淺談高中化學中的海水資源

袁良英

在中學化學教材中，對于海水資源的認識主要是從海水淡化、從海水中提取鹽、鎂、溴、碘、重水展開的。通過學習此知識點，讓學生了解海水的綜合利用和了解化學科學發展對自然資源利用的作用，同時通過學習也提高學生自主學習的能力、聯系實際的能力。通過學習促使學生關注與化學有關的科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展，以促進學生在知識和技能、過程和方法、情感、態度和價值觀等方面的全面發展。

浩瀚的海洋是巨大的資源寶庫，它不僅孕育了生命，還有豐富的礦產。地球上的海水總體積約有137億立方千米，已知其中含有80多種元素，可供提取利用的有50多種，是寶貴的化學資源。在高中化學必修2和選修4、選修2中均涉及海水資源的內容，就中學教材而言，需要學生從高中課本中理解以下知識。

一、海水淡化

地球上的水量雖然很大，但是97%是海水，淡水資源僅占水資源總量的3%，而且分布不均勻，有的地方淡水資源極為缺乏。海水淡化能解決一部分地區的淡水危機，將海水轉變成淡水技術在中學化學中講到兩種方法。

（一）蒸餾法

蒸餾法是通過加熱海水使之沸騰汽化，讓鹽留在圓底燒瓶里，水蒸汽冷凝成淡水的方法。

（二）電滲析法

電滲析法是利用電場的作用，強行將離子（Na+ Cl-）向電極處吸引，致使電極中間部位的離子濃度大為下降，從而制得淡水的。

1. 從海水中提取鹽。將海水引入到海灘上的鹽田里，利用日光和風力逐漸使水蒸發，慢慢濃縮，使食鹽呈結晶析出，剩下的鹽鹵中有氯化鉀、氯化鎂，還含有少量氯化鈉，可利用三種物質溶解度的不同將它們分離開來。

2. 食鹽資源的利用。工業上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們為原料生產一系列化工產品，稱為氯堿工業。電解時溶液中的H+比Na+容易得到電子，因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，并結合成氫分子從陰極放出，即陰極反應為2H++2e-=H2↑（還原反應）；溶液中的Cl-比OH-容易失去電子，因而Cl-不斷地從陽極失去電子被氧化為Cl2，即陽極反應為2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反應）。在上述反應中，H+是由水的電離生成的，由于H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續電離出H+和OH-，H+又不斷得到電子變成H2，結果在陰極區溶液里OH-的濃度相對地增大，使酚酞試液變紅。因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。工業上利用這一反應原理，制取燒堿、氯氣和氫氣。在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發生化學反應，如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO等，H2和Cl2混合遇火能發生爆炸，所以在工業生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊的電解槽中進行（如圖所示）。

二、從海水提取溴

從海水中提取Br2約占世界溴產量的1/3，常見的溴水提取技術叫吹出法.用Cl2置換出海水中的Br-，利用Br2的揮發性特強用熱空氣或水蒸氣吹出溴蒸氣，最后冷凝得液溴，中間過程用SO2與Br2反應的目的是富集溴，其過程如下。

三、從海水提取重水（D2O）

從海水中提取重水的方法較多，較為常用的是化學交換法，它是目前生產重水比較經濟的方法。

學生通過以上知識的學習，既符合教育部考試中心《2015年普通高等學校招生全國統一考試大綱（理科）》的要求（了解海水的綜合利用和了解化學科學發展對自然資源利用的作用）；同時通過學習也提高學生自主學習的能力、聯系實際的能力。通過學習促使學生關注與化學有關的科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展，以促進學生在知識和技能、過程和方法、情感、態度和價值觀等方面的全面發展。