海水资源的综合利用 33.ppt

海水资源的开发和利用 海洋化学资源：食盐、镁、溴、淡水等 海水蒸馏原理示意图 一、海水蒸馏 低温蒸馏海水淡化具有设备的一次性投资 低、热电消耗低、传热效率高、操作弹性大、 产品水的纯度高、装置的安全性好等诸多优点， 是世界各国竞相发展的淡化技术。它利用电 厂、化工厂或石油化工厂的低品位余热或仅 仅利用电能，生产纯度极高的蒸馏水 (5ppm), 以作为锅炉的补充用水、生产过程的工艺用水 或者大规模的市政供水，适合于大中型海水淡 化使用。 海水淡化 太阳能蒸发海水示意图： 阴极： 阳极： 总反应： 2H+ + 2e- = H2↑ 2Cl- -2e- = Cl2↑ 2H2O + 2Cl- = H2↑ + Cl2↑ + 2OH- 电解 2H2O + 2NaCl = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH 电解 二、海水制备氯 思考：１．海水是一种混合溶液，其中主要含有哪　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　些离子？ Cl- Na+ Mg2+ Ca2+ SO42-　Ｋ＋…… ２．结合海水资源的特点，我们从海水中提取镁到底有没有实际意义？在提取过程中又可能会面临怎样的困难？ 三、海水制备镁 思考： １、如何实现Mg2+ 的富集和分离？ 可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀 ２、是不是直接往海水中加沉淀剂？ 不是，因为海水中的Mg2+ 的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2+ 的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂 ３、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？ Ca(OH)2 思考：如何由贝壳制得氢氧化钙？ 贝壳(CaCO3) 煅烧 CaO Ca(OH)2 科学探究： 1、如何将海水中的溴离子变成溴单质？并设计方案。 四、海水提溴 实验方法: (1)用蒸馏法将海水浓缩.用硫酸将浓缩的海水酸化. (2)向酸化的海水中通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质. (3)向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内. (4)向吸收塔中的溶液内通入适量的氯气. (5)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔中溶液里溴单质. 化学方程式: 2NaBr + Cl2 == Br2 + 2NaCl Br2 + SO2 + 2H2O == 2HBr + H2SO4 2HBr + Cl2 + == Br2 + 2HCl 2、如何证明海带中有碘离子？ 五、海水提碘 实验方法： １、取约３ｇ干海带，用刷子去净其表面上的附着物。把海带剪碎后用适量酒精湿润，放入坩埚中。 ２、点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰，停止加热，使海带灰冷却至室温。 ３、将海带灰转移至小烧杯中，加入约10ｍＬ蒸馏水，搅拌。用小烧杯盛着将混合物煮沸约３ｍｉｎ，冷却后过滤。 ４、在滤液中滴入几滴约３moL／Ｌ的硫酸，再加入约１ｍＬ质量分数为３％的Ｈ2Ｏ2溶液，观察现象。再向溶液中加入几滴淀粉溶液，再观察现象。 实验现象： 加入H2O2溶液后，溶液由无色变为深黄色；加入淀粉溶液后，溶液又变为深蓝色。 化学方程式： 2KI + H2O2 + H2SO4 == I2 + K2SO4 + 2H2O 实验说明： 在海带中碘与有机基团(R)结合成碘化物(RI)，海带燃烧后的灰中RI转化为KI、NaI等，当加入H2O2（在酸性条件下）时可生成单质碘。 2H+ + H2O2 + 2I-=I2 + 2H2O 生成的单质碘可用CCl4萃取。 海带灼烧若不完全，其灰的滤液会呈浅褐色，所以应将海带灼烧完全。 将海带剪碎后，再用酒精润湿，可使海带易于灼烧完全，灼烧时产生的烟也较少，并缩短灼烧时间。 海带如果用水浸泡，碘化物会部分溶解而损耗，因此用干海带比湿海带的实验效果好。 问题和讨论提示： 实验中的下述现象可以说明海带的成分中含有碘： 滴加淀粉试液后，溶液变为蓝色；加入CCl4并振荡后，CCl4层呈黄色。 海水中溶存着80多种元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的开发价值。据计算，每立方千米海水中含有3 750×104 t固体物质，其中除氯化钠约3 000×104 t外，镁约450×104 t，钾、溴、碘、钍、钼、铀等元素也不少。 中 国 海 域 镁在海水中含量很高，仅次于氯和钠，居第3位。 溴的浓度较高，平均为67×10-3 mL/L，地球上99％以上的溴都储存在海水里，故溴有“海洋元素”之称。 碘在海水中的浓度只有0.06× 10-6，属于微量元素。 钾在海水中的总量为500 ×1012 t以上。海水中所含钾的储量远远超过钾盐矿物储量。 铀海水中的总量非常可观，达45×108 t，相当于陆地储量的4500倍。 一吨海水中所含