1、1新情境激趣引航海洋是人类可持续发展的重要基地。浩瀚的海洋中，蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和药物资源，其经济价值可观，开发前景十分诱人。开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资金短缺和环境恶化等一系列难题的可靠途径。在陆地资源日渐枯竭的今天，海洋正成为人类繁衍发展的生命线。我国大陆海岸线长达18000 km，海岛海岸线长达14000 km，这为我们开发利用海水资源提供了良好的自然条件。那么，海水的开发利用都包括哪些方面呢？你知道怎样才能开发出海洋中的这些资源吗？2新知识预习探索学习目标1了解海水资源及其利用。2了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。3掌握海水化学资源的开发和利用，即
2、海水制盐、海水提溴、海带提碘。新知预习1海水水资源的利用(1)海水水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。(2)海水淡化的途径及方法：从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去都可以达到淡化海水的目的。淡化的方法主要有蒸馏法、离子交换法、电渗析法等。2海水化学资源的开发利用海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、Br、Sr等13种元素超过总量的99%；其他为微量元素，总计含有80多种元素，虽然海水中的元素种类很多，总储量很大但富集程度却很低。(1)海水制盐从海水中制得的NaCl除用于食盐外，还用作工业原料_。(2)海水提溴在预先经
3、过酸化的浓缩海水中用氯气置换溴离子使之成为溴单质，其离子方程式为：Cl22Br=Br22Cl。3海水中能量的开发和利用(1)从海水中提取核能开发的重要原料铀和重水。(2)潮汐能、波浪能等是有待开发的新型能源。问题探索1中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是()A蒸馏 B蒸发C过滤 D搅拌【答案】B2可从海水中获取的常温下为液体的单质是()AMg BNaCBr2 DI2【答案】C3下列方法中，不能实现海水淡化的是()A蒸馏法 B电渗析法C过滤法 D离子交换法【答案】C4下列属于海水化学资源利用的是()A海水淡化 B海水冷却循环C海水提溴 D海水发电【答案】C5判断下列
4、说法的正误：(1)用蒸馏法进行海水淡化是物理变化。()(2)海水的蒸馏必须需要温度计。()(3)太阳能是传统能源，潮汐能是新型能源。()(4)海水中含有溴元素，不需要经过化学反应即能得到溴单质。()(5)许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是：食盐水、淡水()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)3新课堂互动探究知识点一海水水资源的利用细解教材1海水资源的特点广阔性海水中水的储量为1.3109亿吨，约占地球总储水量的97%多样性常量元素：H、O、Cl、Na等元素；微量元素总计80多种分散性海洋中元素种类多，储量大，但许多元素的富集程度却很低2.海水水资源的
5、利用海水水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。(1)常见的海水淡化方法及原理方法原理蒸馏法将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸汽冷凝而得到蒸馏水电渗析法在外加直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子，得到去离子水说明：蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。(2)海水蒸馏实验注意：烧瓶中放入碎瓷片，防止加热时发生暴沸；冷却水下进上出，逆流冷却，提高冷却效果。(3)蒸馏法淡化海水成本较高，因此，海水淡化同化工生产结合、同能源技术
6、结合，成为海水综合利用的重要方向。如图所示，可以利用太阳能作为能源进行海水淡化，这样会降低淡化海水的成本。典例精析例1 海水是一个巨大的化学资源宝库。下列有关海水综合利用的说法正确的是()A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能【解析】海水中钾元素以化合态形式存在，必须经过化学变化才能得到钾单质，A项错误；海水蒸发制海盐的过程是物理变化，B项错误；2NaCl(熔融)=电解 2NaCl2，C项正确；利用潮汐发电，没有发生化学变化，而是机械能转化为电能，D项
7、错误。【答案】C跟踪练习1下列关于海水的说法不正确的是()A海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用B海水既苦又涩，不能直接利用C海水中某些金属元素总储量很大，但富集程度却很低D海水淡化应同化工生产结合，同能源技术结合【解析】海水资源的利用包括海水水资源的利用和海水化学资源的利用，海水水资源的利用包括海水淡化(同化工生产和能源技术相结合)和直接利用(循环冷却、冲厕等)，海水化学资源的利用包括海水制盐，海水提Mg、Br2、I2等，海水中某些金属元素的总储量很大，但富集程度却很低，故A、C、D项正确，B项不正确。【答案】B知识点二海水化学资源的开发利用细解教材海洋底部蕴藏着丰富的矿藏，海水本
8、身也是一个巨大的化学资源的宝库。海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，所含元素种类多达80多种，其中，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、Br、Sr、B等13种元素超过总量的99%(按含量计)，其他为微量元素。虽然海水中元素的种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度却很低。1海水晒盐(1)原理：蒸发、结晶。(2)过程：海水引入 盐田日晒风吹H2O蒸发饱和食盐水日晒风吹H2O蒸发析出粗盐。(3)氯化钠的应用：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。如：有关反应方程式：2NaCl2H2O=电解 2NaOHCl2H2(氯碱工业)2NaO
9、HCl2=NaClNaClOH2O(制漂白液)2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(制漂白粉)Cl2H2=点燃 2HCl(制盐酸)2海水中提溴(1)主要流程(2)四个过程3从海洋中某些植物中提取碘海带提碘(1)海带中碘元素的检验流程如下：关键反应(H2O2氧化I)：2IH2O22H=I22H2O实验现象及结论实验现象：滤液中加入H2O2溶液后，溶液由无色变为黄色，加入淀粉溶液后，溶液变为蓝色。实验结论：海带中含有碘元素。(2)海带中提取碘流程如下：关键反应(Cl2氧化I)：2ICl2=I22Cl。特别提醒碘元素的检验方法a淀粉遇单质碘变蓝，若是碘离子，通常先加入氯水氧化
10、，再加入淀粉。b碘水呈黄色，通常加入有机溶剂四氯化碳或苯后有机层呈紫色。c加入硝酸酸化的硝酸银溶液后产生淡黄色沉淀，则原溶液中含碘离子。4从海水中提取镁(1)海水提镁的工艺流程(2)提取镁的步骤和有关反应的化学方程式步骤化学方程式贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳CaCO3=高温 CaOCO2 CaOH2O=Ca(OH)2石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀Ca(OH)2MgCl2=Mg(OH)2CaCl2氢氧化镁与盐酸反应，蒸发结晶获得六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)Mg(OH)22HCl6H2O=MgCl26H2O2H2O六水合氯化镁晶体在氯化氢气流中加热生成无水氯化镁MgCl
11、26H2O=HClMgCl26H2O电解熔融的氯化镁得到金属镁MgCl2(熔融)=通电 MgCl2典例精析例2(2015山东潍坊高一检测)海水中溴元素以Br形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：(1)步骤反应的离子方程式是_，步骤反应的化学方程式是_。(2)从理论上考虑，下列物质也能吸收Br2的是_。ANaOH BFeCl2CNa2SO3 DH2O(3)步骤中氧化剂是_，若反应中生成2 mol HBr，则消耗_mol SO2。(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_。2BrCl2=Br22ClSO2Br22H2O=H2SO42HBrA、B
12、、CBr21Cl2Br2SO2【解析】(1)读懂流程图，可以写出相应的反应方程式。(2)只从理论上考虑，NaOH 具有强碱性，能吸收 Br2，Fe2、SO23 具有还原性也能吸收 Br2，但 Br2 在水中的溶解度较小，不能充分吸收。(3)由 Br2SO22H2O=H2SO42HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为 SO2，反应中每生成 2 mol HBr，则消耗 1 mol SO2。(4)向含 HBr 的溶液中通入适量 Cl2，蒸馏得到 Br2。经过上述反应过程知氧化性由强到弱的顺序为：Cl2Br2SO2。例3(2015广东高一检测)某化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘：剪碎海带
13、，加一定量的酒精润湿后高温灰化；用水浸泡海带灰，过滤；用盐酸酸化滤液，加入碘酸钾(KIO3)氧化溶液中的碘离子(I)生成碘单质；用一种有机溶剂萃取水溶液中的碘。请回答下列问题：(1)萃取水溶液中的碘的有机溶剂可以是下列中的_。ACCl4 B乙醇C苯 D醋酸AC(2)进行萃取操作所使用的主要仪器是_。判断萃取碘后的水溶液中是否还含有碘的方法是_。(3)碘的一种同位素131 53I 是最重要的辐射污染源，它的阴离子的中子数是_。(4)在加碘食盐中，碘元素的主要存在形式是()A碘单质(I2)B碘化钾(KI)C碘酸钾(KIO3)D放射性碘化物分液漏斗取少量水溶液，向其中加几滴淀粉溶液，若溶液变蓝，则证
14、明水溶液中含有 I2；否则，不含有 I278C【解析】依据萃取剂的选择原则回答(1)，依据碘的特性回答(2)，由 NAZ 计算(3)：1315378；在加碘食盐中，碘元素的主要存在形式是 KIO3。跟踪练习2(2015山东高一检测)从海水提取溴的过程中，有如下反应：5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O，与上述反应在原理上最相似的反应是()A2NaBrCl2=Br22NaClBAlCl33NaAlO26H2O=4Al(OH)33NaClC2H2SSO2=3S2H2ODCl2H2O=HClHClO【答案】C3从海藻灰中提取碘的方法：往海藻灰浸取液中通入Cl2后，用升华
15、方法将置换的碘提取。但浸取液中通入Cl2时会生成少量性质类似于Cl2的ICl和IBr，为了消除这两种杂质，使其中的碘完全游离出来，可加入适量的()ACaO BKICH2O D酒精【解析】ICl和IBr与Cl2性质相似，可将KI氧化为碘单质，从而消除杂质。【答案】B长话短说重点记忆1海水水资源的利用：(1)海水淡化蒸馏法、电渗析法、离子交换法。(2)海水的循环冷却。2海水化学资源的利用：(1)海水制盐。(2)海水提溴。(3)海带提碘。(4)其他利用提取镁、铀、重水等。4新思维随堂自测1.(2015山东淄博高一检测)地球上97%以上的水是海水，海水淡化可缓解淡水资源不足。下列方法中能将海水淡化的是
16、()在海水中加入硝酸银，滤掉生成的沉淀 蒸馏海水，将蒸汽冷凝 将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分 将海水暴晒，滤掉析出的盐A BC D【解析】海水苦涩，含盐量高，不能直接饮用，却能直接利用，如利用海水进行循环冷却等。中加入硝酸银虽然将Cl除去，但同时生成NaNO3，达不到海水淡化的目的。是一种使用最早、最广泛的海水淡化方法。中使用了新型高分子材料半透膜，是一种新的海水淡化方法。中将海水暴晒，并不能除尽海水中的盐分，滤掉析出的盐后得到的是含盐的饱和溶液，不能将海水淡化。【答案】B2(2015试题调研)某同学设计实验从海带中提取碘：滴加稀硫酸和双氧水；在海带中加入少量酒精，点燃使其燃烧为灰烬
17、，在灰烬中加水搅拌；加四氯化碳并振荡；过滤；分液。该实验的合理操作顺序是()A BC D【解析】从海带中提取I2的流程为：海带(加少量酒精)灼烧 海带灰水过滤 含I的水溶液 H2O2H2SO4I2的水溶液CCl4分液 I2的CCl4溶液，故正确的步骤为。新制氯水、酸性KMnO4溶液、双氧水均能氧化I，但氧化过程中最好选择双氧水，因为双氧水是绿色氧化剂，在氧化过程中不会引入杂质、不产生污染。【答案】C3(2015潍坊高一检测)海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物，具有巨大的开发潜力。人类除了从海水中获得食盐和水外，还可以获得大量的钾、镁、溴、碘等。以下说法正确的是()A利用物理方法就能从海水中
18、可以得到NaClB海水中含有碘元素，只需将海水中的碘升华就可以得到碘单质C电解氯化钾和氯化镁的水溶液，可制得钾和镁D用有机溶剂可萃取海水中的溴、碘【解析】A项，海水蒸发就能得到NaCl。B项，海水中的碘以I形式存在，具有升华特性的是I2。C项，钾和镁是通过电解熔融盐的方法制取的。D项，海水中的溴、碘都以离子形式存在，不能萃取。【答案】A4(2015江苏高一检测)NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是()A25，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D
19、图中所示转化反应都是氧化还原反应【解析】A项，Na2CO3比NaHCO3的溶解度大；C项，Cl2能与Fe反应；D项，制取Na2CO3的过程不涉及氧化还原反应。【答案】B5(2015杭州高一检测)下列有关海水提镁的说法中不正确的是()A贝壳在海水提镁的生产流程中，主要经历了CaCO3CaOCa(OH)2的过程B从海水中经过过滤后的Mg2，利用OH将其转化为Mg(OH)2沉淀，然后电解Mg(OH)2制备纯镁C工业生产中是利用电解MgCl2制备镁D在海水提镁的工业流程中，氯气可以循环利用，用于制备盐酸，再溶解Mg(OH)2【解析】从海水中提取金属镁，是利用贝壳，将贝壳转化为Ca(OH)2，然后将海水
20、中的Mg2转化为Mg(OH)2，将Mg(OH)2转化为MgCl2，经过电解熔融MgCl2，从而制得金属镁，所以A项和C项都是正确的，而B选项错误；在电解氯化镁时，不仅得到了金属镁，同时也得到了氯气，这些氯气必须循环使用，所以D也是正确的。【答案】B6(2015经典习题选萃)从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图：试回答下列问题：(1)粗盐中含有Ca2、Mg2、SO 24等杂质离子，精制时所用试剂为盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入试剂的顺序是_。NaOHBaCl2Na2CO3HCl(2)写出电解饱和食盐水的化学方程式：_。(3)用海滩上的贝
21、壳制 Ca(OH)2 的化学方程式为_。(4)工业上冶炼镁时采用电解 MgCl2 而不采用电解 MgO，原因是_。2NaCl2H2O=电解 2NaOHH2Cl2CaCO3=高温 CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2MgO 的熔点高，消耗能源较多【解析】(1)NaOH 溶液能除去 Mg2；Na2CO3 溶液能除去 Ca2、Mg2；BaCl2 溶液能除去 SO24。但是加入这三种溶液又会引入新的杂质离子 CO23、OH、Ba2，通过加适量盐酸将 CO23 和 OH转化为 H2O或 CO2，但过量 Ba2必须由 Na2CO3 除去，因此 Na2CO3 溶液的加入必须在 BaCl2 溶液之后，而
22、 NaOH 溶液和 BaCl2 溶液加入的顺序可以相互调换。(2)由题中信息知，电解饱和食盐水生成 NaOH、H2 和 Cl2，据此可写出其化学方程式。(3)贝壳的主要成分为 CaCO3，用贝壳制Ca(OH)2 的流程为 CaCO3高温 CaOH2O Ca(OH)2。(4)由于 MgO 的熔点高于 MgCl2，电解 MgO 消耗的能源比电解 MgCl2 消耗的能源多，因此工业上冶炼镁时采用电解 MgCl2。5新视点名师讲座资源的开发和利用1海水资源的综合利用2自然资源的开源与节流(1)海洋资源的开发：海洋资源系统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
23、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，以及在深层海水中形成的压力差，海水与淡水之间所具有的浓度差等。按照资源的属性，海洋资源又可分为“生物资源”“矿产资源”“化学资源”和“动力资源”四种。(2)太阳能的开发：太阳能是一个尚未完全开发的能源。太阳的能量转化途径之一：太阳能CO2H2O光合作用 葡萄糖纤维素和淀粉化石能源这是太阳能的自然转化过程。仿制和开发一个与植物光合作用相近的化学反应系统，是解决能源问题的研究方向之一。(3)太空能源的开发：太空及其他星球上也可能存在着极为丰富的可供人类生存所需的资源，我们探月工程的目标之一就是探测3He在月球上的储量。在节流方面的方案很多，提高机械的微型化程度就是其中之一。
