輛的重要材料。信號彈、車輛的重要材料。信號彈、照明彈、燃燒彈、煙火禮照明彈、燃燒彈、煙火禮花彈、閃光燈都要用金屬花彈、閃光燈都要用金屬鎂。鎂。國防元素國防元素鎂的主要用處鎂的主要用處海水或鹵水海水或鹵水石灰乳石灰乳氫氧化鎂氫氧化鎂鹽酸鹽酸氯化鎂氯化鎂通電通電鎂鎂MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O MgCl2 = Mg+Cl2 通電通電怎樣從海水中提取鎂？怎樣從海水中提取鎂？思考：

3、思考： 從海水中提取從海水中提取MgCl2時，經(jīng)歷了時，經(jīng)歷了MgCl2Mg(OH)2 MgCl2的轉化過的轉化過程，請分析這樣做的目的是什么？程，請分析這樣做的目的是什么？ 海水中的氯化鎂雖然儲量很大，但海水中的氯化鎂雖然儲量很大，但是濃度很低，這樣的轉化過程是將是濃度很低，這樣的轉化過程是將鎂元素通過化學沉淀法鎂元素通過化學沉淀法“富集富集”起起來，以得到更純的氯化鎂。來，以得到更純的氯化鎂。由海水制氫氧化鎂、溴、碘等由海水制氫氧化鎂、溴、碘等二、海底礦物二、海底礦物1、石油、石油 、天然氣、天然氣 、煤、煤2 2、可燃冰、可燃冰海底寶藏海底寶藏“可燃冰可燃冰” “可燃冰可燃冰”外形似冰，

4、能夠燃燒，學名叫外形似冰，能夠燃燒，學名叫“天然氣天然氣水合物水合物”，是天然氣（甲烷）被包進水分子中，在海，是天然氣（甲烷）被包進水分子中，在海底低溫與壓力下形成的透明結晶。底低溫與壓力下形成的透明結晶。19951995年，美國在大年，美國在大西洋海底首次發(fā)現(xiàn)的西洋海底首次發(fā)現(xiàn)的“可燃冰可燃冰” ” 可滿足美國可滿足美國100100多年多年的天然氣需要。日本在其南海一帶海域發(fā)現(xiàn)的的天然氣需要。日本在其南海一帶海域發(fā)現(xiàn)的“可燃可燃冰冰”，可滿足全日本一個世紀的能源消耗。不久前，可滿足全日本一個世紀的能源消耗。不久前，廣州市海洋地質調查局發(fā)現(xiàn)了南海區(qū)域有廣州市海洋地質調查局發(fā)現(xiàn)了南海區(qū)域有“可燃

5、冰可燃冰”存在，總量估計相當于全國石油總儲量的一半。除了存在，總量估計相當于全國石油總儲量的一半。除了南海外，我國東海也發(fā)現(xiàn)了南海外，我國東海也發(fā)現(xiàn)了“可燃冰可燃冰”的蹤跡。的蹤跡。與石油、天然氣相比，與石油、天然氣相比，“可燃冰可燃冰”的優(yōu)點更為突的優(yōu)點更為突出。一立方米的出。一立方米的“可燃冰可燃冰” ” 釋放出的能量可相當于釋放出的能量可相當于164164立方米的天然氣。立方米的天然氣。燃燒產(chǎn)生能量多，幾乎不產(chǎn)生任燃燒產(chǎn)生能量多，幾乎不產(chǎn)生任何殘渣和廢氣。何殘渣和廢氣。被科學家譽為被科學家譽為“未來能源未來能源”、“21世世紀能源紀能源”。 大洋底蘊藏著極其豐富的礦藏資源，錳結核就大洋底

6、蘊藏著極其豐富的礦藏資源，錳結核就是其中的一種。它含有是其中的一種。它含有30多種金屬元素，其中最有多種金屬元素，其中最有商業(yè)開發(fā)價值的是錳、銅、鈷、鎳等。商業(yè)開發(fā)價值的是錳、銅、鈷、鎳等。 錳結核總儲錳結核總儲量估計在量估計在30000億噸以上。億噸以上。 錳結核又稱多金屬結核、錳礦球等，錳結核不僅錳結核又稱多金屬結核、錳礦球等，錳結核不僅儲量巨大，而且還會不斷地生長。生長速度因時因儲量巨大，而且還會不斷地生長。生長速度因時因地而異，平均每千年長地而異，平均每千年長1毫米。以此計算，全球錳結毫米。以此計算，全球錳結核每年增長核每年增長1000萬噸。錳結核堪稱萬噸。錳結核堪稱“取之不盡，用取之

7、不盡，用之不竭之不竭”的可再生多金屬礦物資源。的可再生多金屬礦物資源。 3 3、多金屬核、多金屬核-錳結核錳結核海洋生物資源海洋生物資源海洋動力資源海洋動力資源海洋污染海洋污染地球表面雖然地球表面雖然71%71%被水覆蓋，但其中被水覆蓋，但其中97%97%是海水，在余下是海水，在余下的的2.53%2.53%的淡水中，的淡水中，又有人類難以利用又有人類難以利用的兩極冰蓋。人類的兩極冰蓋。人類可利用的淡水還不可利用的淡水還不到總水量的到總水量的1%1%。有。有人比喻在地球這個人比喻在地球這個大水缸里大水缸里可用的淡可用的淡水水只有一湯匙只有一湯匙。 全球用水總量每全球用水總量每1515年就翻一番，

8、年就翻一番，到到20302030年地球上年地球上將有將有1/31/3的人口面的人口面臨淡水資源危機。臨淡水資源危機。 小小資料袋小小資料袋三、海水淡化三、海水淡化簡易蒸餾裝置簡易蒸餾裝置蒸餾法蒸餾法（1）實驗之前應有的一步操作是什么？）實驗之前應有的一步操作是什么？ 檢驗裝置氣密性檢驗裝置氣密性實驗探究海水淡化將導管的一端放入水中，若用手握住試管，導管口產(chǎn)生氣泡，松開手后冷卻，導管內上升一段水柱，則證明氣密性良好（2）如何檢驗得到的水是淡水？取樣，加入AgNO3溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，證明是淡水取樣于玻璃片上，在酒精燈上加熱蒸干，若幾乎沒有殘留物質，則為淡水。思考思考為了使水蒸氣的冷凝效果更好

9、，你為了使水蒸氣的冷凝效果更好，你認為應對實驗做哪些改進？認為應對實驗做哪些改進？加長導管長度 將導管改為冷凝管將接受器放入冰水混合物中 在導管上包上濕而冷的毛巾多級閃急蒸餾法多級閃急蒸餾法 水在減壓時沸點降低。水在減壓時沸點降低。多級閃急蒸餾多級閃急蒸餾法就是設計了一種壓強一個比一個低的法就是設計了一種壓強一個比一個低的蒸發(fā)室，連在一起，海水從中穿過會瞬蒸發(fā)室，連在一起，海水從中穿過會瞬間蒸發(fā)，變?yōu)樗魵?，冷凝成為淡水。間蒸發(fā)，變?yōu)樗魵?，冷凝成為淡水。小小資料袋小小資料袋結晶法結晶法 結晶法是在海水中加入極易結晶法是在海水中加入極易揮發(fā)的物質揮發(fā)的物質-丁烷，丁烷揮發(fā)丁烷，丁烷揮發(fā)帶走海水

10、的熱量使海水結冰，帶走海水的熱量使海水結冰，從而使水和鹽分離。從而使水和鹽分離。膜法膜法 膜法是利用一種只膜法是利用一種只允許水分子通過而不允許水分子通過而不允許鹽離子通過的高允許鹽離子通過的高分子膜，象過篩子一分子膜，象過篩子一樣把水和溶解在海水樣把水和溶解在海水中的鹽分離的方法。中的鹽分離的方法。海水海水淡水淡水淡化膜淡化膜加壓加壓海洋資源是人類共同的財富，海洋資源是人類共同的財富，怎樣科學合理的開發(fā)海洋資源？怎樣科學合理的開發(fā)海洋資源？1、海水淡化可采用膜分離技術，如右圖所示，、海水淡化可采用膜分離技術，如右圖所示，對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以透過對淡化膜右側的海水加壓，水分子可以

11、透過淡化膜進人左側淡水池，而海水中的各種離淡化膜進人左側淡水池，而海水中的各種離子不能通過淡化膜，從而得到淡水，對加壓子不能通過淡化膜，從而得到淡水，對加壓后右側海水成分變化進行分析，正確的是后右側海水成分變化進行分析，正確的是 ( ) A溶質質量增加溶質質量增加 B溶液質量不變溶液質量不變 C溶劑質量減少溶劑質量減少 D溶質質量分數(shù)不變溶質質量分數(shù)不變CBA貝殼（主要成分貝殼（主要成分CaCO3）C氯化鎂氯化鎂鎂鎂鹵水鹵水粗鹽粗鹽精鹽精鹽海水海水鹽酸鹽酸脫水脫水通通電電水水煅燒煅燒蒸發(fā)結晶蒸發(fā)結晶2 2、（、（0505濟南）海水的綜合利用可以制備金屬鎂，濟南）海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如圖所示（圖中其流程如圖所示（圖中ABCABC均表示主要成分）均表示主要成分）請?zhí)顚懴铝锌瞻祝赫執(zhí)顚懴铝锌瞻祝?（1 1）C C的化學式的化學式_ _ （2 2）寫出）寫出A A到到B B的化學方程式的化學方程式_ _ （3 3）若在實驗室進行粗鹽提純，溶解、過濾、蒸