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海水资源的开发利用总结归纳

一、海水水资源的利用

1．海水水资源的特点

(1)表面积大：约占地球表面积的71%。

(2)储水量大：约占地球总水量的97%。

(3)成分复杂：除水外，还含有多种常量元素、微量元素。

2．海水水资源的利用方法

3．海水的蒸馏

(1)主要仪器：A：蒸馏烧瓶；B：直形冷凝管；C：锥形瓶。

(2)冷凝水的流向：a口进，b口出。

(3)A中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。

(1)蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但耗能大、成本较高，是目前海水淡化的主要方法。

(2)海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用的重要方向。如：将发电厂等企业的工业余热用于海水淡化是一种经济合理的途径。

例1

(2017·广东佛山期末)海水淡化是海岛地区获得淡水的重要手段，海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程，其方法较多，如电渗析法、离子交换法等。下列方法

中也可以用来进行海水淡化的是(

) A．过滤法

C．分液法

答案

B 解析

通过过滤不能把海水中的氯化钠等物质除去，不能使海水淡化；利用分液法不能把海水中的氯化钠等物质除去，不能使海水淡化；通过萃取也不能使海水淡化。

例2

地球上的大部分水是以海水形式存在的，若能找到海水淡化的大规模生产方法，将极大地缓解目前人类面临的水资源日益紧缺的状况。下列有关海水淡化的方法在原理上完全不可行的是(

) A．加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化

B．利用太阳能使海水蒸馏淡化

C．将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水

D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子

答案

A 解析

明矾不能使海水中的Na、Mg2、K等离子沉淀，加入明矾不能使海水淡化。

＋＋＋B．蒸馏法

D．萃取法

二、海水化学资源的开发利用

1．海水化学资源的特点

(1)多样性：海水中溶解和悬浮着大量的有机物和无机物，总计含有80多种元素。

(2)分散性：海水中含有元素的种类多、总储量很大，但许多元素的富集程度很低。

2．海水制盐

(1)主要方法

①从海水中提取食盐的方法是盐田法(又叫滩晒法)，其原理是把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。

②盐田法历史最悠久，而且也是最简便和经济有效的方法，现在还在广泛采用。

(2)食盐用途

①氯碱工业：2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

②制钠和氯气：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑。

③制盐酸：H2＋Cl2=====2HCl。

④制漂白液：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

点燃电解电解

制漂白粉：

2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

3．从海水中提取溴

工业规模提取溴的常用方法是空气吹出法，工艺过程为：

(1)浓缩：海水晒盐和海水淡化过程中的副产物Br得到浓缩。

(2)氧化：向酸化的浓缩海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质，化学方程式为2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2。

(3)富集：向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的，化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。

(4)提取：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气，化学方程式为2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。

空气吹出法进行海水提取溴时，常用纯碱溶液代替二氧化硫溶液来吸收单质溴：

3Br2＋3Na2CO3===NaBrO3＋5NaBr＋3CO2↑；

然后用硫酸酸化，即可得到产品溴：

NaBrO3＋5NaBr＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O。

例3

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所示：

－－

(1)步骤①反应的离子方程式是___________________________________________。

(2)步骤③反应的化学方程式是_________________________________________。

(3)从理论上考虑，下列物质也能充分吸收Br2的是__________________________(填字母)。

A．NaOH

B．FeCl2

C．Na2SO3

D．H2O (4)步骤⑤蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水分增加；若温度过低，则___________________。

答案

(1)2Br＋Cl2===Br2＋2Cl

(2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr (3)ABC (4)溴不能完全蒸出，产率低

解析

(1)(2)(3)问相对简单，读懂流程图，可以写出2Br＋Cl2===2Cl＋Br2、Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2、SO23具＋－－－－－有强还原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能被充分吸收。(4)在溴水中，溴

的沸点是58.5 ℃，水的沸点是100 ℃，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴蒸气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低。

4．从海带中提取碘

(1)原理：海带中的碘元素以碘离子的形式存在，提取时用氧化剂(H2O2)将其氧化成单质碘(I2)，再用有机溶剂将其萃取出来。反应的离子方程式为

2H＋2I＋H2O2===I2＋2H2O。

(2)流程：

＋－

(3)注意事项：海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；海带要用干的，因为湿的海带不易燃烧。

例4

海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以离子的形式存在。从海藻中提取碘的实验流程如图所示：

(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①______；写出过程②中有关反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)提取碘的过程中可选用的有机试剂为________(填字母)。

A．酒精、四氯化碳

C．汽油、醋酸

B．四氯化碳、苯

D．汽油、甘油

(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是________________ ____________________________________________________________________。

答案

(1)过滤

2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2

(2)B (3)漏斗、分液漏斗

5．从海水中提取镁

(1)工艺流程：

(2)相关反应方程式

①分解贝壳制取氢氧化钙：

CaCO3=====CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2；

②沉淀镁离子：

Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓；

＋－高温③制备氯化镁：

Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；

④制取金属镁：

MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。

特别提示

由MgCl2·6H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCl气体，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。

例5

海水提镁的主要流程如下：

电解

下列说法正确的是(

) ①试剂M是盐酸

②流程中的反应全部都是非氧化还原反应

③操作b只是过滤

④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2

⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量

A．①②③④⑤

B．②③

C．④⑤

D．①④⑤

答案

D 解析

电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤，因此③是错误的。

1．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正确的是(

) A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能

B．海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化

C．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg D．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质

答案

C 解析

A项，潮汐发电是将潮汐能转化为电能；B项，海水蒸发制海盐过程中只有物理变化；D项，海水中溴元素以溴离子(Br)形式存在，要得到单质溴必须发生化学变化才能实现。

2．海洋中蕴藏着巨大的化学资源，下列有关海水综合利用的说法正确的是(

) A．蒸发海水可以生产单质碘

B．蒸馏海水可以得到淡水

C．电解海水可以得到单质镁

D．电解海水可以制得金属钠

答案

B 解析

A项，海水中的碘元素以I的形式存在，可以加氧化剂将I氧化为I2，最后再萃取蒸馏即可得到碘单质，错误；B项，利用蒸馏法使水变为水蒸气，然后通过冷凝得到蒸馏水，能使海水淡化，正确；C项，电解熔融MgCl2可以获得金属Mg，电解海水得不到金属Mg，错误；D项，电解熔融NaCl可以获得金属Na，电解海水得不到金属Na，错误。

3．从淡化海水中提取溴的流程如下：

－－－

下列有关说法不正确的是(

) A．X试剂可用Na2SO3饱和溶液

B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br＋Cl2===2Cl＋Br2

C．工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏

答案

C 解析

Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯元素的非金属性比溴元素强，可以利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，无法计算消耗氯气的体积，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏－－

可得到纯净的溴，D正确。

4．某同学设计了从海水中提取镁单质的四种方法，从化学原理和经济效益角度分析，最可行的是(

) A．海水――→Mg(OH)2――→Mg B．海水――→MgCl2――→Mg C．海水――→Mg(OH)2――→MgO――→Mg D．海水――→Mg(OH)2――→MgCl2――→Mg 答案

D 解析

海水中Mg2的含量很低，直接蒸发得到的主要是食盐，B不符合题意；海水中加入＋NaOH蒸发电解电解石灰乳△电解石灰乳盐酸电解碱可生成氢氧化镁沉淀，一般使用比较廉价的石灰乳，而不用价格较贵的NaOH，A不符合题意；MgO熔点很高，故工业上从经济效益方面考虑，不采用电解MgO的方法，而采用电解MgCl2的方法，C不符合题意，D符合题意。