【化學(xué)】412《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》課件(新.ppt

1、2020/6/15,第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源（第2課時）,2020/6/15,海水資源的開發(fā)利用,2020/6/15,從太空觀察地球，看到地球上有七片陸地“漂浮”在一大片藍(lán)色的海洋之中,是“歷史留給人類的資源儲備”,海洋是美麗的，也是富饒的,2020/6/15,一、海水中蘊(yùn)藏的資源及其開發(fā)意義,海洋水資源：海水中水的儲量約為1.3109億噸，約占全球總水量的97。,化學(xué)資源：含元素80多種，海洋資源中，利用潛力最大的是海水中的化學(xué)資源。目前，在陸地上發(fā)現(xiàn)的多種化學(xué)元素，在海水中已找到多種，其中多種可供提取。如，氯化鈉（即食鹽）有億億噸，鎂約有萬億噸，鉀有萬億噸，溴約有萬億噸，核燃料約億

2、噸億噸。,礦產(chǎn)資源：海洋中所貯存的各種礦物約500億噸。通常只要每平方米有5的礦物。錳結(jié)核、可燃冰、砂和礫石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。,2020/6/15,空間資源：海洋可利用空間包括海上、海中、海底三個部分。海洋空間利用已從傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸擴(kuò)大到生產(chǎn)、通信、電力輸送、儲藏、文化娛樂等諸多領(lǐng)域。我國擁有18000公里的大陸海岸線，管轄的海域面積近300萬平方公里。,能源：海水運(yùn)動中蘊(yùn)藏著巨大的能量，包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上水能資源，它們都屬于可再生能源，而且沒有污染。,生物資源：由魚、蝦、貝、藻等組成的海洋生物資源，除了直接捕撈供食用和藥用外

3、，通過養(yǎng)殖、增殖等途徑還可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。海洋生物品種繁多，我國就有20278種，其中入藥的有700種。,2020/6/15,二.海水水資源的利用：海水的淡化,（1）使海水淡化的途徑,通過海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達(dá)到淡化海水的目的。,（2）海水淡化的方法及其特點(diǎn),海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，但成本較高。,2020/6/15,2020/6/15,太陽能蒸發(fā)海水示意圖：,2020/6/15,含80多種元素，以氫、氧、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀等較多。被稱為“元素的故鄉(xiāng)”。,海水中鈾多達(dá)45億噸是已知陸地鈾礦儲量的4

4、500倍。氘有50億噸足夠人類用上千萬年,海水中的化學(xué)資源,2020/6/15,海洋中的礦產(chǎn)資源,2020/6/15,1海水中含有的各種元素的特點(diǎn)：,種類多，總儲量大，富集程度低。因此，從海水中提取物質(zhì)需要解決物質(zhì)的富集的問題。,2從海水中提取物質(zhì)的方法,從海水中提取食鹽的主要工藝流程,從海水中制取鹽的方法主要有：鹽田法、電滲析法和冷凍法。,2020/6/15,煮海,為鹽,從海水中提取NaCl,2020/6/15,鹽田法制得的粗鹽中含較多的氯化鎂和氯化鈣及泥沙，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)除去NaCl中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+離子的方法（需要儀器及實(shí)驗(yàn)步驟）,先將樣品溶解，加稍過量的氫氧化鈣，再加入稍過量

5、的碳酸鈉溶液，過濾；在濾液中加入稍過量的鹽酸，蒸發(fā)結(jié)晶即可。,思考：,2020/6/15,(2)從海水中提取溴的主要工藝流程,用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔內(nèi)的溶液中的溴單質(zhì)。,用蒸餾法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。,向酸化的海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)：2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl,向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸汽，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)以達(dá)到富集的目的：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,向吸收塔內(nèi)的溶液中通入適量的氯氣：2HBr+Cl2=2HCl+Br2,2020/6/15,海帶中的碘元素主要以I-的形式存在，提取時用適當(dāng)?shù)难趸?/p>

6、劑將其氧化成I2,再萃取出來。用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,(3)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn),提取流程,反應(yīng)原理,2020/6/15,海帶提碘：,海帶,海帶灰,溶解過濾,灼燒,殘?jiān)?含I-的溶液,稀H2SO4H2O2,含I2的溶液,含I2的有機(jī)溶液,萃取,2020/6/15,（1）稱取3g干海帶，用刷子把干海帶表面的附著物刷凈（不要用水洗，有I-）。將海帶剪碎，用酒精潤濕（便于灼燒）后，放在坩堝中。（2）用酒精燈灼燒盛有海帶的坩堝，至海帶完全成灰，停止加熱，冷卻。（3）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，再向燒杯中加入10ml蒸餾水，攪拌，煮沸2min3min

7、，使可溶物溶解，過濾。（4）向?yàn)V液中滴入幾滴稀硫酸，再加入約1mlH2O2溶液，觀察現(xiàn)象。（5）取少量上述濾液，加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。,實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)方法,海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。,2020/6/15,海水提溴：主要方法是空氣吹出法,主要流程,海水,濃縮酸化,濃縮海水Br-,通入氯氣,海水Cl-Br2,通入空氣水蒸氣(吹入),吸收塔SO2,反應(yīng)后富集溴,HBr、SO42,通入Cl2,Cl-Br2,分離,溴單質(zhì),化學(xué)方程式：2NaBrCl2=Br22NaClBr2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=Br22HCl,2020/6/15,海水化學(xué)資源的開發(fā)利用,海水綜合利用的重要方向是：海水淡化同化工生產(chǎn)結(jié)合、同能源技術(shù)結(jié)合。如從海水中制得的氯化鈉除食用外，還用作工業(yè)原料，如生產(chǎn)燒堿、純堿、金屬鈉以及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產(chǎn)品。從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)制鹽工業(yè)上的發(fā)展。從海水中獲得其他物質(zhì)和能量具有廣闊的前景。例如，鈾和重水目前是核能開發(fā)中的重要原料，從海水中提取鈾和重水對一個國家來說具有戰(zhàn)略意義。化學(xué)在開發(fā)海洋藥物方面也將發(fā)揮越來越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越來越受到重視和開發(fā)的新型能源。,2020/6/15,海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系一例（如下圖