第一篇：開發(fā)利用海水資源保障沿海地區(qū)水資源安全

開發(fā)利用海水資源保障沿海地區(qū)水資源安全

發(fā)布時間：2011-11-1

4信息來源：

□萬育生 張繼群

摘 要 21世紀，水資源短缺已成為制約我國特別是在國民經(jīng)濟中占有重要地位的沿海地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。為緩解供水需求矛盾，我國政府在大力提倡節(jié)約用水的基礎(chǔ)上，采取了如興建蓄水工程和跨流域調(diào)水等一系列有效措施。但上述傳統(tǒng)措施只能實現(xiàn)水資源的時空位移，而不能增加淡水資源總量。如何從占全球水量97％的海水中獲取新的淡水資源，成為國際科學(xué)界關(guān)注的熱點。在分析我國以增加可利用水資源為目的海水資源開發(fā)利用的發(fā)展、現(xiàn)狀和存在的主要問題的基礎(chǔ)上，對海水的水資源化開發(fā)和利用提出了建議。

關(guān)鍵詞 水資源 海水淡化 開發(fā)利用

一、海水的水資源化開發(fā)利用技術(shù)

海水的水資源化利用技術(shù)包括從海水中提取淡水，用海水代替淡水和海水養(yǎng)殖、海水農(nóng)業(yè)等技術(shù)，即通常所講的海水淡化、海水直接利用和海水綜合利用等。

海水淡化的方法主要有兩類：一是從海水中析出各種化學(xué)元素，從而達到獲取淡水的目的，如電滲析法、離子交換法和壓滲法等；二是從海水中分離出淡水，如蒸餾法、反滲透法、水合物法、溶劑萃取法和冰凍法等。蒸餾淡化技術(shù)又分為低溫多效、多級閃蒸和壓汽蒸餾三種。目前反滲透法海水淡化已成為發(fā)展速度最快也較適于產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。

海水直接利用技術(shù)，主要是在防腐、防海洋生物附著等技術(shù)的基礎(chǔ)上以海水直接代替淡水作為工業(yè)用水、生活用水以節(jié)約淡水資源的相關(guān)技術(shù)的總稱。包括海水冷卻、海水沖廁等。海水直流冷卻技術(shù)已有近百年的發(fā)展歷史，有關(guān)防腐和防附著技術(shù)已基本成熟。據(jù)統(tǒng)計，城市用水中約80％是工業(yè)用水，工業(yè)用水中約80％是工業(yè)冷卻用水。開發(fā)利用海水代替淡水作工業(yè)冷卻用水，對緩解我國沿海地區(qū)淡水資源緊缺的局面，意義深遠。海水循環(huán)冷卻技術(shù)始于20世紀70年代，在美國等國家已大規(guī)模應(yīng)用，是海水冷卻技術(shù)的主要發(fā)展方向。利用海水作為大生活用水(海水沖廁)代替城市生活用淡水，具有非常重要的節(jié)水意義。城市生活用水占城市用水的20％，而沖廁用水占城市生活用水量的35％40％，利用海水代替淡水作為沖廁用水，是節(jié)約水資源的一項重要措施。海水綜合利用涉及海水中微量元素的提取以及相關(guān)元素的高附加值產(chǎn)品的開發(fā)以及海水養(yǎng)殖、海水農(nóng)業(yè)等方面。利用海水淡化、海水冷卻排放的濃縮海水，開展海水化學(xué)資源綜合利用，形成海水淡化、海水冷卻和海水資源綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈，是實現(xiàn)資源綜合利用和社會可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。目前世界上海水淡化、海水直接利用和綜合利用技術(shù)已經(jīng)相當成熟。

二、我國海水利用現(xiàn)狀

我國是一個海洋大國，擁有渤海、黃海、東海、南海四大內(nèi)海，面臨太平洋和印度洋兩大洋，有1.8萬多km的海岸線。如何利用海水資源以緩解水資源危機是我國長期以來十分關(guān)注的問題。我國海水淡化技術(shù)研究始于1958年，起步時采用的是電滲析技術(shù)，以后逐步過渡到反滲透技術(shù)和蒸餾技術(shù)。1981年，我國在西沙群島建成第一個日產(chǎn)200m3的電滲析海水淡化站，之后，在浙江嵊泗縣、山東長島縣和大連常?？h相繼建立了千噸級的海水淡化工程。在科技部、國家計委等有關(guān)部委及地方政府的支持下，我國的海水資源開發(fā)利用技術(shù)在“八五”“九五”期間，發(fā)展很快，在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域已取得了重大突破。我國已全面掌握國際上已經(jīng)商業(yè)化的蒸餾法和反滲透(膜)法等海水淡化主流技術(shù)?！笆濉逼陂g已經(jīng)進入工程示范階段。目前在遼寧、山東、浙江、河北、甘肅等地已建、在建規(guī)模在500～18000m3／d海水和苦咸水淡化示范工程已達到12項。全國包括引進系統(tǒng)在內(nèi)的反滲透海水、苦咸水(半海水)淡化產(chǎn)量估計日產(chǎn)達35000m3以上。隨著技術(shù)的進步、新材料的應(yīng)用，不僅使產(chǎn)量提高，而且淡化成本也在大幅度降低。海水淡化的成本已從20世紀90年代的7元／m3左右降至目前的5元／m3左右。

此外，在海水直接利用方面，我國青島、大連、天津、上海、寧波、廈門、深圳等沿海城市的近百家單位均有利用海水作為工業(yè)冷卻用水的實踐。我國海水直流冷卻已有近70年的應(yīng)用歷史，更先進的循環(huán)冷卻技術(shù)在我國業(yè)已取得成效，已具備了示范條件。利用海水作為大生活用水(海水沖廁)代替城市生活用淡水，是節(jié)約水資源的一項重要措施。我國香港地區(qū)20世紀50年代末開始通過立法的形式推廣海水沖廁技術(shù)，現(xiàn)已形成了一套完整的處理系統(tǒng)和管理體系。目前香港的海水沖廁已達總數(shù)的75％，每年節(jié)省淡水約為2.12億m3。目前我國海水直接利用的規(guī)模還很小，據(jù)中國水資源公報2002年全國海水直接利用量僅為216 億m3，而日本每年約為3000億m3，美國每年約為1000億m3，差距很大。

三、存在問題及對策建議

1．存在問題

盡管國家各級部門對海水資源開發(fā)利用的工作相當重視和支持，在技術(shù)可行性和經(jīng)濟適用性方面，具備了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展條件，但海水淡化技術(shù)的發(fā)展，由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃等諸多問題，難以形成規(guī)模化發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的綜合利用。從總體上看，我國海水淡化工程起步雖早，產(chǎn)業(yè)化進程卻較為緩慢。海水淡化相關(guān)設(shè)備國產(chǎn)化率低，海水淡化技術(shù)雖然有許多成果，但存在示范和顯示力度不夠，缺乏工程驗證的缺點。與發(fā)達國家相比，還存在著認識不足、規(guī)模不大、技術(shù)水平不高等問題，迫切需要加強產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和政策引導(dǎo)，積極推動海水利用的發(fā)展。

2．從海水淡化和長距離調(diào)水的對比看急需更新的理念

海水淡化和調(diào)水都是解決區(qū)域性水資源不足的方式，兩者可以互為補充。

(1)從水源條件看，海水淡化的水源條件優(yōu)于調(diào)水。我國是海洋大國，豐富的海水資源為沿海地區(qū)大規(guī)模開發(fā)利用海水資源奠定了基礎(chǔ)。相對海水資源，淡水資源是有限的。我國水資源分布不均，為實施調(diào)水工程提供了條件，但水資源總體緊缺，又限制了調(diào)水的開展，為避免對調(diào)出區(qū)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，就必須控制調(diào)水量。

(2)從供水范圍看，調(diào)水工程供水范圍遠遠大于海水淡化。海水淡化是先處理后輸送，輸水設(shè)施技術(shù)要求高、投資大。此外，海水淡化水源地在東部沿海地區(qū)，而我國西高東低的地形特點，決定了淡化海水的受益范圍相對有限，不適合遠距離輸送到內(nèi)陸地區(qū)。調(diào)水工程的水源雖然總體上有限，但水源地分布很廣，為大范圍開展調(diào)水提供了條件，而且工程調(diào)水是先輸送、后處理，對輸水設(shè)施的技術(shù)要求低。單純從技術(shù)上講，調(diào)水工程基本上可以覆蓋內(nèi)陸地區(qū)。

(3)從技術(shù)進步看，海水淡化的技術(shù)進步快。海水淡化的成本比調(diào)水工程有更大的下降空間。相對海水淡化，水利工程的技術(shù)進步潛力相對較小，建成后成本下降的空間有限。美國有資料認為，遠程調(diào)水超過40km，成本就將超過海水淡化。

發(fā)展海水利用事業(yè)，首先要進行觀念更新，打破海水不能用的舊觀念。海水利用并非全部需要淡化，也可以直接利用，海水直接利用要比淡化利用的水量更大，成本當然更低。當然，海水作為生活用水尤其是飲用水，要經(jīng)過淡化處理。決定海水淡化成本高低的一個關(guān)鍵 是其能耗。近年來，隨著技術(shù)的提高以及新型能源的利用，海水淡化的成本已大大降低。反滲透技術(shù)通過膜濾器來淡化水，能耗指標較傳統(tǒng)的熱能方法降低了90％左右，太陽能技術(shù)和受控核聚變技術(shù)等新型能源的利用，極大地促進了淡化水成本的降低和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大。在遠距離調(diào)水與海水淡化比較已沒有明顯優(yōu)勢的情況下，海水淡化不失為解決沿海地區(qū)生活用水、特殊工藝用水等需求的有效措施，我們應(yīng)加強對海水淡化的研究，將其作為沿海城市的補充水源，納入水資源統(tǒng)一規(guī)劃中。

3，對策建議

(1)制定國家海水資源開發(fā)利用發(fā)展規(guī)劃。立足于水資源安全和國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，通過科學(xué)論證，制定國家海水資源利用發(fā)展規(guī)劃，明確海水淡化及資源開發(fā)利用在我國水資源戰(zhàn)略中的地位。

(2)加強與產(chǎn)業(yè)界的結(jié)合，積極發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)。在對海水淡化現(xiàn)有技術(shù)適用性和經(jīng)濟性進行研究的基礎(chǔ)上，通過建立示范工程，利用研究機構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢和大型企業(yè)的管理手段、營銷渠道，以市場經(jīng)濟的模式和規(guī)律推動海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

(3)大力發(fā)展海水直接利用及相關(guān)技術(shù)研究。海水直接利用的技術(shù)包括：業(yè)已成熟的海水直流冷卻技術(shù)，尚處于研究階段的海水循環(huán)冷卻技術(shù)。與海水直接利用有關(guān)的技術(shù)包括耐腐蝕材料、防腐涂層、防生物附著等技術(shù)。

(4)推進海水資源的綜合開發(fā)利用。我國可管理和利用的海域達1.47億hm2以上，鹽堿地0.4億hm2，灘涂近200萬hm2，發(fā)展海水養(yǎng)殖、海水農(nóng)業(yè)在減輕對陸地的依賴，緩解用水緊張狀況方面也有積極意義。

(5)積極參與國際市場競爭。長期以來，國內(nèi)海水淡化行業(yè)一直著眼于國內(nèi)市場，缺乏參與國際市場競爭的意識和能力。只有參與國際市場競爭，才能促進我國海水淡化產(chǎn)業(yè)的形成和壯大，在實現(xiàn)持續(xù)的技術(shù)進步的同時，為緩解沿海地區(qū)的淡水緊缺做出更大的貢獻。

(作者單位：水利部水資源管理中心)

第二篇：開發(fā)利用海水資源 教學(xué)設(shè)計

姓名：黃麗微 學(xué)號：2008031258 班級：08化學(xué)2班

第二課時 海水資源的開發(fā)利用 教學(xué)設(shè)計

【教學(xué)目標】

★知識與技能目標

了解海水資源開發(fā)和利用的前景及化學(xué)在其中可以發(fā)揮的作用?！镞^程與方法目標

通過案例探究培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運用觀察、實驗、比較、分類、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工，同時訓(xùn)練學(xué)生的口頭表達能力和交流能力。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新意識，從而悟出學(xué)好化學(xué)的科學(xué)方法?！锴楦袘B(tài)度與價值觀目標

體會化學(xué)在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，揭示化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)系，樹立資源保護意識及合理開發(fā)意識?！窘虒W(xué)重點、難點】

教學(xué)重點：了解化學(xué)方法在海水資源開發(fā)中的作用。

教學(xué)難點：學(xué)生在掌握海水提取金屬的一般原理基礎(chǔ)上，了解適用于不同物質(zhì)的提取方法?！窘虒W(xué)過程】

【引入】 海洋約占地球表面積的 71%，具有十分巨大的開發(fā)潛力。海洋對于人類的意義，已不再局限于傳統(tǒng)的提供生存的自然環(huán)境、漁鹽之利、航運交通、國家安全等方面。海洋農(nóng)牧化、海洋油氣開發(fā)、深海采礦、海水綜合利用等產(chǎn)業(yè)開發(fā)已形成規(guī)模，并顯示出巨大潛力。開發(fā)利用海洋資源，保護海洋生態(tài)環(huán)境，是解決人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑。我國的社會和經(jīng)濟發(fā)展將越來越多地依賴海洋?！举Y料展示】

海洋之所以被譽為人類未來的希望，是因為海洋中有豐富的資源和能源。海洋自然資源的分類有多種，《中國自然資源叢書·海洋卷》按照海洋資源的性質(zhì)、特點、存在形態(tài)，將海洋資源分為 6個大類：①海洋生物資源（包括漁業(yè)資源、藥物資源、珍稀物種資源）；②海底礦產(chǎn)資源（包括金屬礦產(chǎn)資源、非金屬礦產(chǎn)資源、石油和天然氣資源）；③海洋空間資源（包括土地資源、港口和交通資源、環(huán)境空間資源）；④海水資源（包括鹽業(yè)資源、溶存的化學(xué)資源、水資源）；⑤海洋新能源（包括潮汐能資源、波浪能資源、海流能資源、溫差和鹽差能資源、海上風(fēng)能資源）；⑥海洋旅游資源（包括海洋自然景觀旅游資源、娛樂和運動旅游資源、人類海洋歷史遺跡旅游資源、海洋科學(xué)旅游資源、海洋自然保護區(qū)旅游資源）。 【板書】

一、海洋資源的分類

【講述】本節(jié)我們僅以海水資源為例，一起來探究一下海水資源的利用和海水化學(xué)資源的利用前景?！鹃喿x教材及資料并思考】

1、海水中水資源的利用包括哪幾部分？

2、海水淡化有哪些方法？

【資料展示】 海水直接利用包括沿海工業(yè)冷卻用水、生活用水和耐鹽植物灌溉。這是海水資源開發(fā)的一個領(lǐng)域。據(jù)預(yù)測，2000年時美國工業(yè)用水的1/3將由海水提供。我國今后也要發(fā)展海水直接利用工程。在沿海地區(qū)，特別是在電力、冶金、化工等行業(yè)推廣海水冷卻方法，同時推廣在生活領(lǐng)域中使用海水，如沖洗、除塵、消防、灌溉、印染等。目前青島市已有20多個單位直接利用海水，年用海水量占全市工業(yè)用水量的67％，上海石化總廠每小時用海水量達100×10 4 t，青島、大連、天津等城市的發(fā)電、石油、化工等部門每年直接利用海水達50×10 8 m 3。海水淡化現(xiàn)有 20多種技術(shù)方法。目前技術(shù)純熟、經(jīng)濟效益較好的是蒸餾法、電滲析法和反滲透法。蒸餾法即通過將海水加熱蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝得到淡水。這是傳統(tǒng)的方法，目前生產(chǎn)能力最大。這種技術(shù)正朝著容量大型化（日產(chǎn)10×10 4 t以上）和目的多重化的方向發(fā)展，如利用淡化后的濃縮海水提取有用物質(zhì)，利用發(fā)電廠余熱進行海水淡化等。我國已進行了日產(chǎn)百噸的淡化裝置試制，具備了設(shè)計和研制大、中型蒸餾淡化裝置的技術(shù)能力。

我國的海水化學(xué)資源

【講述】 海水水資源的利用包括兩個方面，1、海水直接利用。

2、海水的淡化。

【板書】

二、海水水資源的利用：

1、海水直接利用即海水的循環(huán)冷卻。

2、海水的淡化。【講述】 水淡化的方法已有十幾種，主要的有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等。其中蒸餾法的歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，是目前海水淡化的主要方法。此法耗能大成本較高，因此可利用太陽能進行海水蒸餾淡化。

蒸餾裝置圖

要點解析：

1、圓底燒瓶不能直接加熱，需要石棉網(wǎng)

2、需要加入沸石，防止暴沸

3、冷卻水的方向：下進上出

4、圓底燒瓶中溶液的體積不超過容積的二分之一并且不少于三分之一。

5、圓底燒瓶不帶支管

【講述】 海水中溶存著 80多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開發(fā)價值。我國對海水化學(xué)元素的提取都有一些研究，可以列為未來的開發(fā)產(chǎn)業(yè)。

【板書】

三、海水化學(xué)資源的利用

【實驗探究】 海水中幾種重要元素的提?。?/p>

1、海水提溴流程 海水→酸化、濃縮→氯氣置換溴離子得到溴單質(zhì)→通入吸收塔富集→氯氣氧化→溴單質(zhì)

2、海帶中碘元素的證明？（實驗4-2）

2g干海帶→剪碎并用酒精潤濕→灼燒只完全變?yōu)榛覡a→冷卻→加入10ml蒸餾水，攪拌、煮沸2-3min過濾→加入幾滴稀硫酸和月1mlH2O2→加入淀粉溶液觀察現(xiàn)象 ●

3、海水曬鹽

海水→蒸發(fā)結(jié)晶苦鹵石和粗鹽→粗鹽溶解后依次加入過量氫氧化鈉、氯化鋇和碳酸鈉→過濾→濾液中加入適量鹽酸→蒸發(fā)結(jié)晶→氯化鈉 ●

4、海水提鎂

海水→加入適量石灰乳→氫氧化鎂→鹽酸溶解得到氯化鎂溶液→蒸發(fā)結(jié)晶得到無水氯化鎂→點解→金屬鎂

【學(xué)生活動】

1、閱讀教材，寫出有關(guān)海水提溴利用原理的化學(xué)方程式。

2、描述“海帶中碘元素的證明”實驗現(xiàn)象寫出相關(guān)的化學(xué)方程式?！咀鳂I(yè)】 課后習(xí)題3、4、5 【板書設(shè)計】

一、海洋資源的分類

二、海水水資源的利用：

1、海水直接利用

2、海水的淡化

三、海水化學(xué)資源的利用

1、海水提溴流程 海水→酸化、濃縮→氯氣置換溴離子得到溴單質(zhì)→通入吸收塔富集→氯氣氧化→溴單質(zhì)

2、海帶中碘元素的證明？（實驗4-2）

2g干海帶→剪碎并用酒精潤濕→灼燒只完全變?yōu)榛覡a→冷卻→加入10ml蒸餾水，攪拌、煮沸2-3min過濾→加入幾滴稀硫酸和月1mlH2O2→加入淀粉溶液觀察現(xiàn)象 ●

3、海水曬鹽

海水→蒸發(fā)結(jié)晶苦鹵石和粗鹽→粗鹽溶解后依次加入過量氫氧化鈉、氯化鋇和碳酸鈉→過濾→濾液中加入適量鹽酸→蒸發(fā)結(jié)晶→氯化鈉 ●

4、海水提鎂

海水→加入適量石灰乳→氫氧化鎂→鹽酸溶解得到氯化鎂溶液→蒸發(fā)結(jié)晶得到無水氯化鎂→點解→金屬鎂

第三篇：開發(fā)利用海水資源 教學(xué)設(shè)計

“開發(fā)利用海水資源”的教學(xué)設(shè)計．．．．．．．．．．．．．王學(xué)兵

文章來源：轉(zhuǎn)載 作者：王學(xué)兵 時間：2009-2-11 11:36:09 點擊次數(shù)：724

文章編號：1005－6629(2008)04－0042－03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 教材分析

本課程的內(nèi)容是“海水資源的開發(fā)利用”，教材先通過海水資源的概況介紹使學(xué)生了解海水資源的利用廣闊前景和重大的利用價值，然后具體從兩個方面來感受海水資源的開發(fā)：一是海水資源中水的利用，二是海水資源中其他成分的開發(fā)利用，最后通過科學(xué)探究和實驗來研究如何從海水中提取有用物質(zhì)，初步了解一些開發(fā)的方法和開發(fā)過程中需要克服的科學(xué)難題，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、細致入微的科學(xué)研究精神。教學(xué)設(shè)計思路

本著“先概括、后具體”的演繹教學(xué)思路，具體分三部分逐層遞進：首先通過錄像、圖片和教師的講述介紹，使學(xué)生從感性方面了解前景廣闊的海水資源，初步認識海水資源的多樣性、分散性、海水資源加工開發(fā)的技術(shù)性；接下來通過幻燈片展示海水綜合利用聯(lián)合工業(yè)體系的具體實例，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思維和知識視野，進一步讓學(xué)生明白海水資源同人類的生活有著日益緊密的聯(lián)系，感概學(xué)好化學(xué)這門學(xué)科對人類貢獻的重要性；最后完成課本“科學(xué)探究”和“實驗4-2”部分，讓學(xué)生充分參與實驗方案的設(shè)計和模擬化工解決資源開發(fā)的問題，學(xué)生多了一份實際體驗，將知識和感受具體化，認識知識原理和科學(xué)技術(shù)在資源開發(fā)中的重要作用。教學(xué)過程教學(xué)反思

圍繞“化學(xué)方法在海水資源開發(fā)利用中的重要作用”這一教學(xué)重點來展開，這樣既讓學(xué)生感受到了海水資源的豐富巨大，有充分開發(fā)利用的必要性和重要價值，又將知識的落腳點回到學(xué)生非常熟悉的化學(xué)基礎(chǔ)知識(氧化還原反應(yīng)、非金屬單質(zhì)的置換、蒸餾實驗、物質(zhì)的檢驗實驗等)，在學(xué)生書寫化學(xué)方程式、動手操作實驗的過程中，我做好了充分的指導(dǎo)，督促他們準確表達化學(xué)用語，規(guī)范操作化學(xué)實驗。學(xué)生既感到親切，又有充分的自信，加深了學(xué)生對新知識的接受度。

附件：學(xué)案(含答案)

［知識疏理］

1.海水資源的利用包括_________________、_____________海水淡化的方法主要有__________、______、_______。

2.如何在海水中提取Br2、I2?用我們已有的知識進行實驗設(shè)計：

海水中提取溴單質(zhì)：

海水中提取碘單質(zhì)：

3.蒸餾操作過程：

(1)在蒸餾燒瓶中放少量_____，以防止____；

(2)蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過________，也不能少于_______；

(3)冷凝管中冷卻水從____口進，______口出。

蒸餾是提純或分離____________混合物的方法，此過程是__________變化。

4.［實驗4-2］

(1)用____稱量3.0g的干海帶，刷去表面的附著物，用剪刀剪碎，用____潤濕，放入_____中。點燃酒精燈，灼燒至完成成灰，停止加熱，冷卻。

(2)將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，向其中加入少量蒸餾水，____、煮沸約2-3min，過濾。

(3)在濾液中滴加幾滴_____，再加入1mL的_________，觀察現(xiàn)象為_____________。加入幾滴淀粉溶液，現(xiàn)象為______，說明_________。用離子方程式寫出第三步的反應(yīng)：_________，氧化劑還可以選用___________。

［學(xué)習(xí)訓(xùn)練］

A.基礎(chǔ)訓(xùn)練

1.下列海洋資源中屬于可再生資源的是()

A.海底石油、天然氣 B.潮汐能

C.濱海砂礦 D.錳結(jié)核

2.下列哪種方法不能實現(xiàn)海水的淡化()

A.蒸餾法B.電滲析法

C.離子交換法D.電解法

3.下列屬于海水化學(xué)資源利用的是()

A.海水淡化B.海水提鹽

C.海水提溴D.海水發(fā)電

4.通入氯氣，把海水中的溴化物氧化成單質(zhì)溴，該反應(yīng)的離子方程式為_____________；

5.將吸收溴單質(zhì)的溶液加入過量的硫酸酸化，即可得溴單質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為________；

6.把生成的溴從溶液中吹出，用純堿(Na2CO3)溶液吸收(生成NaBr、NaBrO3、CO2)，這一過程的化學(xué)方程式為_______。

7.海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中制取鎂，可按如下步驟進行：①把貝殼制成石灰乳，②在引入的海水中加石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物，③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物，④將得到的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于從海水中提取鎂，下列說法不正確的是()

A.此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富

B.進行①、②、③步驟的目的是從海水中提取氯化鎂

C.第④步電解制鎂是由于鎂是很活潑的金屬

D.以上制取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)

B.提高訓(xùn)練

8.人造光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)是鹽化工生產(chǎn)的中間產(chǎn)物。以光鹵石為原料制得金屬鎂，需下列步驟：

①過濾，②溶解，③加入適量 Ca(OH)2，④蒸發(fā)，⑤用鹽酸溶解，⑥電解熔融MgCl2，⑦在HCl氣流中強熱；正確的順序是()

A.⑤③①②④⑥⑦B.②③①⑤④⑦⑥

C.②④①③⑦⑥⑤ D.⑤③①④②⑥⑦

9.海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘無離子的形式存在。實驗中從海藻提取碘的流程如下圖所示

(1)指出提取碘的過程中有關(guān)的實驗操作名稱①____；寫出過程②中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。

(2)提取碘的過程中可提供選擇的有機試劑為()

A.酒精、四氯化碳 B.四氯化碳、苯

C.汽油、醋酸 D.汽油、甘油

(3)為使海藻灰中的碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機溶液，實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品，尚缺少的玻璃儀器是__________。

10.隨著現(xiàn)代科學(xué)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)和生活所需淡水日益增多，甚至超過人類所能支配的淡水量，使地球上淡水資源發(fā)生危機，這就把海水淡化問題提到了科學(xué)家的面前?；腔?代表式NaR)是一種鈉型離子交換樹脂,它能使海水中的Ca2+、Mg2+交換除去。

現(xiàn)代海水的淡化方法：使海水按順序通過兩種離子交換樹脂，其流程如圖所示。

(1)最早用于海水淡化的方法是蒸餾法，其原理是______________________。

(2)現(xiàn)有氫型陽離子交換樹脂(HR)和羥型陰離子交換樹脂(ROH)，則離子交換柱中應(yīng)分別裝入的離子交換樹脂(填其代表式)為： A柱：_______，B柱_____。

(3)說明按上述順序裝柱的理由是_________。

學(xué)案答案

［知識疏理］

1.海水淡化海水直接利用于冷卻蒸餾法電滲析法離子交換法

2.海水濃縮→苦鹵→氯氣→溴或碘

3.(1)碎瓷片暴沸(2)2/31/3(3)下上可互溶的液體物理

4.(1)托盤天平酒精坩堝

(2)攪拌

(3)稀硫酸雙氧水溶液顏色變深淀粉變藍有碘單質(zhì)生成 H2O2+2I-=I2+2OH-氯氣

［學(xué)習(xí)訓(xùn)練］

A.基礎(chǔ)訓(xùn)練

1.B2.D3.B C4.Cl2+2Br-=2Cl-+Br25.Br-+BrO3-+6H+=Br2+3H2O6.3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO27.D

B.提高訓(xùn)練

8.B。提純光鹵石制備MgCl2的步驟為：先將光鹵石溶解于水，因為KCl、MgCl2均易溶于水，先后沉淀Mg2+；Mg(OH)2的溶解度比Ca(OH)2更小，故加入適量的Ca(OH)過濾后得Mg(OH)2，洗滌后溶于適量的鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，蒸發(fā)溶液得MgCl2·6H2O，由于加熱MgCl2·6H2O的過程中，會有部分MgCl2又與H2O反應(yīng)生成Mg(OH)2。而MgCl2與H2O的反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)： MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2HCl。根據(jù)平衡移動原理，在HCl氣氛中加熱MgCl2·6H2O，使MgCl2與H2O的反應(yīng)得到抑制，故能得到純凈的MgCl2。

9.(1)過濾;2NaI+Cl2 2NaCl+I2(2)B(3)漏斗、分液漏斗

10.(1)蒸餾原理：加熱蒸發(fā)海水，鹽不揮發(fā)而留在殘余物中，水蒸氣經(jīng)冷凝而得淡水。

(2)HR ROH

(3)若在A中裝ROH，則海水先通過ROH，溶液中就會有較多的OH-與海水中的Mn+生成M(OH)n沉淀，造成堵塞現(xiàn)象，而在A中裝HR，在B中裝ROH，海水通過A中生成的H+與B中生成的OH-中和，生成水而呈中性

第四篇：《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》導(dǎo)學(xué)案

第四章第一節(jié) 《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》導(dǎo)學(xué)案

第2課時

一、學(xué)習(xí)目標：

1、了解海水淡化的方法。掌握海水的蒸餾。

2、掌握海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用，即海水制鹽、海水提鎂、提溴、提碘。

3、通過學(xué)習(xí)自然資源的合理開發(fā)與利用，培養(yǎng)環(huán)保意識和節(jié)約意識。

二、學(xué)習(xí)重點、難點

1、掌握海水的蒸餾。

2、海水制鹽、海水提鎂、提溴、提碘。

三、學(xué)習(xí)過程

【預(yù)習(xí)案】

閱讀課本有關(guān)內(nèi)容，歸納下列問題：

1、課本主要介紹了海水資源的開發(fā)利用的哪幾個方案？

2、海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、和離子交換法。其中蒸餾法歷史最久，技術(shù)和工藝也比較完善，最主要原理和裝置為

請歸納蒸餾適用于分離哪些混合物？蒸餾裝置的注意事項？

3、海水制鹽主要利用了哪個物質(zhì)分離和提純操作方法？如制得的粗鹽含有以下雜質(zhì)：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42-，請歸納除雜試劑及試劑加入順序和基本原則？

4、完成教材P93第4題，歸納海水制Mg。

預(yù)習(xí)成果展示（小組隨機安排）

【探究案】

【探究1】：海帶提碘

認真觀察本實驗的演示過程，小組合作討論完成以下探究問題

1、將實驗過程轉(zhuǎn)化成實驗流程圖形式。

2、將海帶中的碘（I-）轉(zhuǎn)化成I2需加入哪類物質(zhì)？用H2O2-有何優(yōu)點？用什么物質(zhì)檢驗有碘單質(zhì)生成？

3、寫出核心化學(xué)方程式或離子方程式。

4、通過對本實驗的探究，還存在哪些疑難問題？

探究成果展示（小組隨機安排）

【探究2】：海水提溴：

根據(jù)課本P91頁的思考與交流，參考資料卡片的內(nèi)容，按下列方框?qū)懗觥翱諝獯党龇ā惫I(yè)海水提溴的流程圖（可剩余空框），并寫出關(guān)鍵反應(yīng)方程式。

關(guān)鍵方程式

Cl2+2Br-

Br2+SO2+H

2Cl2+2Br-

【總結(jié)反饋案】

完成下列問題：

1、下列關(guān)于海水知識不正確的是()

A．海水資源的利用包括海水水資源利用和化學(xué)資源利用

B．海水既苦又澀，不能直接利用

C．海水中某些金屬元素總儲量很大，但富集程度卻很低

D．海水淡化應(yīng)同化工生產(chǎn)結(jié)合，同能源技術(shù)結(jié)合2、海水淡化可采用膜分離技術(shù)，如下圖所示，對淡化膜右側(cè)的海水加壓，水分子

可以透過淡化膜進入左側(cè)淡水池，而海水中的各種離子不能透過淡化膜，從而得

到淡水，對加壓后右側(cè)海水成分的變化進行分析，正確的是()

A．溶質(zhì)質(zhì)量增加B．溶液質(zhì)量不變

C．溶劑質(zhì)量減少D．溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不變

3、某同學(xué)為了驗證海帶中含有碘，擬進行如下實驗，請完成相關(guān)問題。

(1)第1步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過程中將使用到的硅酸鹽質(zhì)實驗儀

器有________(填代號，限填3項)。

A．試管 B．瓷坩堝 C．坩堝鉗 D．鐵三腳架 E．泥三角F．酒精燈 G．燒杯 H．量筒

－(2)第2步：I溶液的獲取。操作是

(3)第3步：氧化。操作是依次加入合適的試劑。下列氧化劑最好選用________(填代號)。

A．濃硫酸B．新制氯水C．KMnO4溶液D．H2O2

第五篇：開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第二課時

第四章第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第二課時

班級：姓名：

一、學(xué)習(xí)目標：

1、了解海水資源開發(fā)和利用的前景及化學(xué)在其中可以發(fā)揮的作用。

2、通過學(xué)習(xí)自然資源的合理開發(fā)與利用，培養(yǎng)環(huán)保意識和節(jié)約意識。

二、學(xué)習(xí)重點

1、了解化學(xué)方法在金屬礦物開發(fā)(主要是金屬冶煉)及海水資源開發(fā)中的作用.2、在掌握金屬冶煉的一般原理基礎(chǔ)上,了解適用于不同金屬的冶煉方法.三、學(xué)習(xí)過程

【基礎(chǔ)知識】

１．海水資源的廣闊性：海洋占地球表面積的，具有十分巨大的開發(fā)潛力．僅以海水

資源為例，海水和海水具有非常廣闊的前景．海水中水的儲量約為1.3×10億噸，約占地球總淡淡量的97%。海水中除了水以外，還含有多種常量元素和微量元

素。

２．海水資源的多樣性：海水中含有豐富的水資源；另外，海水中溶解和懸浮有大量的____________和，Ｈ Ｏ Ｃｌ Ｎａ Ｋ Ｃａ Ｓ Ｃ Ｆ Ｂ Ｂｒ

Ｓｒ等種元素超過總量的；微量元素計多種．雖然海水中的元素種

類，總儲量，但富集程度卻．

３．海水資源的利用 9

（１）海水水資源的利用海水水資源的利用主要包括和等。海水淡化的途經(jīng)：從海水中提取或從海水中把都可以達到淡化海

水的目的．海水淡化的方法：主要有、、等．其中的歷史悠久，技術(shù)和工藝也比較完善，但。因此，海水淡化同結(jié)合、同結(jié)合，成為海水綜合利用的重要方向。

（２）海水化學(xué)資源的利用

【科學(xué)探究】１、海水提溴

實驗方案：

⑴用法將海水濃縮，用硫酸將濃縮的海水酸化。

⑵向酸化的海水中通入適量的，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)。

⑶向含溴單質(zhì)的水溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內(nèi)。

⑷向吸收塔內(nèi)中溶液內(nèi)通入適量的氯氣。

⑸用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔中溶液里的單質(zhì)。

化學(xué)方程式：2NaBr＋Cl2＝；

Br2＋SO2＋2H2O＝；

2HBr＋Cl2＝；

【科學(xué)探究】２、海帶中碘元素的檢驗：海帶提碘

：反應(yīng)原理：海帶中的碘元素主要以I的形式存在，提取時用適當?shù)难趸瘎⑵溲趸蒊2，再萃取出。證明海帶中含有碘，實驗方法：

(1)用剪刀剪碎海帶，用酒精濕潤，放入坩鍋中。

(2)灼燒海帶至完全生成灰，停止加熱，冷卻。

(3)將海帶灰移到小燒杯中，加蒸餾水，攪拌、煮沸、過濾。

(4)在濾液中滴加稀H2SO4及H2O2然后加入幾滴淀粉溶液。

證明含碘的現(xiàn)象：滴入淀粉溶液，溶液變藍色。（2I＋H2O2＋2H＝I2＋2H2O）

實驗現(xiàn)象及原因

－＋-

如用H2O2做氧化劑，反應(yīng)的離子方程式是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

實驗注意事項：

海帶不要用水洗，以免洗去海帶中的碘；用干海帶從而易于燃燒；灼燒海帶的地方要注意通風(fēng)。

【討論】：很多氧化劑都可以氧化I，用H2O2有什么好處？

練習(xí)：

1、海水淡化的方法有多種，其中歷史最久、技術(shù)和工藝較完善，是海水淡化主要方法的是（）

A．蒸餾法B．電滲析法C．離子交換法D．冷凍法

2．從海水中提取下列物質(zhì)，可以不涉及化學(xué)變化的是()

A．鎂B．氯化鈉C．溴D．鉀

3．從海水中提取鎂的方法是首先使海水中的Mg轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。從化學(xué)知識的角度和2+-

經(jīng)濟效益的角度考慮，可在海水中加入的物質(zhì)是()

A．NaOHB．KOHC．CaOD．Na2O

4.海帶中含碘元素。從海帶中提取碘有如下步驟:①通入足量Cl2；②將海帶焙燒成灰后加水攪拌；③加CCl4振蕩；④用分液漏斗分液；⑤過濾。合理的操作順序是（）

A.①②③④⑤B.②⑤①③④C.①③⑤②④D.②①③⑤④

5、海水是一個巨大的化學(xué)資源寶庫，下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是()

A．海水中含有鉀元素，只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì)

B．海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化

C．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl

2D．利用潮汐發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

6．為了從海帶中提取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計并進行了如下實驗：

(1)步驟①灼燒海帶時，除需要三腳架外，還需要用到的實驗儀器是________(從下列儀器中選出所需儀器，用標號字母填寫在橫線上)。

A．燒杯B．坩堝C．表面皿D．泥三角E．酒精燈F．干燥器

(2)步驟③的實驗操作名稱是__________ ；步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的實驗操作名稱是_____________。

(3)步驟④反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________

(4)步驟⑤中，某學(xué)生選擇用苯來提取碘的理由是______________________________

（5)請設(shè)計一種檢驗提取碘后的水溶液中是否還含有單質(zhì)碘的簡單方法__________

___________________________________________________________________。

7、全球海水中溴的儲藏量豐富，約占地球溴總儲藏量的99%，故溴有“海洋元素”之稱，海水中溴含量為65 mg/L。其工業(yè)提取方法有：

(1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中，把溴置換出來，再用空氣將溴吹出，用純堿溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及到的反應(yīng)有①

________________________________________________________________________

(寫出離子方程式)；②3Br2＋3CO3===BrO3＋5Br＋3CO2↑；③BrO3＋5Br＋6H===3Br2＋3H2O。其中反應(yīng)②中氧化劑是________；還原劑是________。2－－－－－＋

(2)空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同(1)，只是將溴吹出后是用SO2來吸收的，使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸，然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。

(3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和有機溶劑中溶解度的不同的原理來進行的。實驗室中萃取用到的實驗儀器名稱是____________。下列可以用于海水中溴的萃取的溶劑是________(填序號)。

①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸

海水中的溴元素是以Br-形式存在的，海水提溴的關(guān)鍵反應(yīng)是用Cl2將Br-氧化為Br2，然后將Br2利用空氣吹出法分離出來。

8．海洋植物如海帶海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海洋中提取碘的流程如下：

晶態(tài)碘 ⑴指出提取的過程中有關(guān)實驗操作名稱：①；③；

⑵提取碘的過程中，可供選擇的有機溶劑是__________。

（A）水、酒精（B）四氯化碳、苯（C）汽油、乙酸（D）汽油、酒精

⑶從含碘的有機溶液中提取碘和回收有機溶劑，還需經(jīng)過蒸餾。指出下圖所示實驗裝置中的錯誤之

處；①；②；

③。

⑷進行上述蒸餾操作時，使用水浴的原因

是；最后碘晶體在里聚集。