第2課時海水資源的開發利用

三維目標第2課時海水資源的開發利用

思維激活

海洋，這個生命的搖籃，它是一個取之不盡的大寶藏，也將是生命的樂園。那么我們怎么去開發海洋資源呢？如何將海洋資源進行可持續的開發和利用呢？思維激活

自學導引

一、海水中水資源的利用

海水中水的儲量約為1.3×109億噸，約占全球總水量的97%。海水中水資源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水進行循環冷卻。

上圖是實驗室模擬蒸餾法淡化海水的裝置圖，該裝置中所用的玻璃儀器有酒精燈、圓底燒瓶、冷凝管、牛角管(或接液管、接受器)、錐形瓶。在冷凝管中通入冷卻水一般是從下口進水、上口出水。自學導引

二、海水淡化

1．途徑：通過從海水中提取淡水或把海水中的鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。

2．方法：海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法淡化海水的歷史最久，技術和工藝比較成熟，但成本較高。

3．方向：海水淡化與化工生產、能源技術相結合，成為海水綜合利用的重要方向。

思考題1

水資源非常重要，聯合國確定2003年為國際淡水年。下列關于水的說法中錯誤的是(

)

A．蒸餾法是海水淡化的方法之一

B．淡水的密度小于海水的密度

C．融化的雪水中礦物質含量比深井水少

D．蒸餾法是化學變化

答案

D二、海水淡化

三、海水化學資源的開發

1．海水化學資源的特點

(1)多樣性：由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無機物和有機物，按含量計，海水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素的含量超過海水總量的99%，其他為微量元素，總計有80多種元素。

(2)分散性：雖然海水中元素種類很多，總儲量很大，但許多元素的濃度(或富集程度)卻很低。

2．從海水中獲得的產品及其用途

(1)食鹽：除食用外，還用做工業原料，如生產燒堿、純堿、金屬鈉及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產品。

(2)從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產品。三、海水化學資源的開發

(3)鈾和重水是核能開發中的重要原料，它們的提取對一個國家來說具有戰略意義。

(4)海洋藥物。

(5)海洋中的新型能源：潮汐能、波浪能。

思考題2

環境與可持續發展是現在國際的主題，合理利用海水是可持續發展的一個任務。下列對海水利用的認識錯誤的是(

)

A．海水中有大量人類需要的物質，人類可以無限制地開發利用海水中的物質，以滿足資源短缺的問題

B．海水可以成為廉價的能源基地，但不能開發過度，要適度使用和開發

C．可以用太陽能電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平衡

答案

A(3)鈾和重水是核能開發中的重要原料，它們的提取對一個國

名師解惑

一、海水化學資源的綜合利用

1．以海水中NaCl為原料的相關化工產品主要流程：名師解惑有關反應的化學方程式：

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

4Na＋TiCl4(熔融)＝4NaCl＋Ti

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑有關反應的化學方程式：

2．海水中鎂的提取主要流程：有關反應的化學方程式：

MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

Mg(OH)2MgO＋H2O

Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2．海水中鎂的提取

3．海水中溴的提取主要流程：

有關反應的化學方程式：

Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2

Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br23．海水中溴的提取

4．海帶中碘的提取主要流程：

有關反應的離子方程式：

Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O4．海帶中碘的提取

二、蒸餾問題蒸餾適用于分離互溶但沸點不同的液態混合物，如酒精與水的分離、海水淡化等。

1．主要儀器：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網、蒸餾燒瓶、冷凝管、接液管、錐形瓶。

2．裝置圖(如下圖)。二、蒸餾問題

3．注意事項：

(1)蒸餾燒瓶須墊石棉網加熱或水浴加熱(防止溫度過高且能使溶液受熱均勻)。

(2)蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的。

(3)須向蒸餾燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸。

(4)溫度計的量程應高于餾分的最高沸點，要使溫度計的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處。

(5)若餾分在冷凝管里用自來水冷卻，則自來水要從冷凝管的下口進、上口出。3．注意事項：

典例導析

知識點1：海水資源的開發與應用

例1

海水占地球總儲水量的97.2%，若把海水淡化和化工生產結合起來，既可解決淡水資源缺乏的問題，又可充分利用海洋資源。

(1)海水中存在大量的氯化鈉，氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表的第________周期。

(2)工業上利用電解飽和食鹽水的方法，可制得重要的化工產品。反應的化學方程式為食鹽＋H2ONaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，該反應中食鹽的化學式是________。利用電解所得的氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需消耗食鹽______t。(可能用到的相對原子質量：H1

O16

Na23

Cl35.5)典例導析

(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業產品及氯化鈉循環治理含二氧化硫的廢氣并回收二氧化硫的方法。該方法的流程如下：

請寫出反應②、④的化學方程式：_______________________、_______________________。(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業產品及氯化鈉循環

解析

(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應位于元素周期表的第三周期。

(2)食鹽的化學式即NaCl，要制36.5%的濃鹽酸1000t，所消耗的食鹽應為×58.5g·mol－1＝585t。

(3)由圖示給出的反應物和生成物，不難寫出反應②的化學方程式為NaOH＋SO2＝NaHSO3，反應④的化學方程式為NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑。

答案

(1)三

(2)NaCl；585

(3)NaOH＋SO2＝NaHSO3；NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑解析(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應位于元素周期表的

跟蹤練習1

我國有豐富的海水資源，開發和利用海水資源是當前科學研究的一項重要任務。下圖所示是海水綜合利用的一個方面：

根據上述流程圖，回答下列問題：

(1)寫出①②兩步加入的試劑和有關反應的離子方程式：_________________________、________________________。

(2)寫出③④⑤的化學方程式：_________________________、________________________、______________________________________。跟蹤練習1我國有豐富的海水資源，開發和利用海水資源是當

答案

(1)①步的試劑是石灰乳：

Mg2＋＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2＋；

②步的試劑是氯氣：

2Br－＋Cl2＝

2Cl－＋Br2

(2)③Mg(OH)2＋2HCl＝

MgCl2＋2H2O

④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

⑤2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑答案(1)①步的試劑是石灰乳：

知識點2：海帶中碘單質提取實驗的考查

例2

海帶中含有豐富的碘，為了從海帶中提取碘，某研究性學習小組設計并進行了以下實驗：知識點2：海帶中碘單質提取實驗的考查

請填寫下列空白：

(1)步驟①中灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是______________。

(2)步驟③的實驗操作名稱是______________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是______________。

(3)步驟④反應的離子方程式是________________________________________________。

(4)步驟⑤中，某同學選擇用苯來提取碘的理由是____________________________。

(5)請設計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質碘的簡單方法：_________________________________________________________________________________________。請填寫下列空白：

解析

(1)灼燒需要較高的溫度，故應選用的儀器為坩堝、坩堝鉗、泥三角、酒精燈和三腳架。

(2)要從海帶灰懸濁液中將I－提取出來，采用過濾的方法即可。因苯的沸點低，可將含碘苯溶液進行蒸餾，將苯除去后從而得到單質碘。

(3)I－與H2O2在酸性條件下的反應，可由氧化還原反應規律，再結合電荷守恒來書寫。

(4)選用萃取劑必須滿足的條件是：①溶質在萃取劑中的溶解度要比在原溶劑中的溶解度大得多；②萃取劑與原溶劑互不相溶；③萃取劑與溶質、原溶劑不發生反應。

(5)單質碘的檢驗是根據其與淀粉作用呈藍色的特征反應進行的。

答案

(1)坩堝、坩堝鉗、泥三角、酒精燈

(2)過濾；蒸餾

(3)2I－＋H2O2＋2H＋＝I2＋2H2O

(4)苯與水互不相溶，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試管中，加入幾滴淀粉溶液，觀察是否出現藍色(如果變藍，說明還有單質碘)解析(1)灼燒需要較高的溫度，故應選用的儀器為坩堝、坩

跟蹤練習2海帶中含有豐富的碘元素，某化學研究性學習小組用如下流程從海水中提取碘：

(1)若操作①為通入適量的Cl2，則發生反應的離子方程式為________________________。

(2)操作②的名稱是____________，所用的玻璃儀器有________________________，可以選用的有機溶劑是____________(填一種)。

答案(1)2I－＋Cl2＝I2＋2Cl－

(2)萃取、分液；分液漏斗、燒杯；苯(或四氯化碳等，其他合理答案均可)跟蹤練習2海帶中含有豐富的碘元素，某化學研究性學習小組第2課時海水資源的開發利用

三維目標第2課時海水資源的開發利用

思維激活

海洋，這個生命的搖籃，它是一個取之不盡的大寶藏，也將是生命的樂園。那么我們怎么去開發海洋資源呢？如何將海洋資源進行可持續的開發和利用呢？思維激活

自學導引

一、海水中水資源的利用

海水中水的儲量約為1.3×109億噸，約占全球總水量的97%。海水中水資源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水進行循環冷卻。

上圖是實驗室模擬蒸餾法淡化海水的裝置圖，該裝置中所用的玻璃儀器有酒精燈、圓底燒瓶、冷凝管、牛角管(或接液管、接受器)、錐形瓶。在冷凝管中通入冷卻水一般是從下口進水、上口出水。自學導引

二、海水淡化

1．途徑：通過從海水中提取淡水或把海水中的鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。

2．方法：海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法淡化海水的歷史最久，技術和工藝比較成熟，但成本較高。

3．方向：海水淡化與化工生產、能源技術相結合，成為海水綜合利用的重要方向。

思考題1

水資源非常重要，聯合國確定2003年為國際淡水年。下列關于水的說法中錯誤的是(

)

A．蒸餾法是海水淡化的方法之一

B．淡水的密度小于海水的密度

C．融化的雪水中礦物質含量比深井水少

D．蒸餾法是化學變化

答案

D二、海水淡化

三、海水化學資源的開發

1．海水化學資源的特點

(1)多樣性：由于與巖石、大氣、生物的相互作用，海水中溶解和懸浮著大量的無機物和有機物，按含量計，海水中的H、O兩種元素，加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11種元素的含量超過海水總量的99%，其他為微量元素，總計有80多種元素。

(2)分散性：雖然海水中元素種類很多，總儲量很大，但許多元素的濃度(或富集程度)卻很低。

2．從海水中獲得的產品及其用途

(1)食鹽：除食用外，還用做工業原料，如生產燒堿、純堿、金屬鈉及氯氣、鹽酸、漂白粉等含氯化工產品。

(2)從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產品。三、海水化學資源的開發

(3)鈾和重水是核能開發中的重要原料，它們的提取對一個國家來說具有戰略意義。

(4)海洋藥物。

(5)海洋中的新型能源：潮汐能、波浪能。

思考題2

環境與可持續發展是現在國際的主題，合理利用海水是可持續發展的一個任務。下列對海水利用的認識錯誤的是(

)

A．海水中有大量人類需要的物質，人類可以無限制地開發利用海水中的物質，以滿足資源短缺的問題

B．海水可以成為廉價的能源基地，但不能開發過度，要適度使用和開發

C．可以用太陽能電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平衡

答案

A(3)鈾和重水是核能開發中的重要原料，它們的提取對一個國

名師解惑

一、海水化學資源的綜合利用

1．以海水中NaCl為原料的相關化工產品主要流程：名師解惑有關反應的化學方程式：

2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑

4Na＋TiCl4(熔融)＝4NaCl＋Ti

2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑有關反應的化學方程式：

2．海水中鎂的提取主要流程：有關反應的化學方程式：

MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2

Mg(OH)2MgO＋H2O

Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑2．海水中鎂的提取

3．海水中溴的提取主要流程：

有關反應的化學方程式：

Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2

Br2＋SO2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4

2HBr＋Cl2＝2HCl＋Br23．海水中溴的提取

4．海帶中碘的提取主要流程：

有關反應的離子方程式：

Cl2＋2I－＝I2＋2Cl－或H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O4．海帶中碘的提取

二、蒸餾問題蒸餾適用于分離互溶但沸點不同的液態混合物，如酒精與水的分離、海水淡化等。

1．主要儀器：鐵架臺、酒精燈、溫度計、石棉網、蒸餾燒瓶、冷凝管、接液管、錐形瓶。

2．裝置圖(如下圖)。二、蒸餾問題

3．注意事項：

(1)蒸餾燒瓶須墊石棉網加熱或水浴加熱(防止溫度過高且能使溶液受熱均勻)。

(2)蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的。

(3)須向蒸餾燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸。

(4)溫度計的量程應高于餾分的最高沸點，要使溫度計的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處。

(5)若餾分在冷凝管里用自來水冷卻，則自來水要從冷凝管的下口進、上口出。3．注意事項：

典例導析

知識點1：海水資源的開發與應用

例1

海水占地球總儲水量的97.2%，若把海水淡化和化工生產結合起來，既可解決淡水資源缺乏的問題，又可充分利用海洋資源。

(1)海水中存在大量的氯化鈉，氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表的第________周期。

(2)工業上利用電解飽和食鹽水的方法，可制得重要的化工產品。反應的化學方程式為食鹽＋H2ONaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，該反應中食鹽的化學式是________。利用電解所得的氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需消耗食鹽______t。(可能用到的相對原子質量：H1

O16

Na23

Cl35.5)典例導析

(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業產品及氯化鈉循環治理含二氧化硫的廢氣并回收二氧化硫的方法。該方法的流程如下：

請寫出反應②、④的化學方程式：_______________________、_______________________。(3)近年來，有人提出了一種利用氯堿工業產品及氯化鈉循環

解析

(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應位于元素周期表的第三周期。

(2)食鹽的化學式即NaCl，要制36.5%的濃鹽酸1000t，所消耗的食鹽應為×58.5g·mol－1＝585t。

(3)由圖示給出的反應物和生成物，不難寫出反應②的化學方程式為NaOH＋SO2＝NaHSO3，反應④的化學方程式為NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑。

答案

(1)三

(2)NaCl；585

(3)NaOH＋SO2＝NaHSO3；NaHSO3＋HCl＝NaCl＋H2O＋SO2↑解析(1)氯化鈉中的金屬元素為鈉，它應位于元素周期表的

跟蹤練習1

我國有豐富的海水資源，開發和利用海水資源是當前科學研究的一項重要任務。下圖所示是海水綜合利用的一個方面：

根據上述流程圖，回答下列問題：

(1)寫出①②兩步加入的試劑和有關反應的離子方程式：_________________________、________________________。

(2)寫出③④⑤的化學方程式：_________________________、________________________、______________________________________。跟蹤練習1我國有豐富的海水資源，開發和利用海水資源是當

答案

(1)①步的試劑是石灰乳：

Mg2＋＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2＋；

②步的試劑是氯氣：

2Br－＋Cl2＝

2Cl－＋Br2

(2)③Mg(OH)2＋2HCl＝

MgCl2＋2H2O

④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

⑤2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑答案(1)①步的試劑是石灰乳：

知識點2：海帶中碘單質提取實驗的考查

例2

海帶中含有豐富的碘，為了從海帶中提取碘，某研究性學習小組設計并進行了以下實驗：知識點2：海帶中碘單質提取實驗的考查

請填寫下列空白：

(1)步驟①中灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是______________。

(2)步驟③的實驗操作名稱是______________；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是______________。

(3)步驟④反應的