海水资源的开发利用[1].doc

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海水资源的开发利用
【学习目标】
1、了解海水资源及其开发利用的主要方法；2、掌握从海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法；3、认识开发利用海水资源所带来的环境问题和预防措施。
【要点梳理】
要点一、海水的淡化
水是生命之源，世界上缺水的地区越来越多，水荒目前已成为世界性的问题，是制约社会进步和经济发展的瓶颈。海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径。海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水综合利用，以及海水农业等。海水淡化是海水利用的重点。
要点诠释：
海水淡化的方法主要有：（1）蒸馏法：把海水烧到沸腾，水蒸发为蒸汽，盐留在锅底，蒸汽冷凝为蒸馏水，即是淡水。这种古老的海水淡化方法，消耗大量能源，产生大量锅垢，很难大量生产淡水。现代多级闪急蒸馏淡化使古老的蒸馏法焕发了青春。水在常规气压下，加热到100℃才沸腾成为蒸汽。如果使适当加温的海水进入真空或接近真空的蒸馏室，便会在瞬间急速蒸发为蒸汽。利用这一原理，做成多级闪急蒸馏海水淡化装置。此种淡化装置可以造得比较大，真空蒸发室可以造得比较多，连接起来，成为大型海水淡化工厂。这种淡化工厂，可以与热电厂建在一起，利用热电厂的余热加热海水。水电联产，可以大大降低生产成本。现行大型海水淡化厂，大多采用此法。如果太阳能蒸发淡化法能够投入实用，古老的蒸馏淡化技术又会上一个节能的新台阶。
海水蒸馏原理示意图（2）电渗析法：使用一种特别制造的薄膜来实现。在电力作用下，海水中盐类的阳离子穿过阳膜跑向阴极方向，不能穿过阴膜而留下来；阴离子穿过阴膜跑向阳极方向，不能穿过阳膜而留下来。这样，盐类离子被交换走的管道中的海水就成了淡水，而盐类离子留下来的管道里的海水就成了被浓缩了的卤水。（3）反渗透法：使用的薄膜叫“半透膜”，半透膜的性能是只让淡水通过，不让盐分通过。如果不施加压力，用这种膜隔开咸水和淡水，淡水就自动地往咸水那边渗透。我们通过高压泵，对海水施加压力，海水中的淡水就透过膜到淡水那边去了，因此叫做反渗透。（4）冷冻法：即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。这种方法具有难以克服的弊端，需要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以使用。此外，离子交换法、太阳能法、压气蒸馏法、流通电容吸附法、露点蒸发法等也是正在发展中的海水淡化技术。
要点二、从海水中提取溴在海水中，溴总是以溴化镁和溴化钠的形式存在。提取溴的方法常用空气吹出法，即首先浓缩海水，使溴盐富集；加酸使海水酸化（调节化学平衡，防止氯的各价酸生成），通入氯气，溴离子被氧化成单质溴；使溴蒸汽和SO2、水蒸汽反应产生HBr；再把HBr用氯气氧化得到Br2。主要反应方程式如下：Cl2+2Br-＝Br2+2Cl-Br2+SO2+2H2O＝2HBr+H2SO4
2HBr+Cl2＝2HCl+Br2
要点三、从海水中提取碘
直接从海水中提取碘，利用晒盐后的卤水也可制取碘，所采用的方法有活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3％～0.5％，比海水中碘的浓度高10万倍。从海带中提取碘的实验流程如下：
涉及到的主要反应方程式为：2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
要点四、从海水中提取镁
镁在海水中的含量仅次于氯和钠，总储量约为1.8×1015吨，主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂，先把石灰乳注入到盛有海水的容器中，使海水中的氯化镁变为氢氧化镁沉淀，从海水中滤出的氢氧化镁再加盐酸，使之生成氯化镁，并将其溶液煮沸、浓缩、烘干成无水氯化镁，经过电解熔融氯化镁，便得到金属镁和氯气。主要反应方程式如下：Ca(OH)2+MgCl2＝CaCl2+Mg(OH)2↓Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2+2H2OMgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
要点五、海水资源的开发前景
我国海水制盐具有悠久的历史。目前，从海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。
海水是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如：化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。
要点六、自然资源的开源节流
人类社会的发展对自然资源的依赖性越来越大，缓解当前能源和资源紧张问题的途径是开源和节流两个方面。
（1）海洋资源的开发
海洋资源是指能在海水中生存的生物、溶解于海水中的化学元素和淡水、海水运动所产生的能量、海水中贮存的热量、深层海底蕴藏的资源（特别是海底各种固态矿物）、以及在深层海