1、第四章第四章 化学与可持续发展化学与可持续发展 第一节第一节 开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源 一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用黄铜矿黄铜矿赤铁矿赤铁矿铝矿铝矿锰矿锰矿钨矿钨矿锌矿锌矿人类最早发现和应用的金属人类最早发现和应用的金属C+2CuO =CO2 +2Cu高温高温 铜是人类第一种大量使用的金属，铜是人类第一种大量使用的金属，结束了漫长的结束了漫长的“石器时代石器时代”。铜铜 镜镜汉武帝时铜币汉武帝时铜币先秦刀币先秦刀币 在公元前在公元前6000年到年到7000年左右，人年左右，人类开始迈进了象征古代文明开端的类开始迈进了象征古代文明开端的“铜器时代铜器时
2、代”。资料卡片资料卡片Cu2(OH)2CO3 2CuO +H2O +CO2(孔雀石孔雀石)Cu2S+O2 2Cu+SO2 高温高温青铜：青铜：主要含铜和锡、铅主要含铜和锡、铅，有良好的强度和塑性、耐磨、，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。黄铜：黄铜：主要含铜和锌主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜：白铜：主要含铜和镍主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和
3、装饰品。仪器和装饰品。这是英法联军这是英法联军洗劫焚毁世界建筑洗劫焚毁世界建筑史上最杰出的园史上最杰出的园林林圆明园后，被圆明园后，被劫掠到国外的珍贵劫掠到国外的珍贵文物文物铜虎头铜虎头，20002000年在香港被年在香港被拍卖。由中国派员拍卖。由中国派员出高价将其赎回。出高价将其赎回。请同学们勿忘我们的国耻：请同学们勿忘我们的国耻：中国还有上百万件珍贵文物流失海外。中国还有上百万件珍贵文物流失海外。人类最早是在由天而降的陨石中获得单质人类最早是在由天而降的陨石中获得单质铁的，陨石中含铁量高达铁的，陨石中含铁量高达90%以上。以上。古代阿拉伯人曾传说古代阿拉伯人曾传说“天上的金雨落进沙漠里天上
4、的金雨落进沙漠里变成了黑色的铁变成了黑色的铁”。济济 南南 陨陨 铁铁新新 疆疆 陨陨 铁铁南极洲陨铁南极洲陨铁金、铂等为游离态金、铂等为游离态得电子，被还原得电子，被还原Mn+M+n e-主要是化合态主要是化合态 将金属从其化合物中将金属从其化合物中还原还原出来，使之转变为出来，使之转变为单质的过程。单质的过程。(1)(1)金属在自然界中的存在形式？金属在自然界中的存在形式？(2)(2)金属冶炼指的是什么？金属冶炼指的是什么？一、金属矿物的开发利用一、金属矿物的开发利用 1 1、金属的冶炼、金属的冶炼冶炼金属的步骤：冶炼金属的步骤：矿石富集矿石富集金属冶炼金属冶炼精炼精炼 法国皇帝拿破仑是一
5、个喜欢炫耀自己的人。他法国皇帝拿破仑是一个喜欢炫耀自己的人。他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，他总是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎是摆出一副高人一等的样子。餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。铝制品。思考与交流思考与交流 由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至贵，一度超越金银之上，直至19世纪上半叶，铝世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。为什么贵为法国皇帝，
6、在当时却不用高贵而亮为什么贵为法国皇帝，在当时却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银由于早期炼铝十分困难，所以铝的价格十分昂贵，一度超越金银之上，直至之上，直至19世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。世纪上半叶，铝还是欧洲许多高级珠宝店的高档货。然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工然而自从美国青年化学家霍尔发明电解制铝法后，制铝工 艺不断改进，艺不断改进，现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（现在人们已经熟练掌握了从铝土矿（主要成主要成 分是分是Al2O3，当然还是有很多，
7、当然还是有很多其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一其它杂质的）中冶炼铝的技术了，使得制铝成本大大下降，铝的价格也一降千丈，走入千家万户。降千丈，走入千家万户。电解槽电解槽2Al2O3(熔融熔融)4Al 3O2 电解电解冰晶石冰晶石反应原理反应原理:今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成今天铝的产量已经仅次于钢铁了，铝及铝合金成为现代文明不可缺少的金属，铝在工业上被称为为现代文明不可缺少的金属，铝在工业上被称为“钢精钢精”，是因为它的合金不但轻，而且强度足以，是因为它的合金不但轻，而且强度足以替代钢铁，铝除了用于建材之外，还被用于航天工替代钢铁，铝除了用于建材之外
8、，还被用于航天工业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部业，如我国第一颗人造卫星东方红一号，外壳全部用铝合金制成，美国的阿波罗用铝合金制成，美国的阿波罗1111号，宇宙飞船所号，宇宙飞船所用的金属材料中，铝及合金用的金属材料中，铝及合金75%75%左右，可以说人类左右，可以说人类送上太空的金属中，铝是最多的了。送上太空的金属中，铝是最多的了。注意：正常人的人体，每注意：正常人的人体，每7070公斤体重约含公斤体重约含6161毫克铝。毫克铝。但铝摄入过多却是对人体有害的，经研究表明，铝但铝摄入过多却是对人体有害的，经研究表明，铝元素能渗入人脑，与神经元细胞释放出来的具有传元素能渗入人脑，与神
9、经元细胞释放出来的具有传递信息功能的有机碱反应递信息功能的有机碱反应，导致神经系统传递信息导致神经系统传递信息受阻，引起老年痴呆。受阻，引起老年痴呆。古代中国劳动古代中国劳动人民用木炭炼铁人民用木炭炼铁 我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初我国古代炼铁工业长期领先于世界，我国在西汉初时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先时已经懂得用木炭与铁矿石混合高温冶炼生铁，领先欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，欧洲一千余年，南宋末年的工匠又掌握了用焦炭炼铁，而欧洲最早的英国直到而欧洲最早的英国直到500年后（相当于清朝乾隆末年后（相当于清朝乾隆末年），才掌握这一技术。年），才
10、掌握这一技术。反应原理反应原理:Fe2O33CO 2Fe3CO2高温高温铁矿石铁矿石焦炭焦炭空气空气石灰石石灰石主主要要原原料：料：工业上工业上 如何冶炼铝和铁如何冶炼铝和铁?为什么铁和铝的为什么铁和铝的冶炼方法不同？冶炼方法不同？金属越活泼，越难冶炼金属越活泼，越难冶炼电解法电解法还原法还原法 Fe2O33CO 2Fe3CO2 高温高温2Al2O3(熔融熔融)4Al 3O2 电解电解 冰晶石冰晶石金属活动性顺序金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性逐渐减弱金属活动性逐渐减弱金属离子的得电子能力逐渐增强金属离子的得电子能力逐
11、渐增强电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法2 2、金属冶炼方法的确定、金属冶炼方法的确定由金属活泼性决定由金属活泼性决定K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag弱弱强强因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。因为金属离子的得电子能力不同，所以冶炼方法不同。得电子，被还原得电子，被还原Mn+M+n e-2、热分解法、热分解法适合一些不活泼金属适合一些不活泼金属(一般是一般是H后的金属后的金属)1、物理提取法：适用于极不活泼的、物理提取法：适用于极不活泼的金属金属Pt、Au2HgO 2Hg O2 加热加热2Ag2O 4AgO2 加热加热（3）电解法）
12、电解法MgCl2(熔融熔融)Mg Cl2 电解电解2NaCl(熔融熔融)2NaCl2 电解电解2Al2O3(熔融熔融)4Al 3O2 电解电解冰晶石冰晶石铝土矿铝土矿适合一些非常活泼金属（适合一些非常活泼金属（Zn前金属）前金属）（常用的还原剂有：焦炭、（常用的还原剂有：焦炭、CO、H2 等）等）（4 4）热还原法）热还原法（ZnZnCuCu中等活泼金属中等活泼金属）Fe2O33CO 2Fe3CO2 高温高温2CuO +C 2Cu+CO2 高温高温高炉炼铁高炉炼铁主要反应主要反应WO3+3H2 W+3H2O 高温高温 常用的还原剂还有哪些常用的还原剂还有哪些?实验实验41 反应现象反应现象：镁
13、条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入漏斗。眼的白光，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入漏斗。铝热反应的应用：铝热反应的应用：2AlFe2O3 2FeAl2O3高温高温3MnO24Al 2Al2O33Mn高温高温Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O33Co3O4+8Al 9Co+4Al2O3高温高温高温高温其它铝热反应：其它铝热反应：铝热反应：铝热反应：铝某些金属氧化物铝某些金属氧化物 Al2O3金属金属高温高温铝热反应的应用：铝热反应的应用：铝热反应应用铝热反应应用冶炼难熔的金属冶炼难熔的金属焊接钢轨焊接钢轨 （冶练常用的
14、还原剂有：（冶练常用的还原剂有：焦炭、焦炭、CO、H2 、Al等活泼金属等活泼金属）K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg AgPt Au电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法物理提取法物理提取法4 4、合理开发和利用矿物资源的途径：、合理开发和利用矿物资源的途径：（1 1）废旧金属回收；）废旧金属回收；（2 2）矿物资源保护；）矿物资源保护；（3 3）寻找金属替代品。）寻找金属替代品。金属铝的回收与利金属铝的回收与利用用（1 1）节约矿物资源；）节约矿物资源；（2 2）节约能源；）节约能源；（3 3）减少环境污染）减少环境污染（1 1）废旧钢铁用于炼钢；）
15、废旧钢铁用于炼钢；（2 2）废铁屑用于制铁盐；）废铁屑用于制铁盐；（3 3）定影液用于回收银）定影液用于回收银回收金属的实例：回收金属的实例：回收金属的意义：回收金属的意义：课堂练习课堂练习:2 2、下列关于金属冶炼的说法不正确的是、下列关于金属冶炼的说法不正确的是()()A A、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的、金属冶炼是由人类生产生活需要发展起来的 B B、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多、天然矿藏很少只含一种金属元素往往含有较多杂质杂质 C C、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精、金属的冶炼主要有矿石的富集、冶炼还原和精炼三个步骤炼三个步骤 DD、金属冶炼一定要用到还
16、原剂、金属冶炼一定要用到还原剂D D1 1、金属冶炼的目的是、金属冶炼的目的是 （）A A、把金属化合物还原为金属单质、把金属化合物还原为金属单质 B B、除去金属中的杂质、除去金属中的杂质 C C、把金属单质变为氧化物、把金属单质变为氧化物 DD、把电能转变为化学能、把电能转变为化学能A5 5、冶炼金属常用以下几种方法：、冶炼金属常用以下几种方法：以以C C或或HH2 2、COCO作为还原剂还原法作为还原剂还原法 ；热分解法热分解法 ；电解法电解法 ；铝热法。现冶炼下列金属：铝热法。现冶炼下列金属：AlAl、MgMg、CuCu、HgHg、MnMn，试标明适宜的冶炼方法。，试标明适宜的冶炼方法
17、。AlAl：；MgMg：；CuCu：；HgHg：；MnMn：。3 3、工业上常采用电解法冶炼的金属是、工业上常采用电解法冶炼的金属是 （）A A、Fe BFe B、Cu CCu C、Al DAl D、AgAg4 4、可用热分解法就可能制得的金属有（、可用热分解法就可能制得的金属有（）A.Cu Cr B.Ti WA.Cu Cr B.Ti W C.Ag Hg D.Na Al C.Ag Hg D.Na AlCC FeCu2+CuFe2+6 6、宋代时期，人们发现江西上饶有一口、宋代时期，人们发现江西上饶有一口苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水苦泉，蒸发这种苦泉水会得到胆矾，熬苦泉水的铁锅用久了
18、会变成铜锅，这是湿法炼铜的起的铁锅用久了会变成铜锅，这是湿法炼铜的起源，请写出该反应的离子方程式源，请写出该反应的离子方程式 。二、海水资源的开发和利用二、海水资源的开发和利用 从太空观察地球，看到地球上有七片陆从太空观察地球，看到地球上有七片陆地地“漂浮漂浮”在一大片蓝色的海洋之中在一大片蓝色的海洋之中是“历史留给人类人类的资源储备”海洋是美丽的，海洋是美丽的，也是富饶的也是富饶的 海水资源主要分为几大类？海水资源主要分为几大类？海水中蕴含着的丰富资源。海水中蕴含着的丰富资源。2121世纪人类世纪人类将重点开发海洋资源。将重点开发海洋资源。海水资源的多样性海水资源的多样性水资源生物资源能源化
19、学资源海水资源的多样性海水资源的多样性：u海洋约占地球表面积海洋约占地球表面积71%u海洋中的资源海洋中的资源：u动物动物:（鱼类、海狮、海马、贝类（鱼类、海狮、海马、贝类u植物植物:（海草、海带（海草、海带u矿物矿物:（各种盐、（各种盐、NaCl、MgCl2.海底金属结核矿、石油海底金属结核矿、石油u水水 :（水资源及各种溶解的盐类（水资源及各种溶解的盐类 海水水资源海水水资源u海水中的水海水中的水1.3X109 亿亿吨吨 u占地球总水量占地球总水量97%（3%在陆地、淡水）在陆地、淡水）海水生物资源海水生物资源 海水能源海水能源具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电具有商业开发价值的：潮汐
20、发电和波浪发电含含8080多种元素，多种元素，含含O、H及及Cl、Na、S、C、F、B、Br、Sr共共13种元素的质量占总水量种元素的质量占总水量的的99%，其余，其余1%为为70多种含多种含量微少的元素。量微少的元素。被称为被称为“元元素的故乡素的故乡”。海水化学资源海水化学资源 大陆架的浅海海底：石油、天然大陆架的浅海海底：石油、天然气、煤、硫、磷等气、煤、硫、磷等 近岸带的滨海砂矿：砂、贝壳等近岸带的滨海砂矿：砂、贝壳等建筑材料和金属矿产建筑材料和金属矿产海水中铀多达海水中铀多达45亿亿吨是已知陆地铀矿吨是已知陆地铀矿储量的储量的4500倍。氘倍。氘有有50亿吨足够人类亿吨足够人类用上千
21、万年用上千万年海水中的化学资源海水中的化学资源海洋中的矿产资源海洋中的矿产资源一、海水水资源的利用：一、海水水资源的利用：主要有：主要有：u1.海水中水资源的利用海水中水资源的利用 海水的淡化（咸水海水的淡化（咸水 淡水）淡水）u2.直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）直接利用海水进行循环冷却（作冷却用水）海水的淡化海水的淡化（1）使海水淡化的途径）使海水淡化的途径 通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。出去，都可以达到淡化海水的目的。（2）海水淡化的方法及其特点）海水淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有海水淡化的方法主要
22、有蒸馏法、电渗析法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法离子交换法等。等。其中其中蒸馏法蒸馏法的历史最久，的历史最久，技术和工艺也比较完善，技术和工艺也比较完善，但成本较高。但成本较高。海水蒸馏原理示意图海水蒸馏原理示意图 1 1、海水淡化、海水淡化 原理原理：加热到：加热到水的沸点，液态水水的沸点，液态水变为水蒸汽与海水变为水蒸汽与海水中的盐分离，水蒸中的盐分离，水蒸汽冷凝得到淡水汽冷凝得到淡水如何用海水制备淡水？如何用海水制备淡水？海洋中的化学资源的提取和检验海洋中的化学资源的提取和检验 太阳能蒸发海水示意图：太阳能蒸发海水示意图：二、海水化学资源的开发利用二、海水化学资源的开发利用 海水综合利用
23、的重要方向是：海水综合利用的重要方向是：海水淡化同化工生海水淡化同化工生产结合、同能源技术结合产结合、同能源技术结合。如从海水中制得的。如从海水中制得的氯化钠氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取水中制取镁、钾、溴镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工及其化工产品，是在传统制盐工业上的发展。业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，例如，铀和重水铀和重水目前是核能开发中的重要原
24、料，目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在开发化学在开发海洋药物海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型等也是越来越受到重视和开发的新型能源。能源。海水晒盐海水晒盐（煮海为盐）（煮海为盐）1、从海水中提取、从海水中提取NaCl方案方案蒸发法：得到粗盐蒸发法：得到粗盐粗盐提取粗盐提取NaClNaCl方案方案Na2CO3NaOH BaCl2或或 粗盐中的杂质：粗盐中的杂质：泥沙、泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-除杂试剂：
25、除杂试剂：试剂加入顺序：试剂加入顺序：主要操作：主要操作：溶解、过滤、蒸发溶解、过滤、蒸发盐酸盐酸滤液滤液沉淀沉淀适量适量盐酸盐酸溶解溶解BaCl2NaOHNa2CO3过滤过滤蒸发蒸发结晶结晶海水海水淡水淡水粗盐粗盐盐水盐水操作操作（）2、科学探究：科学探究：如何将海水中的如何将海水中的Br-转变成转变成Br2？1 1、推测海水提溴的步骤和实验装置；、推测海水提溴的步骤和实验装置；2 2、写出相关的化学方程式。、写出相关的化学方程式。2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl2H2H2 2O+BrO+Br2 2+SO+SO2 2=H=H2 2SOSO4 4
26、+2HBr+2HBr2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2HCl+2HCl海水提溴的实验室模拟装置海水提溴的实验室模拟装置溴的用途v溴化银是一种重要的感光材料，被用于制作胶卷和相纸等。溴化银是一种重要的感光材料，被用于制作胶卷和相纸等。当按下快门的时候，相片上的部分溴化银就分解出银，从而当按下快门的时候，相片上的部分溴化银就分解出银，从而得到我们所说的底片。得到我们所说的底片。v溴化锂制冷技术则是最近广为使用的一项环保的空调制冷技溴化锂制冷技术则是最近广为使用的一项环保的空调制冷技术，其特点是不会有氟利昂带来的污染，所以很有发展前景。术，其特点是不会有氟利昂带来的污染，所以很
27、有发展前景。v灭火器中也有溴，我们平时看到的诸如灭火器中也有溴，我们平时看到的诸如“1211”灭火器，就灭火器，就是分子里面有一个溴原子的多卤代烷烃，不仅能扑灭普通火是分子里面有一个溴原子的多卤代烷烃，不仅能扑灭普通火险，在泡沫灭火器无法发挥作用的时候，例如油火。险，在泡沫灭火器无法发挥作用的时候，例如油火。v现在医院里普遍使用的镇静剂，有一类就是用溴的化合物制现在医院里普遍使用的镇静剂，有一类就是用溴的化合物制成的，如溴化钾、溴化钠、溴化铵等，通常用以配成成的，如溴化钾、溴化钠、溴化铵等，通常用以配成“三溴三溴片片”，可治疗神精衰弱。，可治疗神精衰弱。v大家熟悉的红药水，也是溴与汞的化合物。
28、大家熟悉的红药水，也是溴与汞的化合物。v青霉素等抗菌素生产也需要溴，溴还是制造农业杀虫剂的原青霉素等抗菌素生产也需要溴，溴还是制造农业杀虫剂的原料。料。v溴可以用来制作防爆剂。把溴的一种化合物与铅的一种有机溴可以用来制作防爆剂。把溴的一种化合物与铅的一种有机化合物同时掺入汽油中，可以有效地防止发动机爆炸。只不化合物同时掺入汽油中，可以有效地防止发动机爆炸。只不过这种含铅汽油燃烧会造成空气污染，在我国许多大城市已过这种含铅汽油燃烧会造成空气污染，在我国许多大城市已不再允许销售、使用掺加这种防爆剂的汽油。不再允许销售、使用掺加这种防爆剂的汽油。3、科学探究：科学探究：如何证明海带中有碘离子？如何证
29、明海带中有碘离子？证明海带中含有碘，有以下步骤：证明海带中含有碘，有以下步骤：灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；灼烧海带至完全生成灰，停止加热，冷却；在滤液中滴加稀在滤液中滴加稀H2SO4及及H2O2，然后加入几滴淀粉溶液；，然后加入几滴淀粉溶液；用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；用剪刀剪碎海带，用酒精润湿，放入坩埚中；海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。海带灰转移到小烧杯，加蒸馏水，搅拌、煮沸、过滤。(1)(1)合理的步骤是：合理的步骤是：(2)2)证明含碘的步骤是：证明含碘的步骤是：现象是：现象是：反应的离子方程式是：反应的离子方程式是：滴入淀粉溶液，溶液变蓝。滴入淀
30、粉溶液，溶液变蓝。2I2I-+2H+2H+H+H2 2O O2 2 I I2 2+2H+2H2 2O O提取海带中的碘元素得到单质碘提取海带中的碘元素得到单质碘思考与归纳思考与归纳燃烧燃烧加水加水加热加热溶解溶解过滤过滤稀硫酸稀硫酸过氧化氢溶液过氧化氢溶液CClCCl4 4蒸馏蒸馏海带灰海带灰海带海带悬浊液悬浊液滤液滤液碘水碘水碘的碘的CClCCl4 4溶液溶液单质碘单质碘操作操作1 1操作操作2 2操作操作3 3操作操作4 4操作操作5 5试剂试剂1 1试剂试剂2 2萃取萃取分液分液生物生物富集富集海水海水镁在地壳中含量只有铝镁在地壳中含量只有铝的四分之一，而且镁比的四分之一，而且镁比铝更加
31、活泼，所以要想铝更加活泼，所以要想矿物质中获取镁，代价矿物质中获取镁，代价比铝更高。比铝更高。海洋中含有大量的氯化海洋中含有大量的氯化镁，海水又咸又苦镁，海水又咸又苦。咸是因为含有氯化钠，咸是因为含有氯化钠，苦是因为含有氯化镁苦是因为含有氯化镁，同样道理，粗盐易潮同样道理，粗盐易潮解是因为其中含有较解是因为其中含有较多的氯化镁，而氯化多的氯化镁，而氯化镁易吸水。镁易吸水。据估算，假如每年从海水中提取据估算，假如每年从海水中提取1亿吨镁再过亿吨镁再过一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的一百万年，海水中镁的含量也只会从目前的0.13%降低到降低到0.12%，即只减少了万分之一。，即只减少了万分之
32、一。可谓取之不尽，用之不竭。可谓取之不尽，用之不竭。4 4、实验方案设计：实验方案设计：从海水中提取镁元素得到单质镁从海水中提取镁元素得到单质镁 卤水卤水g(OH)2gCl2金属金属Mg 电解电解 海水海水富富集集加碱加碱过滤过滤盐酸盐酸蒸发蒸发 干燥干燥海水提取镁的工艺流程图海水提取镁的工艺流程图 从海水中的从海水中的MgMg2+2+到金属镁，经历了哪些化学变化，到金属镁，经历了哪些化学变化，用化学方程式表示。用化学方程式表示。这个生产流程采用了哪些措施来提高经济效这个生产流程采用了哪些措施来提高经济效益？你获得了哪些启示？益？你获得了哪些启示？就地取材、使用廉价原料，充分利用副产物u海水因
33、为量太大、面太广，大多数元素尽管海水因为量太大、面太广，大多数元素尽管总量很大但由于太分散总量很大但由于太分散，含量极微少，含量极微少u如：海水中金元素总含量约为如：海水中金元素总含量约为50000000t（5千万吨）但一顿海水中只含金元素千万吨）但一顿海水中只含金元素0.000004g（10亿分之四克）亿分之四克）海水资源的分散性海水资源的分散性海水综合利用联合工业体系一例大陆架的浅海海底有：石油、大陆架的浅海海底有：石油、天然气、煤、硫、磷等；天然气、煤、硫、磷等；近岸带的滨海有：砂矿、贝壳近岸带的滨海有：砂矿、贝壳等建筑材料和金属矿产；等建筑材料和金属矿产；多数海盆中有：深海锰结核。多数
34、海盆中有：深海锰结核。知识拓展：知识拓展：海底矿产资源海底矿产资源海洋石油、天然气开发海洋石油、天然气开发海洋能源的利用海洋能源的利用具有开发价值的：潮汐发电和波浪发电具有开发价值的：潮汐发电和波浪发电 此外，铀和重水目前是核能开发的重要原料，从此外，铀和重水目前是核能开发的重要原料，从海水中提铀和重水对一个国家来说具有战略意义。海水中提铀和重水对一个国家来说具有战略意义。引入海水引入海水贝壳贝壳（CaCO3)过滤网过滤网 工业制镁流程工业制镁流程沉降池沉降池过滤槽过滤槽 Mg(OH)2盐酸盐酸蒸发蒸发干燥干燥锻烧产物锻烧产物电解电解 MgCl2金属镁金属镁MgCl2溶液溶液锻烧锻烧与水反应与水反应氯气氯气海水提海水提镁镁的步骤为：的步骤为：贝壳贝壳 生石灰生石灰 石灰乳石灰乳 氢氧化镁氢氧化镁 氯化镁氯化镁 镁镁写出有关的化学反应方程式：写出有关的化学反应方程式：a a、；b b、；c c、；d d、；e e、。煅烧煅烧 a a水水 b b海水海水 c cde
