1、第第2 2课时海水资源的开发利用课时海水资源的开发利用三维目标知识与技能知识与技能1学会用化学方法对海水资源进行开发利用，学会用化学方法对海水资源进行开发利用，特别是在提取溴、碘、镁中的应用特别是在提取溴、碘、镁中的应用2认识化学在海水资源综合开发利用方面的认识化学在海水资源综合开发利用方面的重要价值重要价值过程与方法过程与方法1通过模拟海水淡化实验，学会应用蒸馏法通过模拟海水淡化实验，学会应用蒸馏法分离物质分离物质2通过海水中氯化钠的提取和应用，理解海通过海水中氯化钠的提取和应用，理解海水综合利用的重要性水综合利用的重要性情感、态度情感、态度与价值观与价值观懂得海洋是一个宝藏，但它需要我们合
2、理地懂得海洋是一个宝藏，但它需要我们合理地进行开发利用，培养珍惜资源的价值观进行开发利用，培养珍惜资源的价值观思维激活思维激活海洋，这个生命的摇篮，它是一个取之不尽的大宝藏，海洋，这个生命的摇篮，它是一个取之不尽的大宝藏，也将是生命的乐园。那么我们怎么去开发海洋资源呢？如何也将是生命的乐园。那么我们怎么去开发海洋资源呢？如何将海洋资源进行可持续的开发和利用呢？将海洋资源进行可持续的开发和利用呢？自学导引自学导引一、海水中水资源的利用一、海水中水资源的利用海水中水的储量约为海水中水的储量约为1.3109亿吨，约占全球总水量的亿吨，约占全球总水量的97%。海水中水资源的利用，主要包括。海水中水资源
3、的利用，主要包括海水的淡化海水的淡化和和直接利直接利用用海水进行海水进行循环冷却循环冷却。上图是实验室模拟蒸馏法淡化海水的装置图，该装置中上图是实验室模拟蒸馏法淡化海水的装置图，该装置中所用的玻璃仪器有所用的玻璃仪器有酒精灯、圆底烧瓶、冷凝管、牛角管酒精灯、圆底烧瓶、冷凝管、牛角管(或接或接液管、接受器液管、接受器)、锥形瓶、锥形瓶。在冷凝管中通入冷却水一般是从。在冷凝管中通入冷却水一般是从下下口口进水进水、上上口出水。口出水。二、海水淡化二、海水淡化1途径：通过从海水中提取淡水或把海水中的盐分离途径：通过从海水中提取淡水或把海水中的盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。出去，都可以达到淡化海
4、水的目的。2方法：海水淡化的方法主要有方法：海水淡化的方法主要有蒸馏蒸馏法、法、电渗析电渗析法、法、离子交换离子交换法等。其中法等。其中蒸馏蒸馏法淡化海水的历史最久，技术和工法淡化海水的历史最久，技术和工艺比较成熟，但成本较高。艺比较成熟，但成本较高。3方向：海水淡化与化工生产、能源技术相结合，成方向：海水淡化与化工生产、能源技术相结合，成为海水综合利用的重要方向。为海水综合利用的重要方向。思考题思考题1水资源非常重要，联合国确定水资源非常重要，联合国确定2003年为国际年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是淡水年。下列关于水的说法中错误的是()A蒸馏法是海水淡化的方法之一蒸馏法是海水淡化
5、的方法之一B淡水的密度小于海水的密度淡水的密度小于海水的密度C融化的雪水中矿物质含量比深井水少融化的雪水中矿物质含量比深井水少D蒸馏法是化学变化蒸馏法是化学变化答案答案D三、海水化学资源的开发三、海水化学资源的开发1海水化学资源的特点海水化学资源的特点(1)多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水多样性：由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮着大量的中溶解和悬浮着大量的无机物无机物和和有机物有机物，按含量计，海水中，按含量计，海水中的的H、O两种元素，加上两种元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等等11种元素的含量超过海水总量的种元素的含量超过海水
6、总量的99%，其他为，其他为微量元素，总计有微量元素，总计有80多种元素。多种元素。(2)分散性：虽然海水中元素种类很多，分散性：虽然海水中元素种类很多， 总储量很大，但总储量很大，但许多元素的浓度许多元素的浓度(或富集程度或富集程度)却很低。却很低。2从海水中获得的产品及其用途从海水中获得的产品及其用途(1)食盐：除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯食盐：除食用外，还用做工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。碱、金属钠及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。(2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。(3)铀和重水铀和重水是核
7、能开发中的重要原料，它们的提取对一是核能开发中的重要原料，它们的提取对一个国家来说具有战略意义。个国家来说具有战略意义。(4)海洋药物。海洋药物。(5)海洋中的新型能源：海洋中的新型能源：潮汐能潮汐能、 波浪能波浪能。 思考题思考题2环境与可持续发展是现在国际的主题，合理环境与可持续发展是现在国际的主题，合理利用海水是可持续发展的一个任务。下列对海水利用的认识利用海水是可持续发展的一个任务。下列对海水利用的认识错误的是错误的是()A海水中有大量人类需要的物质，人类可以无限制地海水中有大量人类需要的物质，人类可以无限制地开发利用海水中的物质，以满足资源短缺的问题开发利用海水中的物质，以满足资源短
8、缺的问题B海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发要适度使用和开发C可以用太阳能电解海水以获取氢能源可以用太阳能电解海水以获取氢能源D人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡答案答案A名师解惑名师解惑一、海水化学资源的综合利用一、海水化学资源的综合利用1以海水中以海水中NaCl为原料的相关化工产品为原料的相关化工产品主要流程：主要流程：有关反应的化学方程式：有关反应的化学方程式：2NaCl(熔融熔融) 2NaCl24NaTiCl4(熔融熔融)4NaClTi2NaCl2H2O 2NaO
9、HH2Cl2NaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3H2OCO22海水中镁的提取海水中镁的提取主要流程：主要流程：有关反应的化学方程式：有关反应的化学方程式：MgCl2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCl2Mg(OH)2 MgOH2OMg(OH)22HClMgCl22H2OMgCl2(熔融熔融) MgCl23海水中溴的提取海水中溴的提取主要流程：主要流程：有关反应的化学方程式：有关反应的化学方程式：Cl22NaBr2NaClBr2Br2SO22H2O2HBrH2SO42HBrCl22HClBr24海带中碘的提取海带中碘的提取主要流程：主要流程：有关反应的离子
10、方程式：有关反应的离子方程式：Cl22II22Cl或或H2O22I2HI22H2O二、蒸馏问题二、蒸馏问题蒸馏适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物，如酒精蒸馏适用于分离互溶但沸点不同的液态混合物，如酒精与水的分离、海水淡化等。与水的分离、海水淡化等。1主要仪器：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、蒸主要仪器：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶。馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶。2装置图装置图(如下图如下图)。3注意事项：注意事项：(1)蒸馏烧瓶须垫石棉网加热或水浴加热蒸馏烧瓶须垫石棉网加热或水浴加热(防止温度过高防止温度过高且能使溶液受热均匀且能使溶液受热均匀)。(2)
11、蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的 。(3)须向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体须向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。暴沸。(4)温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球放在水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处蒸馏烧瓶的支管口处。(5)若馏分在冷凝管里用自来水冷却，则自来水要从冷凝若馏分在冷凝管里用自来水冷却，则自来水要从冷凝管的管的下口进、上口出下口进、上口出。12典例导析典例导析知识点知识点1：海水资源的开发与应用：海水资源的开发与应用例例1海水占地球总储水量的海水占地球总储水量的9
12、7.2%，若把海水淡化和化，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。利用海洋资源。(1)海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表的第元素周期表的第_周期。周期。(2)工业上利用电解饱和食盐水的方法，可制得重要的化工业上利用电解饱和食盐水的方法，可制得重要的化工产品。反应的化学方程式为食盐工产品。反应的化学方程式为食盐H2O NaOHH2Cl2(未配平未配平)，该反应中食盐的化学式是，该反应中食盐的化学式是_。利用电。利用电解所得的气体制解所
13、得的气体制36.5%的浓盐酸的浓盐酸1000 t，最少需消耗食盐，最少需消耗食盐_t。(可能用到的相对原子质量：可能用到的相对原子质量：H 1O 16Na 23Cl 35.5)(3)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫的废气并回收二氧化硫的方法。该方法循环治理含二氧化硫的废气并回收二氧化硫的方法。该方法的流程如下：的流程如下：请写出反应请写出反应、的化学方程式：的化学方程式：_、_。解析解析(1)氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期氯化钠中的金属元素为钠，它应位于元素周期表的第三周期。表的第三周期。(2)食盐的化学式
14、即食盐的化学式即NaCl，要制，要制36.5%的浓盐酸的浓盐酸1000 t，所消耗的食盐应为所消耗的食盐应为 58.5 gmol1585 t。(3)由图示给出的反应物和生成物，不难写出反应由图示给出的反应物和生成物，不难写出反应的化的化学方程式为学方程式为NaOHSO2NaHSO3，反应，反应的化学方程式为的化学方程式为NaHSO3HClNaClH2OSO2。答案答案(1)三三(2)NaCl；585(3)NaOHSO2NaHSO3；NaHSO3HClNaClH2OSO211000t36.5%36.5g mol 跟踪练习跟踪练习1我国有丰富的海水资源，开发和利用海水我国有丰富的海水资源，开发和利
15、用海水资源是当前科学研究的一项重要任务。下图所示是海水综合资源是当前科学研究的一项重要任务。下图所示是海水综合利用的一个方面：利用的一个方面：根据上述流程图，回答下列问题：根据上述流程图，回答下列问题：(1)写出写出两步加入的试剂和有关反应的离子方程式：两步加入的试剂和有关反应的离子方程式：_、_。(2)写出写出的化学方程式：的化学方程式：_、_、_。答案答案(1)步的试剂是石灰乳：步的试剂是石灰乳：Mg2Ca(OH)2Mg(OH)2Ca2；步的试剂是氯气：步的试剂是氯气：2BrCl2 2ClBr2(2)Mg(OH)22HCl MgCl22H2OMgCl2(熔融熔融) MgCl22NaCl2H
16、2O 2NaOHCl2H2知识点知识点2：海带中碘单质提取实验的考查：海带中碘单质提取实验的考查例例2海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某海带中含有丰富的碘，为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：研究性学习小组设计并进行了以下实验：请填写下列空白：请填写下列空白：(1)步骤步骤中灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到中灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是的实验仪器是_。(2)步骤步骤的实验操作名称是的实验操作名称是_；步骤；步骤的的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是验操作名
17、称是_。(3)步骤步骤反应的离子方程式是反应的离子方程式是_。(4)步骤步骤中，某同学选择用苯来提取碘的理由是中，某同学选择用苯来提取碘的理由是_。(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：碘的简单方法：_。解析解析(1)灼烧需要较高的温度，故应选用的仪器为坩埚、坩灼烧需要较高的温度，故应选用的仪器为坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯和三脚架。埚钳、泥三角、酒精灯和三脚架。(2)要从海带灰悬浊液中将要从海带灰悬浊液中将I提取出来，采用过滤的方法即提取出来，采用过滤的方法即可。因苯的沸点低，可将含碘苯溶液进行蒸馏，将苯除去后从而可。
18、因苯的沸点低，可将含碘苯溶液进行蒸馏，将苯除去后从而得到单质碘。得到单质碘。(3)I与与H2O2在酸性条件下的反应，可由氧化还原反应规律，在酸性条件下的反应，可由氧化还原反应规律，再结合电荷守恒来书写。再结合电荷守恒来书写。(4)选用萃取剂必须满足的条件是：选用萃取剂必须满足的条件是：溶质在萃取剂中的溶解溶质在萃取剂中的溶解度要比在原溶剂中的溶解度大得多；度要比在原溶剂中的溶解度大得多；萃取剂与原溶剂互不相萃取剂与原溶剂互不相溶；溶；萃取剂与溶质、原溶剂不发生反应。萃取剂与溶质、原溶剂不发生反应。(5)单质碘的检验是根据其与淀粉作用呈蓝色的特征反应进行单质碘的检验是根据其与淀粉作用呈蓝色的特征
19、反应进行的。的。答案答案(1)坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯(2)过滤；蒸馏过滤；蒸馏(3)2IH2O22HI22H2O(4)苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大苯与水互不相溶，碘在苯中的溶解度比在水中大(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉溶液，观察是否出现蓝色观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘如果变蓝，说明还有单质碘)跟踪练习跟踪练习2海带中含有丰富的碘元素，某化学研究性海带中含有丰富的碘元素，某化学研究性学习小组用如下流程从海水中提取碘：学习小组用如下流程从海水中提取碘：(1)若操作若操作为通入适量的为通入适量的Cl2，则发生反应的离子方程，则发生反应的离子方程式为式为_。(2)操作操作的名称是的名称是_，所用的玻璃仪器有，所用的玻璃仪器有_，可以选用的有机溶剂是，可以选用的有机溶剂是_(填一种填一种)。答案答案(1)2ICl2I22Cl(2)萃取、分液；分液漏斗、烧杯；苯萃取、分液；分液漏斗、烧杯；苯(或四氯化碳等，或四氯化碳等，其他合理答案均可其他合理答案均可)
