海水綜合利用1

1、Page 12.2 海水的綜合利用海水的綜合利用Page 2 浩瀚的海洋是個巨大的資源寶庫，它不僅孕育著無數(shù)浩瀚的海洋是個巨大的資源寶庫，它不僅孕育著無數(shù)的生命，還孕育著豐富的礦產(chǎn)，而海水本身含有大量的的生命，還孕育著豐富的礦產(chǎn)，而海水本身含有大量的化學(xué)物質(zhì)，又是寶貴的化學(xué)資源化學(xué)物質(zhì)，又是寶貴的化學(xué)資源 海水中儲有大量的化學(xué)物質(zhì)，儲量可觀的就有海水中儲有大量的化學(xué)物質(zhì)，儲量可觀的就有80多種化學(xué)多種化學(xué)元素，其中元素，其中70多種可以被人類提取利用，海洋是地球上最大的多種可以被人類提取利用，海洋是地球上最大的礦產(chǎn)資源庫。全世界每年都要從海洋中提取大量的食鹽、鎂、礦產(chǎn)資源庫。全世界每年都要從海

2、洋中提取大量的食鹽、鎂、溴、碘、鉀等有用物質(zhì)，海水素有溴、碘、鉀等有用物質(zhì)，海水素有“液體工業(yè)原料液體工業(yè)原料”之美譽(yù)。之美譽(yù)。Page 3一、海水中鹽的開發(fā)與利用一、海水中鹽的開發(fā)與利用1、海水制鹽、海水制鹽結(jié)晶池結(jié)晶池蒸發(fā)池蒸發(fā)池 鹽是人類日常生活的必需品，鹽是人類日常生活的必需品，和化工原料，海鹽是鹽的主要來和化工原料，海鹽是鹽的主要來源之一。源之一。 海水制鹽的方法主要有三種：海水制鹽的方法主要有三種：蒸發(fā)法蒸發(fā)法、電滲析法和冷凍法電滲析法和冷凍法。 鹽田法歷史最悠久，而且也鹽田法歷史最悠久，而且也是最簡便和經(jīng)濟(jì)有效的方法，現(xiàn)是最簡便和經(jīng)濟(jì)有效的方法，現(xiàn)在還在廣泛采用。分離出食鹽后在還

3、在廣泛采用。分離出食鹽后的母液叫苦鹵，可制得的母液叫苦鹵，可制得KCl.MgCl2等副產(chǎn)品等副產(chǎn)品 Page 42 2、食鹽資源的利用、食鹽資源的利用1）氯堿工業(yè)：）氯堿工業(yè)： 以食鹽為原料制取以食鹽為原料制取NaOHNaOH、Cl Cl2 2、H H2 2再進(jìn)一步再進(jìn)一步生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品的工業(yè)電極名稱、電極名稱、溶液中離子的運動溶液中離子的運動電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式 . . 電解反應(yīng)的總離子方程式電解反應(yīng)的總離子方程式 。電解中電極附近分別可得到哪些產(chǎn)電解中電極附近分別可得到哪些產(chǎn)物產(chǎn)物？這些產(chǎn)物之間會發(fā)生什么反物產(chǎn)物？這些產(chǎn)物之間會發(fā)生什么反應(yīng)？對電解反應(yīng)有什么

4、影響？應(yīng)？對電解反應(yīng)有什么影響？2）反應(yīng)原理：）反應(yīng)原理：2H+ + 2e- = H22Cl- -2e- = Cl2 陰極：陰極：陽極：陽極：2H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 電解電解Page 5Page 6(3)離子交換膜法制燒堿 陽陽 極極金屬鈦網(wǎng)金屬鈦網(wǎng)陰陰 極極碳鋼網(wǎng)碳鋼網(wǎng)陽陽離離子子交交換換膜膜(3)離子交換膜法制燒堿離子交換膜法制燒堿 陽離子交換膜作用：陽離子交換膜作用： (1)只允許只允許陽陽離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。 (2)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸(3)避免氯氣與氫氧化鈉

5、反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，又不影響又不影響NaOHNaOH純度純度Page 81用什么方法除去泥沙？用什么方法除去泥沙？2用什么試劑除去用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì)所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì)，你能設(shè)計一個合理的順序逐一除雜嗎？，你能設(shè)計一個合理的順序逐一除雜嗎？思考：思考：Page 9粗鹽水（粗鹽水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）過量過量BaCl2Ba2+ + SO42- =BaSO4Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2

6、+BaSO4Ca2+ + CO32- = CaCO3Ba2+ + CO32- = BaCO3CaCO3BaCO3過量過量Na2CO3Mg2+、Fe3+、CO32-Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3過量過量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2OH-、CO32-精制食鹽水精制食鹽水Page 10Page 11二、海水提溴二、海水提溴Br2 + SO2+2H2O=2HBr+H2SO4Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - Cl2 +2Br - =Br2+ 2Cl - 2、吹出吹出3、吸收、吸收4、氯化、氯化5、蒸餾、蒸餾1、氯化、氯化 Br2H

7、BrBr-Br2Page 12思考：思考：海水是一種混合溶液，其中主要含有哪海水是一種混合溶液，其中主要含有哪些離子？些離子？Cl- Na+ Mg2+ Ca2+ SO42-結(jié)合海水資源的特點，我們從海水中提結(jié)合海水資源的特點，我們從海水中提取鎂到底有沒有實際意義？在提取過程中又取鎂到底有沒有實際意義？在提取過程中又可能會面臨怎樣的困難？可能會面臨怎樣的困難？三、海水提鎂三、海水提鎂Page 13思考：思考：、如何實現(xiàn)、如何實現(xiàn)Mg2+ 的富集和分離？的富集和分離？可以加入一種試劑使可以加入一種試劑使Mg2+ 沉淀沉淀、是不是直接往海水中加沉淀劑？、是不是直接往海水中加沉淀劑？不是，因為海水中的

8、不是，因為海水中的Mg2+ 的濃度很小，直接加沉的濃度很小，直接加沉淀劑不利于淀劑不利于Mg2+ 的沉淀，而且會增大沉淀劑的用的沉淀，而且會增大沉淀劑的用量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑、從綜合角度考慮選用哪種試劑作、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？沉淀劑好？Ca(OH)2Page 14思思考考：1、如如何由貝殼制得氫氧化鈣？何由貝殼制得氫氧化鈣？貝殼貝殼(CaCO3)煅燒煅燒CaOCa(OH)22、從沉淀效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差從沉淀效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多，如何解決這一矛盾？得多，如何解決這一矛盾？用石灰乳代替石灰水用石

9、灰乳代替石灰水Page 15、請設(shè)計由、請設(shè)計由Mg(OH)2到到Mg的可能途徑。的可能途徑。Mg(OH)2鹽酸鹽酸MgCl2溶液溶液無水無水MgCl2MgMg(OH)2加熱加熱MgOMgPage 16、如何制得無水、如何制得無水MgCl2 ？、由、由MgCl2 到到Mg究竟用還原法還是電解法好？究竟用還原法還是電解法好？思考：先加鹽酸反應(yīng)，再濃縮得先加鹽酸反應(yīng)，再濃縮得MgCl26H2O晶體，然后再將晶體，然后再將MgCl26H2O晶體在晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2 由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，工業(yè)上常由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，

10、工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂使用電解熔融的氯化鎂得到鎂Page 17海水中提煉鎂示意圖Page 18三、海水中提取重水1、重水的組成： 2、重水的存在 ：3、重水用途：4、重水的提取方法：分子式：分子式：D2O相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量 20海水含有海水含有2.0X1014噸噸原子反應(yīng)堆的中子減速機(jī)和傳熱介質(zhì)（重水堆）原子反應(yīng)堆的中子減速機(jī)和傳熱介質(zhì)（重水堆）合成氦核（熱核聚變）合成氦核（熱核聚變）蒸餾法，電解法，化學(xué)交換法和吸附法蒸餾法，電解法，化學(xué)交換法和吸附法Page 19.氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：1）溶液）溶液

11、A的溶質(zhì)是的溶質(zhì)是 ；2）電解飽和食鹽水的離子方程式）電解飽和食鹽水的離子方程式 ；3）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH 在在23，用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的用，用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的用 ；4）電解所用的鹽水需去除有影響的）電解所用的鹽水需去除有影響的Ca2、Mg2、NH4、SO42 c(SO42)c(Ca2)，流程如下（淡鹽水和溶液，流程如下（淡鹽水和溶液A自來電解池）：自來電解池）： 鹽泥鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是除泥沙外，還含有的物質(zhì)是 。過程過程中將中將NH4+轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是的離子方程式是 BaSO4溶解度比溶解度比BaCO3小，過程小，過程除去的離子有除去的離子有 2H2O + 2Cl- = H2 + Cl2 + 2OH- 氯氣與水反應(yīng)：氯氣與水反應(yīng)：Cl2H2O HClHClO，增大，增大HCl的濃度可使平衡逆向移動，的濃度可使平衡逆向移動，減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。Mg(OH)2 2NH43Cl28OH=8H2O6ClN2SO42、Ca2Page 20 過濾，加鹽酸過濾，加鹽酸 加熱加熱 電解電解海水 母液 b c 煅燒 a 濃縮濃縮貝殼 石灰乳 a ； b ； c 。MgCl2溶液練習(xí)練習(xí)根據(jù)討論，在下列方框中填入合適的物質(zhì)的化學(xué)式根據(jù)討論，在