1、第第 2 2 课时课时 海水资源的开发利用海水资源的开发利用 学业要求 核心素养建构 1.了解海水资源及其利用。 2.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水 制盐、海水提镁、提溴、提碘。 3.了解海水综合利用的重要方向。 知识梳理 一、海水水资源的开发利用 1.直接利用：海水进行循环冷却。 2.海水淡化：主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。 微自测 1.水资源非常重要，联合国确定 2003 年为国际淡水年。海水淡化是海岛地区提 供淡水的重要手段， 所谓海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程 (又称海水脱盐)，其方法较多，如反渗透法、水合物法、电渗透法、离子交换法 和压渗法等。下列方
2、法中也可以用来进行海水淡化的是( ) A.过滤法 B.蒸馏法 C.分液法 D.冰冻法 解析 海水淡化的方法有蒸馏法，通过蒸馏水变成水蒸气，然后冷凝得到淡水， 答案选 B。 答案 B 二、海水化学资源的开发利用 1.海水中的化学资源 海水中 H、O 两种元素，加上 Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr 等 11 种元素的总量超过 99%，其他为微量元素，共计含有 80 多种。 2.海水制盐 海水 日晒 结晶 粗盐 提纯 精盐。 3.海带提碘 (1)流程：海带 灼烧 浸泡过滤 Cl2 氧化提纯碘单质。 (2)原理：2I Cl 2=I22Cl 。 4.海水提溴 (1)过程：浓缩 氧
3、化 富集提取。 (2)原理：2Br Cl 2=Br22Cl 。 5.海水提镁 (1)过程：浓缩 CaO 沉淀过滤 盐酸 溶解结晶(MgCl2 6H2O) 脱水 MgCl2 晶体 电解 金属镁。 (2)原理：Mg2 2OH=Mg(OH) 2。 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。 MgCl2 6H2O= HCl MgCl26H2O。 MgCl2(熔融)= 电解 MgCl2。 6.新能源的开发 (1)从海水中提取铀和重水，铀和重水是核能开发的重要原料。 (2)潮汐能、波浪能是待开发的新型能源。 微自测 2.海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法错误的是( ) A.海水中含有
4、溴元素，需经过化学变化才可以得到溴单质 B.无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能 C.从海水中可以得到 NaCl，电解熔融 NaCl 可制备金属钠 D.从海水中提取镁可以采用下列方法： 海水苦卤 石灰水Mg(OH) 2 HCl MgCl2 溶液无水 MgCl2 MgCl2(熔融) 通电 Mg 解析 海水中的溴元素以离子形式存在，需要通过化学反应来转化成溴单质，A 项正确；在波浪发电和潮汐发电过程中机械能转化为电能，而不是化学能转化为 电能，B 项错误；从海水中可以得到 NaCl 固体，电解熔融 NaCl 可制备金属钠， C 项正确；依据海水提取镁的原理分析，卤水中加入氢氧化钙
5、以沉淀镁离子，生 成氢氧化镁，过滤后加盐酸溶解、蒸发浓缩、冷却结晶析出晶体，然后得到氯化 镁固体，电解熔融氯化镁得到金属镁，该方法合理，D 项正确。 答案 B 探究一 海水淡化 从传统海水淡化方法培养社会责任感 探究素材 海水淡化蒸馏原理图 注意： (1)蒸馏装置的连接顺序是由下向上，从左到右。 (2)蒸馏烧瓶应放在石棉网上加热，使之受热均匀。 (3)蒸馏烧瓶中要加入几粒沸石或碎瓷片，以防加热时液体暴沸。若忘加沸石， 应冷却后再补加之。 (4)蒸馏烧瓶内所盛装的液体体积一般应介于其容积的1 3 2 3。 (5)冷凝管内冷却水流向要从下口进，上口出。先通入冷却水，后加热蒸馏烧瓶。 探究题目 1.
6、下列叙述不正确的是( ) A.蒸馏完毕后，应先停止加热，待装置冷却后，停止通水，再拆卸蒸馏装置 B.蒸馏时的接收装置如图 C.CCl4萃取碘水中的 I2时，先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层 D.做蒸馏实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记 加沸石，应立即停止加热，冷却后补加 解析 蒸馏完毕后，应先熄灭酒精灯停止加热，由于此时装置内还有一定量的蒸 气， 因此要继续通冷却水， 待装置冷却后， 停止通水， 再拆卸蒸馏装置， A 正确； 蒸馏时，接馏分的锥形瓶不用塞子密封，否则液体无法正常流下，B 错误；萃取 分液时，先把下层液体从下口放出，再把上层液体从上口倒出，
7、C 正确；做蒸馏 实验时，在蒸馏烧瓶中应加入沸石，以防暴沸，D 正确。 答案 B 从现代工业淡化海水流程培养科学利 用自然资源意识 探究素材 1.工业海水淡化流程示意图 2.化学资源综合利用 (1)海水淡化过程是复杂的物质提纯分离过程，需要先进的设备，消耗大量的能 量，且淡化后长距离的输送成本高。 (2)降低成本的途径 减少能源消耗的措施：广泛使用太阳能、风能和发电厂的余热； 将海水淡化后的浓缩海水用于生产氯化钠、钾、镁、溴等化工产品，实现海水 中化学资源综合利用。 探究题目 2.海水资源丰富，海水淡化问题已成为科学家的主要研究方向，若实行海水淡化 来供应饮用水，下列方法不正确的是( ) A.
8、利用太阳能，将海水蒸馏淡化 B.加入明矾，使海水的盐分沉淀并淡化 C.通直流电，采用电渗透法使海水淡化 D.通过离子交换膜，除去所含的盐分使海水淡化 解析 A.海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物， 海水淡化的主要方法有蒸 馏法、电渗析法、离子交换法等，可利用太阳能将海水蒸馏淡化，故 A 正确； B.明矾溶于水，其电离出的 Al3 水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体吸附海水 中的悬浮物，用于净化海水，并不能使盐分沉淀而淡化海水，故 B 错误；C.通直 流电，采用电渗透法可使相应的离子通过半透膜以达到使海水淡化的目的，故 C 正确；D.使用离子交换树脂与水中的离子进行交换，从而达到淡化海水的目
9、的， 故 D 正确。 答案 B 探究二 海水中化学资源的开发利用 从海水提溴形成提取物质的思路和方 法的结构化认识 探究素材 1.海水提溴的主要方法是空气吹出法。 (1)主要流程： (2)主要反应： Cl22Br =Br 22Cl (氧化) Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(富集) Cl22Br =Br 22Cl (提取) 2.工业原料到具体产品的一般思路和方法 探究题目 3.目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，工艺流程如下： 含Br2的 海水 空气吹出 含Br2的 空气 SO2吸收 H2O 吸收液 氧化 溴水 混合物 蒸馏 液溴 以下推断不合理的是（ ） A流程中循环利用的物质
10、有 SO2、Br2、Cl2等多种 BSO2吸收溴的反应方程式：SO22H2OBr2=H2SO42HBr C空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质 D没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质溴的主要原因是为了节能 解析 A流程中 SO2转变为 H2SO4，Cl2转变为 HCl，在流程中没有用到 H2SO4 和HCl， 所以SO2和Cl2都没有循环利用， 海水提溴的工业生产的目的是获得Br2， 所以 Br2也没有循环利用，A 推断不合理。B.溴有氧化性，可以利用 SO2的还原 性吸收溴，使之转化为 HBr，反应为 SO22H2OBr2=H2SO42HBr，B 推断 合理；C.溴易挥发，所以可以用热空气吹出，C
11、推断合理；D.直接蒸馏含 Br2的 海水得到单质溴会消耗比较多的能量，没有采用直接蒸馏含 Br2的海水得到单质 溴主要是为了节能，D 推断合理。 答案 A 利用工艺流程图的分析和方法解决海 水提镁问题 探究素材 海水提镁 1.过程：浓缩 CaO 沉淀 过滤 盐酸 溶解结晶（MgCl2 6H2O） 脱水 MgCl2 晶体 电解 金属镁。 2.原理： (1)沉淀：Mg2 2OH=Mg(OH) 2 (2)溶解：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O (3)脱水：MgCl2 6H2O= HCl MgCl26H2O (4)电解：MgCl2(熔融)= 电解 MgCl2 探究题目 4.海水提镁的主要流程
12、如下，下列说法正确的是( ) 试剂 M 是盐酸 流程中的反应全部都是非氧化还原反应 操作 b 只是过 滤 用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 Mg(OH)2 采用电解法冶炼镁是 因为镁很活泼 A. B. C. D. 解析 生石灰溶于水生成 Ca(OH)2，加入沉淀池沉淀 Mg2 生成 Mg(OH) 2，过滤 后加入试剂 M 为盐酸，Mg(OH)2溶解得到 MgCl2溶液，通过蒸发浓缩，冷却结 晶， 过滤洗涤得到 MgCl2晶体， 在 HCl 气体中加热失去结晶水得到固体 MgCl2， 通电电解熔融 MgCl2生成 Mg。分析判断 M 是盐酸用来溶解 Mg(OH)2沉淀， 正确；电解 MgCl2生
13、成 Mg 和 Cl2的反应是氧化还原反应，流程中的反应不全部 都是非氧化还原反应，错误；操作 b 是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到 MgCl2晶体的过程，错误；用海水晒盐后的饱和溶液中主要是 MgCl2，加石灰 乳可以制 Mg(OH)2，正确；依据金属活动顺序表中金属性可知，采用电解法冶 炼 Mg 是因为 Mg 很活泼，正确，D 项正确。 答案 D 利用工艺流程图的分析和方法解决海 带提碘问题 探究素材 海带中提碘 (1)海带中含有碘元素的检验 关键反应的反应原理：2H 2IH 2O2=I22H2O。 实验步骤及证明方法： (2)海带中提碘 流程：海带浸泡氧化过滤提纯碘单质。 主要的化学反
14、应原理：Cl22KI=2KClI2。 探究题目 5.海带中提取碘的实验方法：称取 3 g 干海带，用刷子把干海带表面的附着物 刷净；将海带剪碎，用酒精润湿(便于灼烧)后，放在坩埚中；用酒精灯灼烧 盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却；将海带灰转移到小烧杯 中，再向烧杯中加入 10 mL 蒸馏水，搅拌，煮沸 23 min，使可溶物溶解，过 滤；向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约 1 mL H2O2溶液，观察现象。下列说法 正确的是( ) A.步骤中也可以用水洗涤除去海带表面的附着物 B.步骤过滤操作需要两种玻璃仪器 C.步骤所得的溶液中加入淀粉可看到溶液变为蓝色 D.通过以上步骤即可得到纯
15、度高的 I2 解析 A 项，因为海带中的 I 能溶解在水中，所以海带不能用水洗涤，错误。B 项，过滤需要玻璃棒、烧杯、漏斗三种玻璃仪器，错误。C 项，步骤发生的反 应为 2KIH2O2H2SO4=I2K2SO42H2O， 生成的 I2与淀粉反应生成蓝色物 质，正确。D 项，通过步骤所得的溶液中含有 I2、K2SO4等，需用如 CCl4 等萃取剂进行萃取，然后经过蒸馏等操作除去萃取剂从而得到纯度较高的 I2，错 误。 答案 C 1.下列关于海水资源综合利用的说法不正确 的是 A.蒸馏法是海水淡化的方法之一 B.海水晒盐是化学变化 C.从海水中可制取钠、镁、溴等化工产品 D.从海水获得物质和能量具
16、有广阔的前景 解析 A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，故 A 说法 正确；B.海水晒盐利用水的蒸发，使 NaCl 结晶析出，属于物理变化，故 B 说法 错误；C.从海水中可获得氯化钠，电解熔融氯化钠可得到钠和氯气，从海水获得 氯化镁，电解熔融的 MgCl2获得镁，溴也是从海水中提取的，故 C 说法正确； D.海水储量巨大， 海水中物质资源丰富， 从海水获得物质和能量具有广阔的前景， 故 D 说法正确。 答案 B 2.合理开发和利用海水资源是世界各国研究的课题。下列对于海水利用的认识错 误的是( ) A.海水中蕴藏有丰富的资源，人类可以大量开发，以弥补资源的短缺 B.淡化海
17、水的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法 C.可以用太阳能电解海水以获取氢能源 D.以海水中提纯出的 NaCl 为原料可以生产烧碱、纯碱、金属钠、氯气、盐酸等 化工产品 解析 A.海洋是人类宝贵资源，人类可以提取海水的各种元素，例如：海水中的 镁盐是提炼金属镁的原料； 磷灰石结核是磷肥工业的重要原料； 锰结核含锰、 铁、 钻、镍等 20 多种元素是重要的冶金原料；海水所含的重氢，是核聚变的燃料， 也是人类正在开发的新能源，但大量开发海水中的物质，会破坏海洋生态平衡和 能耗导致全球的能源缺乏，A 错误；B.现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、 电渗析法、蒸馏法、反渗透法、电渗析法等，B 正确；
18、C.水中氢和氧结合非常牢 固，要释放出氢需要很高的能量，太阳能是地球上能量的最终来源，既是一次能 源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何 污染，可以用太阳能电解海水以获取氢能源，C 正确；D.烧碱、氯气可以通过电 解 NaCl 水溶液得到， 纯碱用侯氏制碱法制得， 金属钠通过电解熔融氯化钠得到， 盐酸可由氢气和氯气反应制得，都需要用到 NaCl，D 正确。 答案 A 3.下列有关海水综合利用的说法正确的是( ) A.海水潮汐发电，是将化学能转化为电能 B.可利用过滤的方法分离海水从而获取淡水资源 C.海水中含有丰富的镁元素，需经过化学变化才可以得到镁单质 D.海
19、水中含有丰富的盐类，用明矾消毒后可直接饮用，补充人体运动后消耗的盐 解析 A.海水潮汐发电，是将海水的动能和势能转化为电能，A 选项错误；B. 从海水中获取淡水资源可采用蒸馏法、电渗析法、离子交换法，过滤只能除去不 溶性的杂质，而不能除去可溶性的化合物，B 选项错误；C.海水中的镁元素以离 子形式存在，需经过化学变化获得氯化镁，然后电解熔融的氯化镁可以得到镁单 质，C 选项正确；D.海水中含有丰富的盐类，明矾电离的 Al3 水解生成的氢氧化 铝胶体吸附水中的悬浮物，明矾用于净水，明矾不能用于消毒，D 选项错误。 答案 C 4.海洋约占地球表面积的 71%，对其进行开发利用的部分流程如下图所示。
20、下列 说法不正确的是( ) A.可用 BaCl2溶液除去粗盐中的 SO2 4 B.从苦卤中提取 Br2的反应的离子方程式为 2Br Cl 2=2Cl Br 2 C.试剂 1 可以选用石灰乳 D.工业上，通常电解氯化镁溶液来冶炼金属镁 解析 A.氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡， 且氯离子不是杂质离子， 故 A 正确；B.氯气能将溴离子氧化为溴单质，然后采用萃取的方法从溶液中获 取溴，故 B 正确；C.煅烧贝壳得到 CaO，将 CaO 溶于水得到石灰乳，石灰乳和 镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂 1 廉价且原料来源广泛，故 C 正确；D.工 业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，故 D 错
21、误。 答案 D 5.镁及其合金是用途很广的金属材料，目前世界上 60%的镁是从海水中提取的。 如图是工业上提镁的流程。 (1)电解熔融 MgCl2制金属镁的化学方程式是_ _。 (2)“反应池中和”过程的主要作用： 除去海水中的其他杂质；_。 (3)“中和”时，Mg(OH)2与盐酸发生反应的离子方程式是 _。 (4)在上述流程中，可循环使用的物质是 。 解析 (1)电解熔融氯化镁制金属镁的化学方程式是：MgCl2(熔融)= 电解 Mg Cl2；(2)“反应池中和”过程的主要作用：除去海水中的 其他杂质；提高镁的含量；(3)“中和”时，与盐酸发生反应的离子方程式是： Mg(OH)22H =Mg22H 2O； (4)氯气能污染环境， 氯气能与氢气反应制盐酸， 盐酸能与氢氧化镁反应制得氯化镁， 在提取镁的工业流程中使用了氯气循环的过 程。 答案 (1)MgCl2(熔融)= 电解 MgCl2 (2)提高镁的含量 (3)Mg(OH)22H =Mg22H 2O (4) 氯气
