時海水資源的開發(fā)利用詳解

時海水資源的開發(fā)利用詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共43頁。（優(yōu)選）時海水資源的開發(fā)利用當(dāng)前2頁，總共43頁。一、海水水資源的利用1.類型:海水水資源的利用主要包括海水的淡化和海水的循環(huán)冷卻①。當(dāng)前3頁，總共43頁。2.海水的淡化:(1)主要方法:蒸餾法、_________和___________等。(2)海水的蒸餾:①主要儀器:A:_________B:_______C:_______②冷凝水的流向:__口進(jìn),__口出。③A中加入碎瓷片的目的是_____________。電滲析法離子交換法圓底燒瓶冷凝器錐形瓶ab防止液體暴沸當(dāng)前4頁，總共43頁。二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用1.海水中的元素:(1)常量元素(99%):除H、O兩種元素外,含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素。(2)微量元素(1%):常量元素之外的元素,總計含有80多種。(3)特點:種類很多,總儲量很大,但許多元素的富集程度很低。2.海水制鹽:把海水引到鹽灘上,利用日光和風(fēng)力使水分蒸發(fā),得到食鹽,食鹽不但是不可或缺的食品添加劑,還是重要的化工原料②。當(dāng)前5頁，總共43頁。3.海水提溴、碘:在預(yù)先經(jīng)過酸化的濃縮海水中,用_____氧化溴離子使之成為單質(zhì)溴;海水提碘主要是從海帶或海藻中提取碘單質(zhì)。4.其他物質(zhì)和能量:(1)從海水中提取鎂;提取核能開發(fā)中的重要原料_________;開發(fā)海洋藥物等。(2)_______、波浪能等是有待開發(fā)的新型能源。氯氣鈾和重水潮汐能當(dāng)前6頁，總共43頁。【思考辨析】1.判斷正誤:(1)用蒸餾法進(jìn)行海水淡化是物理變化。()分析:蒸餾是利用物質(zhì)沸點不同進(jìn)行分離的方法,沒有發(fā)生化學(xué)變化。(2)甲狀腺腫大的病人應(yīng)適量多食海帶。()分析:碘元素缺乏導(dǎo)致甲狀腺腫大,海帶中含有豐富的碘元素,因此適當(dāng)多食用海帶能幫助甲狀腺腫大的病人康復(fù)?！獭坍?dāng)前7頁，總共43頁。(3)太陽能是傳統(tǒng)能源,潮汐能是新型能源。()分析:傳統(tǒng)能源是指人們多年來通常使用的能源,如電能,煤、石油等化石燃料。新能源是指原來沒有普遍使用,新開發(fā)使用的能源,如太陽能、風(fēng)能、潮汐能、核能等。(4)海水中含有溴元素,不需要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)即能得到溴單質(zhì)。()分析:海水中溴元素是以溴離子的形式存在,需要發(fā)生氧化反應(yīng)才能生成溴單質(zhì)?！痢廉?dāng)前8頁，總共43頁。2.問題思考:(1)海水蒸餾時需要用溫度計嗎?分析:不需要,因為蒸餾法淡化海水是使水變?yōu)檎羝?故加熱到沸騰即可,無需溫度計測量蒸汽的溫度。(2)海帶中含有碘,海帶能使淀粉溶液變藍(lán)嗎?分析:不能,單質(zhì)碘能使淀粉溶液變藍(lán),而海帶中含有的碘元素是碘離子。當(dāng)前9頁，總共43頁?！局R鏈接】

①海水的循環(huán)冷卻據(jù)統(tǒng)計,城市用水約80%是工業(yè)用水,工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。因此直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻是解決水資源短缺的重要途徑。②食鹽的工業(yè)應(yīng)用氯化鈉除了食用外,還可作工業(yè)原料,如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉及氯氣、鹽酸、漂白粉等。如氯堿工業(yè):2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;制鈉和氯氣:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。電解====電解====當(dāng)前10頁，總共43頁。一、海水提溴1.生產(chǎn)流程圖:當(dāng)前11頁，總共43頁。2.主要過程:當(dāng)前12頁，總共43頁。【知識備選】用碳酸鈉溶液吸收海水中溴的過程(1)向盛有海水的容器里通入Cl2,使Br-被氧化成Br2。(2)從溶液底部向上鼓入空氣,使液溴變成蒸氣跟空氣流一起逸出,逸出的氣體通入碳酸鈉溶液中,溴蒸氣被碳酸鈉溶液吸收,形成溴化鈉水溶液,同時有CO2氣體從溶液里放出,方程式為3Na2CO3+3Br2====5NaBr+NaBrO3+3CO2↑(3)用稀硫酸處理上述含溴化合物的溶液,就得到了液溴溶液。發(fā)生的反應(yīng)為5NaBr+NaBrO3+3H2SO4====3Br2+3Na2SO4+3H2O。當(dāng)前13頁，總共43頁?！緦W(xué)而后思】(1)為什么不能將最初得到的含溴的海水直接蒸餾獲取液溴?提示:因為此時溶液中溴的濃度太小,若直接蒸餾,處理量大,成本高,不劃算。(2)用SO2吸收溴蒸氣,體現(xiàn)了溴的什么性質(zhì)?提示:用SO2吸收溴蒸氣時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4,該反應(yīng)中溴作氧化劑,體現(xiàn)氧化性。當(dāng)前14頁，總共43頁。二、海帶提碘1.海帶中含有碘元素的檢驗:(1)實驗步驟:(2)主要反應(yīng):2H++2I-+H2O2====I2+2H2O當(dāng)前15頁，總共43頁。2.海帶中提碘:(1)主要流程:海帶→浸泡→氧化→過濾→提純→碘單質(zhì)(2)主要反應(yīng):Cl2+2KI====2KCl+I2當(dāng)前16頁，總共43頁?！局R備選】從海帶中提取碘時碘的分離用有機溶劑萃取水溶液中的I2,分液后再用蒸餾法將I2與有機溶劑分離開。(1)常用的有機溶劑:苯、四氯化碳;(2)用苯或四氯化碳萃取碘后,蒸餾時碘留在蒸餾燒瓶中,錐形瓶中是有機溶劑。當(dāng)前17頁，總共43頁?！緦W(xué)而后思】(1)灼燒海帶時應(yīng)在什么容器中進(jìn)行?還需什么儀器?提示:灼燒海帶應(yīng)在坩堝中進(jìn)行,還需要泥三角、三腳架、酒精燈及坩堝鉗等。(2)在海帶提取碘的過程中,涉及的分離物質(zhì)的方法有哪些?提示:從海帶灰中得到水溶液利用過濾,從碘水中得到碘的有機溶液利用萃取分液,從碘的有機溶液中得到碘利用蒸餾。當(dāng)前18頁，總共43頁。類型一海水中提溴

【典例】空氣吹出法工藝是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下:當(dāng)前19頁，總共43頁。(1)溴在周期表中位于第

周期,第

族。(2)步驟②中反應(yīng)的離子方程式是

。(3)步驟④利用了SO2的還原性,反應(yīng)的離子方程式為________

。(4)步驟⑥的蒸餾過程中,溫度應(yīng)控制在80℃～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),若溫度過高,大量水蒸氣隨之排出,溴蒸氣中水分增加;若溫度過低,則

。(5)步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,可利用它們的相對密度相差很大的特點進(jìn)行分離。分離儀器的名稱是

。當(dāng)前20頁，總共43頁?！窘忸}指南】解答本題要注意以下3點:(1)氧化性:Cl2>Br2,則氯氣能把溴離子氧化;(2)SO2具有較強的還原性,能把溴單質(zhì)還原;(3)分離互不相溶的兩種液體利用分液的方法。當(dāng)前21頁，總共43頁?！窘馕觥?1)因溴在氯的下一周期,與氯在同一主族,所以溴在周期表中位于第4周期ⅦA族;(2)步驟②中氯氣將溴離子氧化,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Br-+Cl2====Br2+2Cl-;(3)SO2和溴、水蒸氣反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,化學(xué)反應(yīng)方程式是Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4,離子方程式是Br2+SO2+2H2O====4H++2Br-+(4)在溴水中,溴的沸點是58.5℃,水的是100℃,溫度過高,大量水蒸氣隨之排出,溴蒸氣中水分增加;溫度過低,溴不能完全蒸出,產(chǎn)率低;(5)因液溴與溴水不相溶,用分液漏斗分離。當(dāng)前22頁，總共43頁。答案:(1)4ⅦA(2)2Br-+Cl2====Br2+2Cl-(3)Br2+SO2+2H2O====4H++2Br-+(4)溴不能完全蒸出,產(chǎn)率低(5)分液漏斗當(dāng)前23頁，總共43頁。【誤區(qū)警示】海水提溴原理的理解誤區(qū)誤認(rèn)為流程經(jīng)過步驟①、②即得到了溴的單質(zhì),再加入有機溶劑萃取分液即可。忽視了實際情況:苦鹵中溴的濃度太小,若直接萃取分液或蒸餾,處理量大,成本高,不經(jīng)濟(jì),所以再經(jīng)過“空氣吹出”“二氧化硫吸收”“再氧化”目的是為了增大溴的濃度。當(dāng)前24頁，總共43頁?！咀兪接?xùn)練】除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯氣,應(yīng)該采用的方法是()A.加入適量的KI溶液B.通入溴蒸氣C.加氫氧化鈉溶液D.加入適量的溴化鈉溶液【解析】選D。A項Cl2和Br2均與KI反應(yīng)且引入了I2雜質(zhì);B項,溴蒸氣無法除去氯氣;C項,氯氣和液溴均能與氫氧化鈉反應(yīng);D項發(fā)生反應(yīng):Cl2+2NaBr====2NaCl+Br2,既除去了氯氣,又不會引入新的雜質(zhì)。當(dāng)前25頁，總共43頁。類型二海帶中提碘

【典例】海帶是海洋中的一種褐藻,海帶中含有豐富的碘,是人類經(jīng)常食用的一種補碘食物。某資料中有“海帶中碘的檢驗”的選做實驗,操作步驟如下:①取3g左右干海帶,除去表面雜質(zhì),剪碎,用酒精潤濕,放在坩堝中灼燒成灰,冷卻;②將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中加蒸餾水,攪拌,煮沸2～3min,使可溶物質(zhì)溶解,過濾;③向濾液中滴入幾滴硫酸,再加入約1mLH2O2溶液,觀察現(xiàn)象;④取少量上述所得溶液,滴加幾滴淀粉溶液,觀察現(xiàn)象;當(dāng)前26頁，總共43頁。⑤向③剩余的濾液中加入1mLCCl4,振蕩靜置,觀察現(xiàn)象;⑥向加有CCl4的溶液中加入NaOH溶液,充分振蕩后,將混合液的下層液體放入指定的容器中。請回答下列問題:(1)海帶中碘元素是

(填“碘離子”“碘單質(zhì)”或“碘酸鹽”),步驟①中除去海帶表面的雜質(zhì)一般用刷子刷凈,不用水清洗,原因是

;(2)可說明海帶中含有碘的現(xiàn)象有

;(3)操作⑤叫做

。操作⑥的目的是

。當(dāng)前27頁，總共43頁?！窘忸}指南】解答本題要注意以下3點:(1)海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-形式存在;(2)利用碘的特征反應(yīng)檢驗碘元素;(3)CCl4可萃取碘水中的碘且比水的密度大。當(dāng)前28頁，總共43頁?！窘馕觥亢е械庠匾缘怆x子的形式存在,且易溶于水,為防止碘元素的損失,除去海帶表面的雜質(zhì)一般用刷子刷凈,不用水清洗;實驗中④步中加入淀粉溶液后變藍(lán);⑤步中下層液體呈紫紅色可以說明海帶中含有碘。操作⑤是萃取碘水中的碘,操作⑥是為了回收CCl4。答案:(1)碘離子防止碘元素的損失(2)④步中加入淀粉溶液后變藍(lán);⑤步中下層液體呈紫紅色(3)萃取回收CCl4當(dāng)前29頁，總共43頁。【名師點評】講解本題時應(yīng)強調(diào)以下3點:(1)清楚海帶灰燼中碘元素的存在形式。(2)檢驗碘元素時應(yīng)先使其轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì),再加入淀粉。(3)提取碘單質(zhì)時常用有機溶劑萃取,如四氯化碳、苯等。當(dāng)前30頁，總共43頁?！痉椒ㄒ?guī)律】碘元素的檢驗方法(1)淀粉遇單質(zhì)碘變藍(lán),若是碘離子,通常先加入氯水氧化,再加入淀粉。(2)碘水呈黃色,通常加入有機溶劑四氯化碳或苯后有機層呈紫色。(3)加入硝酸酸化的硝酸銀溶液后產(chǎn)生淡黃色沉淀,則原溶液中含碘離子。當(dāng)前31頁，總共43頁?！咀兪接?xùn)練】某課外小組將灼燒海帶的灰浸泡后過濾,得到澄清的濾液,他們設(shè)計了如下幾個方案,你認(rèn)為能證明海帶灰中含有碘元素的是()A.取適量濾液,蒸干,觀察是否有紫色固體生成B.取適量濾液,加入苯,振蕩、靜置,苯層無色,證明不含碘元素C.取適量濾液,向其中加入淀粉溶液,無明顯現(xiàn)象,證明不含碘元素D.取適量濾液,加入酸化的H2O2,再加入淀粉溶液,呈藍(lán)色,證明含有碘元素當(dāng)前32頁，總共43頁?！窘馕觥窟xD。海帶灰中碘元素以I-形式存在,應(yīng)先加入氧化劑將其氧化為I2,再加入淀粉溶液檢驗。當(dāng)前33頁，總共43頁?！咀兪絺溥x】向盛有碘化鉀溶液的試管中加入少量氯水和CCl4后,充分振蕩,可觀察到液體分層,其中()A.上層紫色,下層無色B.上層接近無色,下層紫色C.上層接近無色,下層棕黃色D.上層黃綠色,下層紫色【解析】選B。氯水能將碘化鉀氧化生成單質(zhì)碘,因四氯化碳難溶于水且比水的密度大,故萃取碘后上層接近無色,下層呈紫色。當(dāng)前34頁，總共43頁。1.下列方法中,不能實現(xiàn)海水淡化的是()A.蒸餾法B.電滲析法C.過濾法 D.離子交換法【解析】選C。海水淡化常用的方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法。當(dāng)前35頁，總共43頁。2.(2013·合肥高一檢測)海水提碘時,不小心將碘與食鹽混合,欲將二者分離開,最好的方法是()A.溶解、過濾B.溶解、過濾、蒸發(fā)C.溶解、加AgNO3溶液、過濾D.加熱使碘升華【解析】選D。氯化鈉很穩(wěn)定,熔、沸點較高,單質(zhì)碘易升華,故可用升華法。當(dāng)前36頁，總共43頁。3.(2013·廈門高一檢測)若將海水淡化作飲用水使用,下列方法在原理上完全不可行的是()A.加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B.利用太陽能使海水蒸餾淡化C.將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D.將海水通過離子交換樹脂,以除去所含離子當(dāng)前37頁，總共43頁?！窘馕觥窟xA。明礬凈水是利用Al3+在水中生成的Al(OH)3膠體的吸附作用而除去水中的一些懸浮物,并不能除去海水中的陰、陽離子而使海水淡化。利用太陽能使海水蒸餾淡化,是有研究價值的一種淡化途徑。海水緩慢凝固后可結(jié)成冰,在這個過程中可以除去海水中的離子而淡化。將海水通過離子交換樹脂使海水淡化是一種已被應(yīng)用的海水淡化方法。當(dāng)前38頁，總共43頁。4.6月5日是世界環(huán)境日,環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展是永遠(yuǎn)的主題,利用海水是可持續(xù)發(fā)展的一個任務(wù),對于海水的利用認(rèn)識錯誤的是()A.海水曬鹽是利用蒸餾的原理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.可以用太陽能光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)平衡當(dāng)前39頁，總共43頁?！窘馕觥窟xA。海水曬鹽利用了蒸發(fā)的原理,A符合題意;海水利用時要兼顧海洋生物和海洋生態(tài)平衡,不能過度開發(fā),要適度使用和開發(fā),B、D正確;利用太陽能光解海水可獲得氫能源,C正確。當(dāng)前40頁，總共43頁。5.海藻中含有豐富的碘元素(以I-形式存在)。實驗室中提取碘的流程如下:(1)實驗操作③的名稱是

,所用主要儀器的名稱為

。(2)提取碘的過程中,可供選擇的有機試劑是

(填序號)。A.酒精(沸點78℃)