高一—人教版—化学—第八章 海水资源的开发利用 学习目标 1. 能运用物质分类的方法，初步认识海水资源的广泛性和多样性。 2. 能运用分析、推理的方法，从数据、列表、图片等多种形式的信息中认知 研究对象的本质，逐步掌握海水资源的特点，以及水资源和其他化学资源的 获取方法及原理。 3. 能运用对比、演绎的方法，从一般物质的提取工艺中归纳工艺流程的一般 规律和普遍性问题。 4. 能运用归纳的方法，感受化学在海水资源开发利用中的重要性，以及海水 资源开发利用中的可持续发展原则。 活动一、认识海水资源 资料一、海洋约占地球表面积的 71% ，海水中水的总储量约 1.3×1018 吨。 资料二、海水中主要元素的含量 元素 浓度 元素 浓度（ mg/L ） 元素 浓度 （ mg/L ） （ mg/L ） 锂 Li 1.7×10 － 1 钴 Co 5.0×10 － 4 碘I 6.0×10 － 2 4.6 硼B 镍 Ni 2.0×10 － 3 铯 Cs 5.0×10 － 4 1.1×104 6.7×101 钠 Na 溴 Br 钡 Ba 3.0×10 － 2 1.3×103 镁 Mg 铷 Rb 1.2×10 － 1 金 Au 4.0×10 － 6 8.9×102 8 硫S 锶 Sr 汞 Hg 3.0×10 － 5 1.9×104 氯 Cl 钼 1.0×10 － 2 铀U 3.0×10 － 4 Mo 2 3.8×10 钾 K 银 Ag 4.0×10 － 5 问题 1. 你认为可以从海水中获得哪些产品或资源，为什么？ 4.0×102 钙 Ca 镉 Cd 1.1×10 － 4 问题 1. 你认为可以从海水中获得哪些产品或资源，为什么？ 元素 浓度 元素 浓度（ mg/L ） 元素 浓度 （ mg/L ） （ mg/L ） 1.1×104 1.9×104 钠 Na 氯 Cl 金 Au 4.0×10 － 6 1.3×103 6.7×101 镁 Mg 溴 Br 铀U 3.0×10 － 4 3.8×102 钾K 碘I 6.0×10 － 2 镍 Ni 2.0×10 － 3 2 硫 S 8.9×10 －1 锂 Li 1.7×10 铯 Cs 5.0×10 － 4 －2 钼 Mo 1.0×10 （ 1 ）储量特别大的如 Na 、 Mg 、 Cl 、 Br 等元素的单质及化合物 （ 2 ）具有特别用途的如 Li 、 Mo 、 Cs 、 U 等元素的单质及化合物 （ 3 ）特别贵重的元素如 Au 的单质及化合物 问题 2. 你认为从海水中获得产品的过程中可能会遇到哪些困难？ 元素 浓度 元素 浓度（ mg/L ） 元素 浓度 （ mg/L ） （ mg/L ） 1.1×104 1.9×104 钠 Na 氯 Cl 金 Au 4.0×10 － 6 1.3×103 6.7×101 镁 Mg 溴 Br 铀U 3.0×10 － 4 3.8×102 钾K 碘I 6.0×10 － 2 镍 Ni 2.0×10 － 3 锂 Li 1.7×10 － 1 铯 Cs 5.0×10 － 4 8.9×102 钼 Mo 1.0×10 － 2 硫S 总量巨大但浓度极低，要耗费大量能源和时间进行富集、分离和提纯 海水资源的分布特点： 广阔性、多样性、分散性 海洋是远未得到充分开发的巨大资源宝库！ 问题 3. 海水淡化都有哪些方法，各有什么优缺点？ 活动二、从海水中得到淡水资源  1. 蒸馏法 与新能源技术相结合，解决成本问题 : 海水晒盐 2. 电渗析法 海水 高纯水 3. 离子交换法 海水 阳离子交换树脂 HR ＋ Na ＋＝ NaR ＋ H 阴离子交换树脂 ROH ＋ Cl －＝ RCl ＋ OH － ＋ H ＋＋ OH －＝ H2O 纯水 4. 用高分子分离膜淡化海水 卤水（离子浓度明显提 ？ 高） 问题 4. 海水的淡化工艺还能给我们带来什么其他产品或好处 ？ 活动三、从海水中得到溴和镁 请同学们阅读教材第 101 页“思考与讨论”栏目，分析并讨论“海 水提溴”的生产流程，写出氧化和吸收环节的主要离子方程式。 操作 海水 ① 浓缩 试剂 试剂 盐卤 试剂 Br2 HBr ③ ( Br －) ① 浓度 小 ② 空气 SO2 、水 Cl2 ___ 氧化： 2Br －＋ Cl2 ＝ Br2 ＋ 2Cl － 吸收： Br2 ＋ SO2 ＋ 2H2O ＝ 2Br －＋ SO42 －＋ 4H ＋ Cl2 Br2 浓度 大 ___ 活动三、从海水中得到溴和镁 请同学们阅读、分析并讨论“海水制镁”的生产流程，判断试剂① 、②和操作①的名称。 石灰乳 Ca(OH)2 浓缩海水 主要含 NaCl 和 MgSO4 浓盐酸 试剂① Mg(OH)2 试剂② MgCl2 溶液 操作① 沉淀 过滤 无水 MgCl2 熔融 电解 Mg 问题 5. 对比从海水中提取溴和从海水中提取镁的工艺流程图，你 认为从海水中提取物质应主要考虑哪些问题？ 1. 原料的分离提纯及富集的原理； 2. 加入辅料的来源和成本； 3. 除去副产物的操作； 4. 中间产物的循环利用； 5. 对环境的保护。 活动四、海洋中还有哪些资源可以利用 水资源 化学资源 海洋资源 生物资源 能源 …… 海水中蕴含着丰富的资源， 21 世纪人类将重点开发海 洋资源。 海洋生物资 源 海产捕捞 / 吨 海产养殖 / 吨 全球 9400 万 1.06 亿 中国 1500 万 6000 万 海底矿产资源 近岸海域： 砂矿、贝壳等建筑材料和金属矿产 浅海大陆架：石油、天然气、煤、硫、磷等 深海海盆： 海底锰结核 锰结核中 50% 以上是氧化铁和氧化锰，还含有镍、铜、 钴、钼、钛等 20 多种元素。仅太平洋底的锰结核中，就储存着 4000 亿吨锰、 164 亿吨镍、 88 亿吨铜、 98 亿吨钴，相当于 陆地总储量的几百甚至上千倍，如果把它们全开采出来，锰可供 人类使用 3.3 万年，镍可以用 2.5 万年，钴可用 34 万年，铜可 以用 980 年，而且这种结核增长很快，每年还以上千万吨的速 度在不断堆积，因此，锰结核可以说是一种取之不尽的 " 自生矿 物"。