海洋化学资源---子女教育

海洋化学资源

[课标要求]

● 知道海洋是人类的聚宝盆，能说出海洋资源有哪四类？

● 了解海水及海底所蕴藏的主要物质。

● 了解海水的淡化方法

[核心内容]

                       海水中的化学资源：盐类物质；提取镁的过程。

                                       石油和天然气：占90%（重点介绍可燃冰）。

                                       煤矿：占3.5%

海洋资源的主要类型     海底矿物资源    砂矿和砂砾：占2%

                                       其它矿物：占4.5%，如：锰

结核含20多种金属元素

                       海洋生物资源：海洋养殖业，海洋捕捞业。

                       海洋动力资源：潮汐能，波浪发电。

                蒸馏法：最常用的是“多级闪急蒸馏法”。

海水淡化方法    结晶法淡化海水

                膜法淡化海水

 [要点精讲]

1、 海水中的化学资源：海水中溶解着大量的盐类物质，在海水中水

占其总质量的96.5%，溶解的盐占3.5%。人们从海水中可以提取多种对人类有用的物质。从海水中提取镁的过程如下：

石灰乳             盐酸            通电        

例题解析

例1、镁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。主要步骤如下：

        试剂a

                          试剂b                             通电

（1）为了使MgCl2转化成Mg(OH)2，试剂a可选用        ，要使MgCl2完全转化成沉淀，加入试剂a的量应         ，验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2的方法是                                            。

（2）加入试剂a后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是             。

（3）试剂b可以选用             。

（4）无水MgCl2在熔融状态下，通电会生成镁Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式                                     。

解析：本题从实际出发，介绍了化工生产中提取镁的过程。让学生们了解生产镁的化学原理和操作过程。第一问中将MgCl2转化为Mg(OH)2，用可溶性碱都可以，但考虑到用Ca(OH)2廉价、易得故用石灰乳。验证MgCl2是否已经完全成Mg(OH)2，实质是检验Mg2+的存在,为了使现象更明显，往往用浓度更大的NaOH溶液，而不用澄清的石灰水。第三问中是将Mg(OH)2“溶解”得到MgCl2，则只能用稀盐酸，其它氯化物不能将它溶解（因为Mg(OH)2为不溶性碱）。

答案：（1）石灰乳；过量；取上层澄清溶液滴加氢氧化钠溶液，若有白色沉淀产生，则证明MgCl2没有完全转化成Mg(OH)2 ，若无沉淀产生则证明MgCl2已完全转化成了Mg(OH)2 ；（2）过滤；（3）稀盐酸；

（4）MgCl2Mg+Cl2↑

2、海底矿物：海洋的底部埋藏着丰富的矿产资源有：（1）有大量的石油、天然气、煤等化石燃料；（2）可燃冰：主要成分是CH4的水合物，燃烧时污染很少，发热量比同质量的石油、天然气、煤高得多，因此被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”；（3）多金属结核——锰结核，它含有20多种金属元素。

例题解析

例题2、目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源。随着全球能源使用的增长，化石燃料等一些不可再生的能源日趋枯竭。世界各国人民的节能意识正在日趋增强，科学家们也正在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化率等方面作者积极的努力。下面是目前正在利用和开发部分能源：煤、石油、天然气、太阳能、风能、潮汐能、氢气、“可燃冰”等，回答下列问题：

（1）属于不可再生能源的是                        。

（2）我国“西气东输”工程输送的能源物质是                   。

（3）埋藏于海底，目前开采在技术上还存在很大困难的能源物质是     。

（4）通过非化学反应产生能量的能源是                  。

解析：化石燃料属于不可再生能源；从题意“西气东输”字面上看，应从气体能源中寻找答案；埋藏于海地的物质有煤、石油、天然气、“可燃冰”，但煤、石油、天然气的开发已经不成问题，开采难度较大的是“可燃冰”；非化学反应产生能量的能源太阳能、风能、潮汐能。

答案：（1）煤、石油、天然气、“可燃冰”；（2）天然气；（3）“可燃冰”（4）太阳能、风能、潮汐能。

3、海水淡化：地球上总水量很大，但97%以上的是海水，淡水只占2.53%，而其中可供人类直接使用的淡水还不到总水量的1%。因此从储量丰富的海水中提取淡水，对解决淡水危机具有重要的意义。目前淡化海水的方法有20多种（如蒸馏法、结晶法、膜法等），其中普遍采用的是蒸馏法中的“多级闪急蒸馏法”。“多级闪急蒸馏法”就是设计了压强一个比一个低的蒸发室，将他它们连通在一起，当高温海水从它们中间穿过时，水变为水蒸气，水蒸气经冷凝成为淡水。主要原理是：常压下水的沸点为100摄氏度，压强降低，水的沸点液降低。

例题解析

例题3、用蒸馏法淡化海水，必须对海水进行预处理，预处理的主要目的是除去海水中细菌、CO2、O2、泥沙、悬浮物和可溶性碳酸盐及碳酸氢盐等。碳酸盐和碳酸氢盐是用硫酸来除去的。如图说明A---E各步的作用：

                     氯气     硫酸

                       ↓       ↓

→      →      →      →       →       →

a

A、           ； B、                ；C、                  ；

D、            ；E、                 ；

解析：本题介绍了海水淡化的全部过程。通过A至E的多步操作得到了水和盐的混合物，要得到淡水必须经过蒸馏。

答案：除去泥沙；除去悬浮物；杀菌消毒；除去碳酸盐和碳酸氢盐；除去CO2和O2 。

[技能训练]

一、选择题（每小题只有一个正确答案）

1、关于海洋资源的说法错误的是（       ）

  A．海洋资源包括化学资源、矿物资源、生物资源和动力资源

B．海洋资源就是指海水中的化学资源    

C．蒸馏海水可以得到淡水

D．从海水中可以提取多种对人类有用的物质

2、2004年6月5日世界环境日的主题为“海洋存亡，匹夫有责”。海洋资源是人类宝贵的财富，下列措施不属于保护海洋环境，也不属于合理利用海洋资源的是（      ）

A．禁止向大海中排放污水          B．海水晒盐

C．海水淡化 D．船舶垃圾直接倾到海中

3、现已探明我国南海海地深处有一种固体——“可燃冰”，其化学成分是甲烷水和物，化学式为CH4·8H2O 。下列叙述不正确的是（      ）

  A．可燃冰是由碳、氢、氧三种元素组成的

B．可燃冰燃烧后的生成物是CO2和H2O 

C．可燃冰分子中碳、氢、氧原子个数比为1：20：8

D．可燃冰分子中CH4和H2O的质量比为1：8

4、下列关于海水淡化的说法错误的是（    ）

    A．海水淡化就是指把海水中的NaCl 除去，

B．将海水蒸发后冷却可以得到淡水，

C．海水在太阳照射下蒸发成水蒸气，再遇冷形成降雨是海水的一种自然淡化

D．“多级闪急蒸馏法”是现在采用较普遍的海水淡化方法。

二、非选择题

  5、金属镁是广泛应用于火箭、导弹、飞机制造业的一种重要金属材料，可通过下列方法制得：

           石灰乳            盐酸            通电

            ①                ②             ③

请在上述空格内填写相应的物质，并写出相关的化学方程式：

①                              ②                          

③                                        

6、海洋是人类巨大的资源宝库，他蕴含着丰富的         、       、

               和          资源，我们可以通过        方法从海水中提取淡水，来解决淡水危机。但我们在开发利用海洋资源的同时，应注重通过海洋环境立法、           、           、          等措施保护海洋环境，这样才能使我们与环境和谐相处。

拓展提高

7、如图是制取蒸馏水的装置。我们也可以用此装置做淡化海水的实验，在蒸馏烧瓶中加入约     体积的海水，再加入碎瓷片，所起作用是               ，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管处，用以测量         温度， 加热烧瓶时，注意不使               温度计

注意观察，你认为冷凝管中冷凝水的

循环方向为何这样设置？                             

                          。

若停止加热后直接撤掉冷凝水

有何不可？                 。                         

8、某电镀厂排放的废水中含有大量的

  有毒重金属盐如Ba(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 ，该厂想用氢氧化钾溶液、盐酸、硫酸三种试剂将废水中的重金属离子逐一变成沉淀回收，最后只得到含一种化肥的中性溶液。假设每种试剂只用一次，每步恰好完全反应。请你按照所加试剂的顺序，写出生成三种沉淀的化学方程式：

  第一步：

  第二步：

  第三步：