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1、 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 (第第2课时课时) 化学必修化学必修2（人教版）（人教版） 第四章第四章 化学与自然资源的开发利用化学与自然资源的开发利用 从太空观察地球，看到地球上有七片从太空观察地球，看到地球上有七片陆地陆地“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海洋是海洋是“历史留给人类的资源储备历史留给人类的资源储备”海洋是美丽的，海洋是美丽的，也是富饶的也是富饶的 水资源、化学资源、生物资源、能源水资源、化学资源、生物资源、能源（1）海水的）海水的直接直接利用；利用；（2）海水的）海水的淡化淡化；（3）制盐和以盐为原料的）制盐和以
2、盐为原料的盐化工盐化工；（4）提取海水中溶存的）提取海水中溶存的有用元素有用元素。问题问题1:海水的综合利用有哪些方面海水的综合利用有哪些方面?一、海水中水资源的利用一、海水中水资源的利用获取淡水获取淡水1 1、途径：通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离、途径：通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离、途径：通过海水中提取淡水或从海水中把盐分离、途径：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。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 2、海水淡化的方法及其特点、海水淡化的方法及其特点、海水淡化的方法及其特点、海水
3、淡化的方法及其特点 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。离子交换法等。离子交换法等。离子交换法等。优点：优点：缺点：缺点： 成本较高成本较高,难推广应用。难推广应用。原理：原理： 蒸溜法分离海水；蒸溜法分离海水；图图4-3、 图图4-4蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善；蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善；含含80多种元素，以氢、多种元素，以氢、氧、氯、钠、镁、硫、氧、氯、钠、镁、硫、钙、钾等较多。被称为钙、钾等较多。被称为“元素的故乡元素的故乡”。二、海水
4、中的化学资源二、海水中的化学资源海水中铀多达海水中铀多达4545亿吨是亿吨是已知陆地铀矿储量的已知陆地铀矿储量的45004500倍。氘有倍。氘有5050亿吨足亿吨足够人类用上千万年够人类用上千万年1、特点：种类多、总储量大、富集程度低、特点：种类多、总储量大、富集程度低二、海水中的化学资源二、海水中的化学资源2、从海水中提取物质的方法、从海水中提取物质的方法（1）从海水中提取食盐）从海水中提取食盐（2）海水提取镁）海水提取镁试剂试剂溶液溶液Mg(OH)2沉淀沉淀试剂试剂MgCl2溶液溶液Mg无水无水MgCl2熔融电解熔融电解（1）Ca(OH)2（2）过滤）过滤 （3）盐酸）盐酸 （4）MgCl
5、2(熔融熔融)电解电解Mg + Cl2 海水海水(含含Mg2+)过量过量 （3）、海带中提取碘的实验）、海带中提取碘的实验加氧化剂加氧化剂I I2原理原理:用淀粉溶液检验，看它是否变蓝。用淀粉溶液检验，看它是否变蓝。检验检验I2: 问题问题3:怎样分离溶液与不溶物，操作时应注意些什么？怎样分离溶液与不溶物，操作时应注意些什么？ 答案答案:过滤，操作时注意：一贴二低三靠。过滤，操作时注意：一贴二低三靠。海带提碘：海带提碘：海带海带海带灰海带灰溶解过滤溶解过滤灼烧灼烧残渣残渣含含I- -的溶液的溶液稀稀H2SO4 H2O2含含I2的溶液的溶液含含I2的有机溶液的有机溶液萃取萃取加加H2O2溶液变褐
6、色溶液变褐色,加淀粉变蓝。加淀粉变蓝。现象现象:2KI+H2O2+H2SO4 = I2+2H2O+K2SO4（4）、空气吹出法制溴的实验设计）、空气吹出法制溴的实验设计问题问题4：海水里有大量的海水里有大量的Br ，工业上需用，工业上需用Br2,实现实现该转化的原理是什么？该转化的原理是什么？原理：原理：在实际生产在实际生产Br2中，过程比较复杂，请设计中，过程比较复杂，请设计制溴的步骤（根据书第制溴的步骤（根据书第91页资料卡片，用页资料卡片，用框图表示步骤，标出每步所加的物质）写出框图表示步骤，标出每步所加的物质）写出相关的化学反应方程式相关的化学反应方程式.讨论讨论2：Br Br2加氧化
7、剂加氧化剂2NaBr Cl2 = Br2 2NaCl化学方程式：化学方程式：在自然资源的开发利用过程中在自然资源的开发利用过程中,化学技术、方法化学技术、方法起到关键作用。起到关键作用。结论：结论：步骤：步骤：浓缩海水浓缩海水 产品溴产品溴 HBr 溴水溴水通入通入Cl2加加SO2通入空气通入空气和水蒸气和水蒸气通入通入Cl2问题：问题：在溴在溴、碘的开发过程中，化学方法、技术起了碘的开发过程中，化学方法、技术起了重要作用，对其他自然资源的开发也是如此吗？重要作用，对其他自然资源的开发也是如此吗？2HBr Cl2 = Br2 2HClBr2 SO2 2H2O = 2HBr H2SO4三三 海水
8、综合利用海水综合利用 海水综合利用的重要方向是：海水综合利用的重要方向是：海水综合利用的重要方向是：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。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如从海水中制得的如从海水中制得的氯化钠氯化钠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。
9、从海属钠以及氯气、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水中制取水中制取镁、钾、溴及其化工产品镁、钾、溴及其化工产品镁、钾、溴及其化工产品镁、钾、溴及其化工产品，是在传统制盐工，是在传统制盐工，是在传统制盐工，是在传统制盐工业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔业上的发展。从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如，的前景。例如，的前景。例如，的前景。例如，铀和重水铀和重水铀和重水铀和重水目
10、前是核能开发中的重要原目前是核能开发中的重要原目前是核能开发中的重要原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料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。化学在意义。化学在意义。化学在意义。化学在开发海洋药物开发海洋药物开发海洋药物开发海洋药物方面也将发挥越来越大的方面也将发挥越来越大的方面也将发挥越来越大的方面也将发挥越来越大的作用。作用。作用。作用。潮汐能、波浪能等潮汐能、波浪能等潮汐能、波浪能等潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发也是越来越受到重视和开发也
11、是越来越受到重视和开发也是越来越受到重视和开发的新型能源。的新型能源。的新型能源。的新型能源。图4-5 海水综合利用联合工业体系一例课堂小结课堂小结：一、海水资源的综合利用；一、海水资源的综合利用；二、化学方法在海水资源开发中的应用，包括从二、化学方法在海水资源开发中的应用，包括从海带中提取碘实验和从海水中提镁和溴的方案设海带中提取碘实验和从海水中提镁和溴的方案设计计海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：（1）指出提取碘的过程中有关实验操
12、作名称）指出提取碘的过程中有关实验操作名称 。写出过程。写出过程中有关反应的离子中有关反应的离子方程式：方程式：。 （2）提取碘）提取碘过程中，可用的有机试剂是过程中，可用的有机试剂是 。A.酒精酒精 B.四氯化碳四氯化碳 C.苯苯 D.乙酸乙酸（）（） 过程后得到含碘的有机溶液，可用过程后得到含碘的有机溶液，可用把把碘和有机溶剂分离开来。（分离方法）碘和有机溶剂分离开来。（分离方法）课堂检测课堂检测：过滤过滤萃取萃取2I+Cl22Cl+I2蒸馏蒸馏海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热）若在空气中加热MgCl26H
13、2O生成的是生成的是Mg(OH)Cl或或MgO，写出相应反应的化学方程式写出相应反应的化学方程式_；用电解法制；用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的氯化氢气流中加热取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的氯化氢气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水氯化镁。时，能得到无水氯化镁。（2）Mg(OH)2沉淀中混有沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。应怎样除去？写出实验步骤。（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明这三种情况下使用玻璃棒的目的：玻璃棒的目的：溶解时：溶解时：_；过滤时：过滤时：_；蒸发时：蒸发时：_。
