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化学与可持续发展
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第一节
开发利用金属矿物和海水资源
二、海水资源的开发利用
1、海水资源的广阔性
海洋约占地球表面积的71%。×109亿吨,约占地球总水量的97%。海水中除了水以外,还含有很多种常量元素和
微量元素。
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2、海水资源的多样性
由于与岩石、大气和生物的相互作用,海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物,按含量计,H2O中的H、O两种元素,加上Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等11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。
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3、海水资源的分散性
虽然海水中元素种类很多,总储量很大,
但许多元素的富集程度却很低。例如,海水
中金元素的总储量约为5×107t,而1t海水中
的含量仅有4×10-6g。
总之,海洋是一个远未完全开发的巨大
化学资源宝库。
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4、海水中水资源利用的项目
海水中水资源的利用,主要包括海水的
淡化和直接利用海水的循环冷却等。
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5、海水的淡化
(1)使海水淡化的途径
通过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。
(2)海水淡化的方法及其特点
海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、
离子交换法等。
其中蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较
完善,但成本较高。
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6、海水综合利用的重要方向
海水综合利用的重要方向是:海水淡化同
化工生产结合、同能源技术结合。如从海水中
制得的***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***气、盐酸、漂
白粉等含***化工产品。从海水中制取镁、钾、
溴及其化工产品,是在传统制盐工业上的发展。
从海水中获得其他物质和能量具有广阔的前景。
例如,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。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。
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7、海水中提取溴的实验
实验方法:
(1)用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的
海水酸化。
(2)向酸化的海水中通入适量的***气,使溴
离子转化为溴单质。
(3)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。
(4)向吸收塔中溶液内通入适量的***气。
(5)用CCl4萃取吸收塔中溶液里的溴单质。
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7、海水中提取溴的实验
化学方程式:
2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
2HBr+Cl2===Br2+2HCl
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8、海带中提取碘的实验
实验方法:
(1)称取3g干海带,用刷子把干海带表面的附着
物刷净(不要用水洗,有I-)。将海带剪碎,用
酒精润湿(便于灼烧)后,放在坩埚中。 (2)用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚,至海带完全
成灰,停止加热,冷却。 (3)将海带灰转移到小烧杯中,再向烧杯中加入
10ml蒸馏水,搅拌,煮沸2min-3min,使可溶物
溶解,过滤。 (4)向滤液中滴入几滴硫酸,再加入约1mlH2O2
溶液,观察现象。取少量上述滤液,滴加几滴淀
粉溶液,观察现象。
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