高考化学海水资源的开发利用
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一、海水水资源的利用1.途径:主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
2.海水淡化的方法:________法、________法、________法等。
【答案】蒸馏 电渗析 离子交换二、海水中化学资源的利用海水中含量最多的为O 、H 两种元素,还有Cl 、Na 、Mg 、S 、Ca 、K 、Br 、C 、Sr 、B 、F 等11种元素,其总含量超过99%,其他为微量元素。
1.海水制盐2.海水提镁工艺流程步骤及制石灰乳:_________________________________________________________第26讲 海水资源的开发利用知识导航知识精讲反应原理 沉淀Mg 2+:________________________________________________________ 酸化,制备MgCl 2:Mg(OH)2+2HCl===MgCl 2+2H 2O 蒸发浓缩、冷却结晶、析出MgCl 2·6H 2O在氯化氢气流中使MgCl 2·6H 2O 脱水制得无水氯化镁电解法制备镁:_____________________________________________________【答案】CaCO 3=====高温CaO +CO 2↑,CaO +H 2O===Ca(OH)2 Mg 2++2OH -===Mg(OH)2↓ MgCl 2(熔融)=====电解Mg +Cl 2↑ 3.海水提溴4.海带提碘(1)海带提碘的工艺流程:氧化的方程式为:______________________________ 【答案】2H ++2I -+H 2O 2===I 2+2H 2O(2)海带中碘元素的检验三、海水资源的其他利用1.从海水中提取铀和重水,用于核能开发。
2.开发潮汐能、波浪能等新型能源。
经典例题题型一:海水资源概述【变1】海洋又被称为绿色宝库,下列关于海洋的说法正确的是A.海洋约占地球表面积的71%B.海水中元素仅为有限的十几种C.蒸馏是海水淡化的唯一方法D.海水因有腐蚀性而不能冷却循环使用【答案】A【解析】A. 海洋约占地球表面积的71%,故A正确;B.海水中的元素总计含有80多种,B项错误;C.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,C项错误;D.海水水资源的利用,主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等,D项错误。
第2课时海水资源的开发利用[学习目标定位] 1.知道海水淡化的意义和方法。
2.熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理。
3.会写相关反应的化学方程式。
一、海水水资源的利用及溴、碘的提取1.海水水资源的利用:主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
通过从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。
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,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。
因此,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。
2.某同学从科普书中摘录了从海水中提取溴的方法,请仔细阅读,然后回答问题。
在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。
经过晒盐后的卤水中,溴的含量提高了100倍左右。
只要把卤水加入反应塔中,通过氯气和水蒸气蒸馏,就可以把“溴”蒸出来。
也有借助煤油从海水中提取溴的,煤油用过之后,还可以回收。
土法提取溴可用浓盐酸作用于漂白粉或用二氧化锰氧化浓盐酸制取氯提取溴。
(1)从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤。
其流程为(2)卤水中通入Cl2时发生反应的离子方程式为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
(3)通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是溴单质易挥发。
(4)借助煤油从海水中提取溴是利用了溴易溶于有机溶剂的性质。
3.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)。
海水资源的开发利用环境保护与绿色化学1.下列有关环境问题的叙述正确的是( )A.赤潮、白色污染、绿色食品都与相关物质的颜色有关B.地震发生后,灾区急需大量消毒剂,其中SO2可用于环境消毒C.在空气质量日报中CO2含量属于空气污染指数D.我国禁止汽车使用含铅汽油,其主要原因是铅对环境有污染解析:绿色食品是指无公害、无污染的食品,与颜色无关,A错误;SO2可以消毒,但是用于环境消毒会产生新的污染,B错误;目前我国空气质量日报中CO2含量不属于空气污染指数,C错误。
答案:D2.下面化学反应原子利用率达到100%的是( )A.用NaOH溶液吸收CO2B.一定条件下,将Cl2通入浓缩的海水中,生成Br2C.乙烯聚合为聚乙烯D.NO2溶于水解析:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,原子利用率不是100%,A错误;Cl2通入浓缩的海水中,生成Br2是置换反应,原子利用率不是100%,B错误;乙烯聚合为聚乙烯,原子利用率100%,C正确;3NO2+H2O===2HNO3+NO,原子利用率不是100%,D错误。
答案:C3.是指大气中直径小于或等于微米的颗粒物,也叫可入肺颗粒物,与肺癌、哮喘等疾病的发生密切相关,是雾霾天气的主要原因,它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)等,下列与相关的说法不正确的是( )A.大力发展电动车、减少燃油汽车的尾气排放量B.开发利用各种新能源、减少对化石燃料的依赖C.多环芳烃是强致癌物,能吸附在的表面进入人体D.含有的铅、镉、铬、钒、砷等元素均为对人体有害的金属元素解析:主要来自化石燃料的燃烧,可大力发展电动车、减少燃油汽车的尾气排放量,开发新能源、减少对化石燃料的依赖,故A、B正确。
与肺癌等疾病的发生密切相关,故C正确。
砷是非金属元素,故D错误。
答案:D4.2018年世界环境日中国主题为“美国中国,我是行动者”,下列行为不利于遏制污染的是( )A.发展风能和太阳能等清洁能源,减少使用化石燃料B.扩建小型钢铁厂、水泥厂,提高钢铁、水泥的产量C.推广机动车用天然气代替汽油、柴油的“油改气工程”D.研发可降解的聚碳酸酯代替聚乙烯作一次性塑料袋的生产原料解析:小型钢铁厂、水泥厂、电厂等综合利用困难,能耗大、排放污染物多。
第2课时海水资源的开发利用[学习目标定位]1•知道海水淡化的意义和方法。
2•熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理。
3•会写相关反应的化学方程式。
新知导学新知探究点点落实一、海水水资源的利用及溴、碘的提取1•海水水资源的利用:主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
通过从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。
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 成熟,但成本较高。
因此,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。
2•某同学从科普书中摘录了从海水中提取溴的方法,请仔细阅读,然后回答问题。
在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。
经过晒盐后的卤水中, 溴的含量提高了 100倍左右。
只要把卤水加入反应塔中, 通过氯气和水蒸气蒸馏,就可以把"溴”蒸出来。
也有借助煤油从海水中提取溴的, 煤油用过之后,还可以回收。
土法提取溴可用浓盐酸作用于漂白粉 或用二氧化锰氧化浓盐酸制取氯提取溴。
(1)从海水中提取溴,一般要经过浓缩」化和提取三个步骤。
其流程为-NaCl廿-Cb 口 热空气或水蒸气石卄… 苦凶一 漠烝气⑵卤水中通入 Cl 2时发生反应的离子方程式为2Br + Cl 2===Br 2 + 2CI 。
(3) 通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是溴单质易挥发。
(4) 借助煤油从海水中提取溴是利用了溴易溶于有机溶剂的性质。
碘元素以离子的形式存在。
从海藻中提取碘網诲T-P潦灼烧灰海水业3•海洋植物如海带、海澡中含有丰富的碘元素, 的实验流程如图所示:藉廉①-- Sk ■悬ill(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: _______________________________________________________________________________⑵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 B.四氯化碳、苯 C •汽油、醋酸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 ⑴过滤 2Nal + Cl 2===2NaCI + I 2 (2)B (3)漏斗、分液漏斗归纳总结■ ----------------------------- 1•海水中制取溴主要方法:空气吹出法。
海水提溴四个过程2.海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检测(2)海带中提碘① 流程 海带一晒干、灼烧—浸泡—过滤—氧化—提纯—碘单质② 主要的化学原理: 2H + + 2「+ H 2O 2===I 2+ 2H 2O 或 Cl 2+ 2KI===2KCI + 12。
\活学活用1.溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为 65 mg • —1。
在实验室模拟海水中溴的提取:实验方法:将适量新制氯水加入到20 mL 富含溴离子的海水中(海水可以用0.1 mol 1的①浴解,莹许 含]-②过歳1t H"”mq )rox]1NaBr 溶液代替),把溴置换出来。
氯水中的氯气作 __________________ 剂,涉及反应的离子方 程式为 _______________________________________________________________________________ 。
得到的单质溴可以用有机 溶剂在 ___________________ (仪器)中实现萃取富集,萃取试剂用 ____________ 、苯等,得到的有机层显 ____________ 色。
答案氧化 Cl 2+ 2Br ===2CI + Br 2分液漏斗四氯化碳橙解析 把溴离子转化为溴单质时,溴离子发生氧化反应,因此需要氧化剂,氯气可以将Br-氧化为B 「2。
根据萃取的原理,要从水溶液中萃取某种溶质,所选择的萃取剂一定要和水互不相溶。
溴单质在有机溶剂中的颜色是橙色到橙红色。
理解感悟本题考查有关海水中含有溴元素的证明和提取的实验原理、 仪器,以及萃取的实验操作等。
将非金属阴离子置换为单质要用到氧化剂,将金属阳离子置换为单质要用到还原剂,常见的氧化剂有过氧化氢、新制氯水、酸性高锰酸钾溶液等。
离,D 对。
二、从海水中提取镁 海水提镁的生产流程可表示为CaCO ;( ----- * CaO —Ca(OH)^苫卤1•海水提取镁的最基本方法是往海水中加 _______________ ,得到 _________ 沉淀,将沉淀分离出 来后再加入 ________ 把它变成 __________ ;之后,经过结晶、 ____________ 、干燥、 _________ 就可得到金属镁。
答案碱氢氧化镁盐酸氯化镁过滤电解2•海水提镁要用到海滩上的贝壳。
那么,贝壳在生产流程中起什么作用?其主要成分发生了2•从海带中提取碘的实验过程中,涉及到下列操作, 其中正确的是 答案 IAL£敢岀腆的苯瀋诫 解析 物质的灼烧应该选用耐高温的坩埚, A 错;过滤操作时,向漏斗中加液要用玻璃棒引流,B 错;碘的苯溶液在上层,应由分液漏斗的上口倒出, C 错;固液分离可以用蒸馏法分D,分离淡井画收苯B 於逹碍含薄液怎样的化学变化?答案贝壳的作用是作为制备碱的基础原料,其主要成分发生的化学变化为CaCO3===== CaO+ C02f。
3•从海水中的Mg2*到金属镁,经历了哪些化学变化(用化学方程式表示)?答案MgCb+ Ca(0H)2===Mg(0H)2J + CaC"一电解人Mg(OH)2+ 2HCI===MgCI 2+ 2出0 MgCl 2(熔融)=====Mg + Cb f4•在用上述方法提镁的过程中,采取了哪些措施来提高经济效益?这对你有什么启示?答案提高经济效益的措施,一是在主要原料地(靠海处)建厂;二是同时建造盐酸厂,充分利用电解氯化镁的副产物——氯气。
这给我们的启示是,设计工业生产要从整体出发,对各个生产要素和环境保护进行综合设计,既要提高综合经济效益,又要保护环境。
r—归纳总结----------------------------------- ,MgCl 2 6H2O加热制取无水MgCl2时,要不断通入干燥的HCI气体,防止MgCl 2水解生成Mg OH 2。
活学活用3•下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据:物质氧化镁氯化镁熔点/C 2 852714沸点/C 3 600 1 412请参考以上数据分析,从海水中提取镁,正确的方法是()一 ,NaOH 电解A. 海水--- > Mg(OH)2 --- >MgHCI 、宀、亠口亠电解B. 海水--- > MgCl 2 溶液一->MgCl 2 晶体--- > Mg石灰乳灼烧电解C. 海水--- Mg(OH)2 ---- - MgO ------ MgD. 海水一一-Mg(OH)2——-MgCl 2溶液一一流MgCl 2(熔融)一一—Mg 答案D解析本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的MgCl 2得到,还要知道实际生产中从海水提取MgCl 2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。
4•海水提镁的主要流程如下: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用海生和辰——仃般乳水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 Mg (OH ) 2⑤电解熔融MgCl 2比电解熔融的MgO 制金属镁更节约能量 A. ①②③④⑤ C.④⑤ 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 应是结晶、过滤、干燥,因此 ③是错误的。
所以答案选 D 。
过呈 I当堂检测巩固反诜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 MgCl 2,电解熔融 MgCl 2可制备MgD. 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 中,潮汐发电是将潮汐能转化为电能;B 中,海水蒸发制海盐过程中只有物理变化;D 中,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•海水淡化可采用膜分离技术。
如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子可以透过淡化 膜进入左侧淡水池,而海水中其他各种离子不能通过淡化膜, 从而得到淡水。
对加压后右侧海水成分变化分析正确的是 ()B.②③ D.①④⑤食盐一沦和囊盐水一W_E 业 I j达标检测厂用海水进行循蚌冷却 —蒸僭法 —擁水淡化-一电灌祈祗一离子左换法日晒IT™ — — — — rA.溶质质量增加C.溶液质量不变B. 溶剂质量减小D.溶质质量分数减小答案B3•海洋约占地球表面积的71% ,对其进行开发利用的部分流程如图所示。
F列说法错误的是A. 试剂1可以选用石灰乳B. 从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br「+ Cl 2===2C「+ B-C. 工业上,电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D. 可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO:答案C解析煅烧贝壳得到CaO,将CaO溶于水得到石灰乳,石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,试剂1廉价且原料来源广泛,A正确;氯气能将溴离子氧化为溴单质,从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br + Cl2===2Cl + B「2,然后采用萃取的方法从溶液中获取溴,B正确;氧化镁熔点很高,氯化镁熔点较氧化镁低,电解氧化镁冶炼镁增加成本,所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,C错误;氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡,且氯离子不是杂质离子,D正确。
4.NaCI是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料。
下列以NaCl为原料的产品(或物质)是()①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸A. ①②③④⑤B.①②③④C. ①②③⑤D.①②④⑤答案A解析从海水中得到的氯化钠,可作化工原料,工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。
化学方程式分别电解一电解为2NaCl + 2H2O=====2NaOH + d +出f , 2NaCI(熔融)=====2Na + Cl2 T , NaCl + NH3, △木点燃+ 出0 + CO2===NaHCO3 J + NH4CI,2NaHCO3=====Na2CO3+ CO2T + 出0 , Cb+ 出===== 2HCl。