九年级化学下册【参考】.doc

第六单元海水中的化学 第l节 海洋化学资源 1.海洋化学资源 海洋化学资源是指海水中所蕴含的可供人类利用的各种化学元素。海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量就达5亿亿吨，还含有大量非常稀有的元素，所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提，目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨，总产值达6亿多美元。 (1)金属镁的提取 通常将石灰乳加入海水或卤水中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就能制得金属镁。可用下述过程表示： 石灰乳 盐酸 通电 上述转化过程中发生的化学反应主要有： MgCl2 +Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=2MgCl2+2H20 MgCl2 通电 Mg+Cl2↑ (2)海底矿物 ①天然气水合物——“可燃冰”的发现天然气水合物是由天然气(主要成分为甲烷)和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体。天然气水合物燃烧产生的能量比同等条件下的煤或石油产生的能量多得多，而且燃烧后几乎不产生任何残渣或废气，被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。 ②锰结核 它含有锰、铁、镍、铜、钻、钛等20多种金属元素，如果能加以合理利用，将是我们人类的一笔宝贵的财富。 2、海水淡化 水是生命之源，淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦咸水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。目前，淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。 （1）蒸馏法：蒸馏法,虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带咸味的。根据设备可分为蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。 “多级闪急蒸馏法”就是设计了一套压强一个比一个低的蒸发室，将它们连同在一起，防高温海水从压强较高的蒸发室流入压强较低的蒸发室，就会发生瞬间蒸发，变为水蒸气，水蒸气经冷凝成为淡水。这种蒸发室越多，海水瞬间蒸发的次数就越多，总的蒸发效率也就很高。 （2）电渗析法亦称换膜电渗析法 该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.5～1.0mn厚度的功能性膜片。按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段。为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。 （3）反渗透法：通常又称超过滤法。是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1／2，蒸馏法的l／40。因此，从1974年起，美日等发达国家先后把发展重点转向反渗透法。 3、海洋——蓝色的宝库 按照自然属性,可将海洋资源分为海底矿产资源、海水化学资源、海洋生物资源、海洋再生能源、海洋空间资源和海洋旅游资源六大类。 海域中蕴藏各种金属与非金属矿床、石油和天然气、甲烷水合物、磷钙土等；在深海大洋底蕴藏着多金属结核、结壳、热液多金属硫化物矿等。仅海洋石油总储量达145亿吨，天然气约45万亿吨，海底的天然水合物资源量约7.6×106立方米，可供人类使用几十万年。此外，大洋还有多金属结核3万亿吨。 海洋生物多达20万种，生物总量达342亿吨。仅鱼类年生长总量达6亿吨。 海水中溶解有80多种化学元素，人们把它比喻为“液体矿山”。海水中含食盐377亿吨，镁1800亿吨、钾550亿吨、溴95亿吨、碘820亿吨、铀45亿吨、金1500万吨。 潮汐、海流、波浪、海风蕴藏着大量的能源，海水蕴藏着大量的能源，海水温差、盐差则蕴藏着差热能和化学能，它们均可用来发电。全世界波浪能多达45亿千瓦、温差能37亿