4.1.2《海水资源的利用》导学案(Word版含解析)2020-2021学年人教版高一化学必修二
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2020—2021学年高中化学人教版必修二对点复习4.1.2海水资源的开发利用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中,正确的是( )A.海水中含有钾元素,只需蒸发海水就可以得到单质钾B.海水蒸发制盐和金属的冶炼过程都只发生了化学变化C.从海水中除得到氯化钠外,还可以用其作原料制得纯碱、烧碱、金属钠及氯气、盐酸等含氯化工产品D.工业上常用电解熔融的氯化镁、氯化铝得到单质镁、铝2.海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是( )A.向苦卤中通入Cl是为了提取溴2B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO将其还原吸收23.下列不属于海水化学资源利用的是( )A.海水淡化B.海水提盐C.海水提溴D.海水提碘4.近年来许多国家十分重视海水资源的综合利用。
不需要经过化学变化就能够从海水中获得的物质是( )A.氯气、液溴、碘B.钠、镁、铝C.烧碱、氢气D.氯化钠、淡水5.淡水危机日益成为世界关注的焦点,海水淡化问题已成为许多科学家重要的研究方向。
下列海水淡化的方法中原理上不可行的是( )A.加明矾使海水中的盐沉淀出来而淡化B.利用太阳能使海水升温,通过蒸馏而使其淡化C.用只允许水通过的高分子分离膜分离出淡水D.将海水通过离子交换树脂以除去各种杂质离子6.海水是一个巨大的化学资源宝库在开发利用海水资源过程中,下列说法不正确的是( )A.加入明矾,使海水的盐分沉淀并淡化B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了物理变化C.海水淡化的方法主要有蒸馏法、离子交换法和电渗透法等D.大海中含有钾、溴、碘等元素,需经过氧化还原反应才可得到钾、溴、碘的单质7.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Ⅰ的离子反应:2Br- + Cl22Cl- +Br2C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 LD.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏8.从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法中,不正确的是( )A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌B.在含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色D.在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”9.21世纪被认为是“海洋世纪”,是人类大步走向海洋,开发利用海洋的世纪。
第四章第一节开发利用金属资源和海水资源第一课时金属矿物的开发利用教学目标:1、了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)。
2、掌握金属冶炼的一般原理基础及不同金属的冶炼方法3、掌握铝热反应的原理4、树立资源保护意识及合理开发意识。
教学重点:了解化学方法在金属矿物开发(主要是金属冶炼)。
教学难点:学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上,了解适用于不同金属的冶炼方法。
教学方法:利用图片、录像、多媒体课件,讨论、归纳。
教学过程:[引课] 视频引入[板书]一、金属矿物的开发利用(问题引入,图片结合)了解除了金、铂等少数金属外,绝大多数金属都以化合物形式存在于自然界。
(由复习工业炼铁原理,从氧化还原的角度,学生总结金属冶炼的实质)[板书] 1 金属冶炼的实质方法:由图片与信息结合,学生总结金属冶炼的步骤,由金属冶炼历史与小故事结合分析金属活动性与冶炼的难易过度:学生阅读课本,完成问题,总结冶炼的方法2 金属冶炼的化学方法(1).热分解法[讲述]有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。
在金属活动性顺序中,位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。
[板书](2).电解法[讲述]在金属活动性顺序中,钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强,这些金属都很容易失去电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。
[板书](3).热还原法[讲述]多数金属(活动性介于镁和铜之间的金属)的冶炼过程属于热还原法。
常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。
[实验4-1]铝热反应(演示):[讲述]操作要点:用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起,使四周都有四层。
把内层漏斗取出,在底部剪一个孔,用水润湿,再跟另一纸漏斗套在一起,架在铁圈上(如上图),下面放置盛沙的蒸发皿。
把5 g炒干的氧化铁粉未和2 g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。
第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第2课时海水资源的开发利用【学习目标】1.通过阅读交流,知道海水资源的概况、海水淡化的过程。
通过实验探究知道从海水中提取溴、碘的原理和基本步骤。
2.通过海水资源的综合利用过程,认识化学方法在实现物质间转化中的作用。
初步形成面对低浓度混合物提取有用物质的策略。
进一步形成资源意识、环保意识和可持续发展意识。
【学习重点】海水的淡化;海水中碘元素和溴元素的提取。
【学习过程】(一)自主预习阅读教材P90-92,回答下列问题:1.海水水资源的利用主要包括哪些方面?【温馨提示】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进行循环冷却.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。
2.海水淡化的方法有哪些?【温馨提示】从海水中取得淡水的过程叫海水的淡化。
现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及可实现盈利的碳酸铵离子交换法,目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
3.海水中的常量元素和微量元素是指哪些元素?【温馨提示】海水中的元素依其含量可分为三类:常量元素、微量元素和痕量元素。
一般将每千克海水中含量在 1 毫克以上的元素称为海水中的常量元素。
除H和O外,每千克海水中含量在1 毫克以上的元素有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B 、F等11种,一般称为“常量元素”。
海水中其他化学元素含量极少,其中,每千克海水含有小于1毫克的元素称为微量元素。
其中微量的有Li、N、P、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Rb、Cd、I、Cs、Ba、Hg、Pb、U等。
(二)同步学习一:认识海水水资源的利用1.阅读资料:海洋之所以被誉为人类未来的希望,是因为海洋中有丰富的资源和能源。
优质资料---欢迎下载第四章化学与自然资源的开发和利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源(第1课时)学习目标1.了解金属冶炼的一般原理及冶炼的一般方法。
2. 掌握铝热反应原理3.了解金属回收的意义,树立资源保护意识。
【预习案】一、金属在自然界的存在形态二、金属冶炼的原理金属的冶炼是利用 原理,在一定条件下,使金属离子 电子被还原成 ,从而获得金属单质。
即:M n ++n e -===M 。
三、金属的冶炼方法 1.热分解法适用于______金属的冶炼。
请写出下列反应的化学方程式。
(1)加热分解HgO : 。
(2)加热分解Ag 2O : 。
2.电解法适用于 金属的冶炼。
请补全下列反应的化学方程式。
(1)冶炼金属钠: NaCl(熔融)=====通电(2)冶炼金属镁:MgCl 2(熔融)=====通电(3)冶炼金属铝:__Al 2O 3(熔融)=====通电冰晶石 。
3.高温还原法适用于大多数中等活泼金属的冶炼,常用的还原剂有 等。
请写出下列冶炼金属的化学方程式(下同)。
(1)高炉炼铁: 。
(2)铝热反应炼铁: 。
(3)用氢气还原氧化铜: 。
4.其他方法(1)火法炼铜: 。
(2)湿法炼铜: 。
三、有效利用金属资源的途径1.提高金属矿物的 。
2.减少金属的 。
3.加强金属资源的 。
4.使用 代替金属材料。
【我的疑惑】【探究案】1. 铝热反应:(课本P89实验4-1)(1)概念:铝和某些金属氧化物在高温下发生剧烈反应生成另一种金属并放出大量热的化学反应。
(2)铝热剂:铝粉与某些金属氧化物(如Fe 2O 3 、V 2O 5 、Cr 2O 3 、MnO 2、WO 3等)组成的混合物。
(3)铝热反应中能观察到那些现象?(4)实验中镁条和氯酸钾起什么作用?(5) 实验过程中,为什么必须将纸漏斗用水润湿?承接生成物的蒸发皿内为什么要盛放少量细沙?(6)应用:①焊接钢轨②冶炼高熔点的相对较不活泼的金属,如V、Cr、Mn2.常见金属的冶炼方法与金属活动顺序表的关系((2)工业上利用电解熔融MgCl2来制取Mg,而MgO比MgCl2更易获得,为什么不电解熔融MgO制取镁呢?但是制取铝却用Al2O3而不用 AlCl3那又是何原因? (提示MgO MgCl2 Al2O3均为离子化合物, AlCl3为共价化合物, MgO的熔点:2852 ℃,MgCl2的熔点:712 ℃,Al2O3的熔点:2050 ℃,AlCl3的熔点:190℃),【训练案】1.金属材料在日常生产、生活中有着广泛的应用,下列关于金属的说法不正确的是 ( ) A.越活泼的金属越难冶炼B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的2.下列关于金属冶炼的说法不正确的是( )A.金属冶炼是指用化学方法将金属由化合态转变为游离态B.天然矿藏很少只含有一种金属元素,往往含有较多杂质C.金属的冶炼方法主要有热分解法,热还原法和电解法三种方法D.金属冶炼一定要用到还原剂3. 铝能用于冶炼难熔的金属(如:钒、铬、锰等),这是因为铝具有()A、金属性和非金属性B、导电性C、熔点低D、还原性,在冶炼反应中放出大量热4.下列反应原理不符合工业实际的是()A.2Ag2O=====高温4Ag+O2↑B.4Al+3MnO2=====高温3Mn+2Al2O3C.2MgO=====电解2Mg+O2↑D.2CuO+C=====高温2Cu+CO2↑5. 冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法,②水煤气(或H2或CO)法,③活泼金属置换法,④电解法。
第2课时 海水资源的开发利用[目标导航] 1.了解海水淡化的方法及其意义。
2.了解海水的主要组成元素。
3.了解海水化学资源的开发和利用,熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理。
4.以海水资源的综合利用为例,了解化学方法在实现物质间转化中的作用。
一、海水水资源的开发利用1.直接利用海水进行循环冷却。
2.海水淡化:主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。
3.海水的蒸馏 (1)原理(2)注意事项①烧瓶需垫石棉网加热。
②烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的23,也不能少于13。
③需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片,以防液体暴沸。
④冷凝器里的冷却水要从冷凝器的下口进、上口出。
议一议若实现海水淡化供应饮用水,下列方法在原理上完全不可行的是( )A .加明矾使海水中盐分沉淀而淡化B .利用太阳能使海水蒸馏淡化C .将海水电解,然后让两极气体燃烧得到饮用水D .将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子答案 A解析 明矾具有净水作用,可使海水中的悬浮物形成沉淀而除去,但不能使海水中盐分沉淀。
二、海水化学资源的开发利用1.海水中的化学资源海水中H 、O 两种元素,加上Cl 、Na 、K 、Ca 、Mg 、S 、C 、F 、B 、Br 、Sr 等11种元素的总量超过99%,其他为微量元素,共计含有80多种。
2.海水制盐海水――→日晒结晶粗盐精盐。
3.海带提碘(1)流程:海带―→灼烧―→浸泡―→过滤氧化―→提纯―→碘单质。
(2)原理:2I -+Cl 2===I 2+2Cl -。
4.海水提溴(1)过程:浓缩―→氧化―→富集―→提取。
(2)原理:2Br -+Cl 2===Br 2+2Cl -。
5.海水提镁(1)过程:浓缩沉淀―→过滤溶解―→结晶(MgCl 2·6H 2O)MgCl 2晶体金属镁。
(2)原理:①Mg 2++2OH -===Mg(OH)2↓;②Mg(OH)2+2HCl===MgCl 2+2H 2O ;③MgCl 2·6H 2O=====HCl △MgCl 2+6H 2O ;④MgCl 2(熔融)Mg +Cl 2↑。
一、选择题(每小题4分,共48分)1.某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤,得到澄清的滤液。
他们设计了如下几个方案,你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是(D)A.取适量滤液,蒸干,观察是否有紫色固体生成B.取适量滤液,加入苯,振荡,静置,苯层无色,证明不含碘元素C.取适量滤液,向其中加入淀粉溶液,无明显现象,证明不含碘元素D.取适量滤液,加入酸化的H2O2,再加入淀粉溶液,呈蓝色,证明含有碘元素解析:海带的灰烬中含有的碘元素,是以I-形式存在的,不是以单质形式存在,所以A、B、C均不正确。
D中发生了氧化还原反应:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O,产生了I2,使淀粉溶液呈蓝色。
2.从淡化海水中提取溴的流程如下图所示,下列有关说法错误的是(D)A .X 为SO 2气体,也可将SO 2换成Na 2SO 3B .设备Y 为蒸馏塔C .在提取溴的过程中一定有Br -被氧化D .工业上,每获得1 mol Br 2,需要消耗Cl 2的体积最多为22.4 L(标准状况)解析:根据反应Cl 2+2Br -===Br 2+2Cl -知在工业制Br 2过程中发生了两次氧化,所以工业上获得1 mol Br 2,需要消耗Cl 2的体积最少为44.8 L(标准状况),D 项错误。
3.下列说法正确的是( B )A .海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意使用水资源,不必节约B .海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法C .海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本比较低D .以上说法都正确解析:地球表面咸水多,淡水少,许多国家面临着淡水资源的危机,故不可以随意浪费水资源,A 错误;海水淡化中蒸馏法的成本较高,C 错误。
4.下列有关化学方程式与工业生产实际不相符的是( C )A .海水提溴时用SO 2吸收Br 2蒸气:SO 2+Br 2+2H 2O===H 2SO 4+2HBrB .将煤气化为可燃性气体:C(s)+H 2O(g)=====高温CO(g)+H 2(g)C .用电解法从海水中提取镁:2MgO(熔融)=====通电2Mg +O 2↑D .燃煤时加入CaCO 3脱硫:2CaCO 3+2SO 2+O 2=====△2CaSO 4+2CO 2解析:二氧化硫可以和溴单质发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸,即SO 2+Br 2+2H 2O===H 2SO 4+2HBr ,A 正确;煤的气化过程中,碳在高温下和水蒸气发生成反应生成氢气和一氧化碳,即C(s)+H 2O(g)=====高温CO(g)+H 2(g),B 正确;用电解法从海水中提取镁:MgCl 2(熔融)=====通电Mg +Cl 2↑,C 错误;燃煤时加入CaCO 3脱硫的化学方程式为2CaCO 3+2SO 2+O 2=====△2CaSO 4+2CO 2,D 正确。
4.1.2 海水资源的开发利用1.从海水中提取镁的工艺流程正确的是( )A .海水――→NaOH Mg(OH)2――→电解MgB .海水――→熟石灰Mg(OH)2――→HCl MgCl 2――→电解MgC .海水――→HCl MgCl 2――→电解MgD .海水――→Cl 2MgCl 2――→电解Mg2.下列关于海水资源利用的认识,错误的是( )A .海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素B .海底多数金属结核矿含有铁、锰、钴等多种金属元素C .通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法等可以实现海水的淡化D .海水提溴过程溴元素依次发生氧化反应、还原反应、氧化反应3.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,而海水中的各种离子不能通过淡化膜。
下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是( )A .溶质质量增加B .溶液质量不变C .溶剂质量减少D .溶质质量分数不变4.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 .海水中含有钾元素,仅通过物理变化就可以得到金属钾B .海水各种化学资源的开发过程中,必须都要发生化学反应C .从海水中可以得到NaCl ,电解熔融NaCl 可制备Cl 2D .利用潮汐发电是将化学能转化为电能5.某课外小组将海带的灰烬浸泡后过滤,得到澄清的滤液,他们设计了如下几个方案,你认为能证明灼烧海带的灰烬中含有碘元素的是( )A .取适量滤液,蒸干,观察是否有紫色固体生成B .取适量滤液,加入苯,振荡、静置,苯层无色,证明不含碘元素C.取适量滤液,向其中加入淀粉溶液,无明显现象,证明不含碘元素D.取适量滤液,加入酸化的H2O2,再加入淀粉溶液,呈蓝色,证明含有碘元素6.从海水中可以提取溴,但得到的液溴中常常溶有少量氯气,除去氯气应该采用的方法是( )A.加适量的KI溶液B.通入溴蒸气C.加入适量的NaOH溶液D.加入适量的NaBr溶液7.海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。
4.1.2《海水资源的开发利用》海水的淡化1、学生阅读教材P20[海水水资源的利用],了解海水淡化的方法。
2、掌握海水蒸馏的原理 提问:为什么采用蒸馏法可将海水中的淡水提取出来?在组合蒸馏实验装置时,特别需要注意的问题? 感受蒸馏法在实际化学工业上的应用,复习蒸馏的原理和实验装置的仪器组成 海水制盐1、复习巩固粗盐提纯方法2、了解食盐的用途,熟练掌握有关反应方程式。
展示:盐田图片归纳:海水制盐过程中的实验方法。
提问:如何对粗盐提纯? 梳理复习粗盐提纯的方法,感受化学反应和实验在海水资源开发中的价值。
海水提镁1、了解海水提镁的工业流程2、熟练掌握海水过程中有关反应方程式。
展示:海水提镁的工艺流程提问:从海水中提取镁为什么一般用晒盐后剩下的苦卤水?通过对海水提镁工艺流程的了解,让学生体会实际工业生产的复杂性,让学生有所思、有所悟。
海 带取碘1、分组实验:【实验4-2】 海带中碘元素的检验理解实验设计原理 2I - + H2O 2 +2H += I 2+ 2H 2O观察实验现象2、了解海带提碘的工艺流程,掌握有关反应方程式、混合物分离提纯的方法。
提问:1、该实验过程中涉及的实验方法有哪些?2、另外设计一种方案,检验试验步骤③所得的溶液中是否含单质碘。
展示:海带提碘的工艺流程提问:使碘离子转化为单质碘,可选的氧化剂有:Cl 2、Br 2、H 2O 2等,通过分组实验,理解实验设计原理,突破教学难点,培养学生实验操作能力。
通过对海带提碘工艺流程的了解,让学生体会实际工业生产的复杂性、艰巨性,让学从环保角度分析,以上三种氧化剂哪种最好,为什么?生有所思、有所悟。
海水提溴1、根据课本P91“资料卡片”内容,归纳海水提溴方法,画出海水提取溴的工艺流程示意图。
2、理解海水提溴的原理①2Brˉ+Cl2=2Clˉ(氧化)Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4+Br2(富集)2HBr+Cl2=Br2+2HCl(提取)展示:海水提溴的工艺流程提问:1、海水提取溴时,利用什么原理用空气和水蒸气把溴吹出来?2、海水提取溴时,为什么不直接用海水与氯气反应后的溴水化合物进行蒸馏得到液态溴?在分析筛选信息的过程中理解海水提溴的原理,突破难点。
第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源导学提纲 学习目标: 1.掌握金属冶炼的原理和方法 2.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。
3.通过学习自然资源的合理开发与利用,培养环保意识和节约意识。
学习重点、难点:金属冶炼的一般原理及冶炼方法、从海水中提取溴、碘的原理一了解感知:(导2 思15)导:在前面的学习中,我们遇到过金属的冶炼吗?举例:思:阅读教材P 88-92回答下例问题。
1.金属在自然界中的存在形式金、铂等极少数金属以 形式存在;绝大多数金属以 形式存在。
金属化合物中,金属元素都显 化合价。
2.金属的冶炼金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。
金属的活动性不同,可以采用不同的冶炼方法。
总的说来,金属的性质越稳定,越容易将其从化合物中还原出来。
金属冶炼的方法主要有:⑴热分解法:对于 金属,可以直接用 方法将金属从其化合物中还原出来,例如:HgO Ag 2O ⑵热还原法:在金属活动性顺序表中处于 位置的金属,通常是用还原剂( 、 、 等)将金属从其化合物中还原出来,例如:Fe 2O 3 + Al WO 3 + H 2ZnO + CCu O + C⑶电解法:活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如: 2NaCl (熔融) 2Na+Cl 2↑ MgC l 2(熔融)2Al 2O 3(熔融) ⑷其他方法:湿法炼铜: ;电解 冰晶石火法炼铜:。
3.海水资源的开发的方案⑴从海水中提取淡水-海水淡化,海水淡化的方法主要有法、法、法等。
⑵海水制盐⑶从海水中提取的NaCl可生产、、、等化工产品⑷从海水中获取作为核能开发的重要原料⑸从海水中获取其他物质和能量(教材P92图的理解)二.深入学习:(议7 展8 评8)1.【演示实验】课本P89实验4-1实验现象:化学反应方程式:写出方程式:Fe3O4 +Al = Cr2O3+Al =2.从海水中提取物质的方法海水中含有的各种元素的特点:种类多,总储量大,富集程度低。
第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源(第二课时海水资源的利用)【学习目标】1.通过阅读交流,知道海水资源的概况、海水淡化的过程。
通过实验探究知道从海水中提取溴、碘的原理和基本步骤。
2.通过海水资源的综合利用过程,认识化学方法在实现物质间转化中的作用。
初步形成面对低浓度混合物提取有用物质的策略。
进一步形成资源意识、环保意识和可持续发展意识。
【学习重点】海水的淡化;海水中碘元素和溴元素的提取【学习难点】海水中提取溴和碘的化学反应原理和实验方法【自主学习】旧知回顾:1.蒸馏实验的原理及所需主要仪器是什么?【温馨提示】蒸馏的原理是利用液体混合物中各组分挥发度(沸点)的差别,使液体混合物部分成分汽化并随之使蒸气部分冷凝,从而实现其所含组分的分离的方法;蒸馏实验的主要仪器名称为蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管(含尾接管)、锥形瓶、铁架台等。
2.指出如下图所示分馏装置中的错误并加以改正。
【温馨提示】①温度计位置不正确。
改正:温度计不能插入液面下,水银求应与蒸馏烧瓶的支管口保持水平;②冷凝管中水的流向错误。
冷凝管中冷却水应从下口(a)进,上口(b)出;③接受器不能用烧杯。
将烧杯改为锥形瓶。
新知预习: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。
2.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。
3.从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤。
【同步学习】情景导入:钓鱼岛是钓鱼岛列岛的主岛,位于中国东海,距温州市约356千米、福州市约385千米、基隆市约190千米,面积4.3838平方公里,周围海域面积约为17万平方公里。
太平洋黑潮流经这里,带来了大批鱼群,所以我国浙江、福建和台湾等地的渔民经常到这一带捕鱼。
日本为何觊觎钓鱼岛,不仅是因为钓鱼岛的战略资源,还是因为钓鱼诸岛及其附近海域,不仅蕴藏有大量石油资源,在其它方面也有巨大的经济价值。
日本对东海的调查投入大量资源,按照日本前国土交通大臣扇千景的说法,这些海域中埋藏着足够日本消耗320年的锰、1300年的钴、100年的镍、100年的天然气,以及其他矿物资源和渔业资源,获得这些海域,将使日本由资源小国而成为东亚的资源大国。
东海的油气储量大约77亿吨,亦足日本使用近百年。
二、海水资源的开发利用活动一、海水水资源的利用1.思考交流:查阅资料,思考按照海洋资源的性质、特点、存在形态,海洋资源有哪些类型?【温馨提示】根据《中国自然资源丛书·海洋卷》按照海洋资源的性质、特点、存在形态,将海洋资源分为 6个大类:①海洋生物资源(包括渔业资源、药物资源、珍稀物种资源);②海底矿产资源(包括金属矿产资源、非金属矿产资源、石油和天然气资源);③海洋空间资源(包括土地资源、港口和交通资源、环境空间资源);④海水资源(包括盐业资源、溶存的化学资源、水资源);⑤海洋新能源(包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上风能资源);⑥海洋旅游资源(包括海洋自然景观旅游资源、娱乐和运动旅游资源、人类海洋历史遗迹旅游资源、海洋科学旅游资源、海洋自然保护区旅游资源)。
2.讨论交流:(1)海水水资源的利用主要包括哪些方面?【温馨提示】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进行循环冷却。
如用作工业冷却用水、部分生活用水和耐盐植物灌溉用水等。
(2)海水淡化的方法有哪些?【温馨提示】从海水中取得淡水的过程叫海水的淡化。
现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及可实现盈利的碳酸铵离子交换法,目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场,逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
(3)如何进行海水的蒸馏?【温馨提示】①原理:②实验的操作步骤:连接装置→检查装置气密性→向烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集蒸馏水→停止对烧瓶加热→待冷却至室温后停止通入冷却水→整理仪器。
③注意事项:A.烧瓶需垫石棉网加热;B.烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容积的23,也不能少于13;C.需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片,以防液体暴沸;D.冷凝器里的冷却水要从冷凝器的下口进、上口出。
3.问题探究:(1)海水的蒸馏装置与普通的蒸馏装置有何区别?为什么?【温馨提示】因为海水蒸馏得到的是淡水,水的沸点为100 ℃(常压下)无需用温度计,因此可不用蒸馏烧瓶,而换为圆底烧瓶。
(2)蒸馏法淡化海水有何优缺点?海水淡化的前景如何?【温馨提示】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。
【对应训练】1.若实现海水淡化供应饮用水,下列方法在原理上完全不可行的是()A.加明矾使海水中盐分沉淀而淡化B.利用太阳能使海水蒸馏淡化C.将海水电解,然后让两极气体燃烧得到饮用水D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子【答案】A【解析】明矾具有净水作用,可使海水中的悬浮物形成沉淀而除去,但不能使海水中盐分沉淀。
2.一位遇上海难的水手,随着木筏在海上漂流。
他用完了淡水,感到异常口渴,但他不喝海水,因为他知道喝海水会致命。
理由是()A.海水有苦涩味,根本喝不下去B.海水中含有多种盐,能使肠胃腐烂致人死亡C.海水中有许多微生物,有些微生物能致人死亡D.海水会造成水分从血液和组织内脱离出来,进入肠胃中,使人脱水死亡【答案】D【解析】海水是由氯化钠等多种成分组成的混合物,人体内氯化钠的含量约0.9%,海水中盐的含量要高很多。
因此,饮用海水后,会因渗透压的不同导致脱水死亡。
活动二、海水化学资源的开发利用1.阅读思考:阅读教材P90-91页内容,思考海水化学资源有何特点?【温馨提示】(1)多样性:海水中溶解和悬浮着大量的有机物和无机物,包括常量元素H 、O 、Cl 、Na 、Mg 、S 、Ca 、K 、Br 、C 、Sr 、B 、F 等13种(超过总量的 99%),其余微量元素元素,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。
这是从海水中提取物质需要解决的问题。
2.讨论交流:(1)如何从海水中提取食盐?以食盐为原料可以制备哪些物质?【温馨提示】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;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A.氯碱工业:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑。
B.制钠和氯气:2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
C.制盐酸:H 2+Cl 2=====点燃2HCl 。
D.制漂白液:Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O 。
E.制漂白粉:2Cl 2+2Ca(OH)2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O 。
(2)如何从海水中提取溴?【温馨提示】工业规模提取溴的常用方法是空气吹出法,工艺流程为: 海水――→浓缩酸化浓缩海水Br -―――――――――→通入Cl 2、通入空气水蒸气吸收塔SO 2――→反应后富集溴HBr 、SO 2-4――→通入Cl 2后提取Br 2Br 2、Cl -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 +Cl 2===2NaCl +Br 2。
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Br 2+SO 2+2H 2O===2HBr +H 2SO 4。
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 +Cl 2===2HCl +Br 2。
注意: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:3Br 2+3Na 2CO 3===NaBrO 3+5NaBr +3CO 2↑;然后用硫酸酸化,即可得到产品溴:NaBrO 3+5NaBr +3H 2SO 4===3Br 2+3Na 2SO 4+3H 2O 。
(3)如何从海带中提取碘?【温馨提示】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(H 2O 2)将其氧化成单质碘(I 2),再用有机溶剂将其萃取出来。
反应的离子方程式为2H ++2I -+H 2O 2===I 2+2H 2O 。
②流程:③实验探究:教材P91页实验4-2④注意事项:海带不要用水洗,以免洗去海带中的碘元素;海带要用干的,因为湿的海带不易燃烧。
(4)如何从海水中提取镁【温馨提示】①工艺流程:②相关反应方程式A.分解贝壳制取氢氧化钙:B.CaCO 3=====高温CaO +CO 2↑,CaO +H 2O===Ca(OH)2;C.沉淀镁离子:Mg 2++2OH -===Mg(OH)2↓;D.制备氯化镁:Mg(OH)2+2HCl===MgCl 2+2H 2O ;E.制取金属镁:MgCl 2(熔融)=====电解Mg +Cl 2↑。
注意:由MgCl 2·6H 2O 加热制取无水MgCl 2时,要不断通入干燥的HCl 气体,防止MgCl 2水解生成Mg(OH)2。
3.问题探究:(1)海水制盐属于物理变化,还是化学变化?【温馨提示】海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐结晶析出,因此属于物理变化。
(2)空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法:在预先经过酸化的浓缩海水中通入氯气使溴离子成为单质溴,继而通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸,以达到富集的目的。
然后,再用氯气将其氧化得到溴,最后蒸馏得到液溴。
①通入空气和水蒸气,将溴吹入吸收塔,是利用了溴的什么性质?②除通过蒸馏提取液溴外,还有什么方法可提取液溴?【温馨提示】①溴的沸点低,易挥发。
②由于溴易溶于有机溶剂,还可用萃取的方法提取液溴。
(3)下面流程图为海带中碘元素检验的实验步骤,据此思考回答问题。
海带――→灼烧海带灰―――→水,加热过滤溶液―――→H 2SO 4H 2O 2溶液――→淀粉溶液 ①海带灼烧前,为什么不用水冲洗海带表面的附着物,而是用刷子刷?②写出加入稀硫酸酸化的H 2O 2时发生的离子方程式。