2018_2019学年高中化学第4章化学与自然资源的开发利用第一节第2课时海水资源的开发利用学案新人教版必修2.docx
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1、1第 2 课时 海水资源的开发利用1了解海水资源的开发及利用前景。2了解海水淡化的方法,掌握海水的蒸馏。3掌握海水化学资源的开发和利用,即海水制盐,海水中提取镁、溴、碘等。一、海水水资源的利用1海水水资源海洋约占地球表面积的 71%,海水占地球总水量的 97%。2海水水资源的利用(1)直接利用海水进行循环冷却。(2)海水的淡化:海水淡化的主要方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。海水的蒸馏a原理:b注意事项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 ,也不能少于 。23 13需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片,防止暴沸。冷凝器里的冷却水要从冷凝器的下口进、上口出。二、海水化学资源的开发利
2、用1海水中的化学元素2海水资源的开发利用(1)海水制盐(2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。1从海水中可获得的在常温下为液体的单质是( )AMg BNaCI 2 DBr 2解析:常温下,Br 2为液体单质,故选 D 项。答案:D2(2018雅安市期末)下列有关海水综合利用的说法正确的是( )A利用电解的方法可以从海水中获取淡水B海水中含有钾元素,只需经过物理变化可以得到钾单质3C海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变化D从海水中可以得到 NaCl, 电解熔融 NaCl 可制备 Na解析:通过蒸馏的方法从海水中获取淡水,A 错误;钾是活泼的金属,需要通过电解法冶炼,B 错误;海水蒸发制海盐的过程
3、只发生了物理变化,C 错误;海水晒盐可得到NaCl,电解熔融 NaCl 可得到 Cl2,D 正确。答案:D3判断正误(正确的打“” ,错误的打“”)(1)坩埚、蒸馏烧瓶、试管均可直接加热。( )(2)海水中含有镁元素,不需要经过化学变化就可获得镁单质。( )(3)太阳能、潮汐能、波浪能都是新型能源。( )(4)从海水中获得的物质均需发生化学变化。( )(5)在开发海水资源时,不能以牺牲环境为代价。( )答案:(1) (2) (3) (4) (5)海水制盐1方法:把海水引到沙滩上,利用日光和风力使水分蒸发,得到食盐。2原理:蒸发海水,使食盐浓缩结晶。3食盐用途相关化学反应:氯碱工业:2NaCl2
4、H 2O 2NaOHH 2Cl 2= = = = =电 解 4制钠和氯气:2NaCl(熔融) 2NaCl 2= = = = =电 解 制盐酸:H 2Cl 2 2HCl= = = = =点 燃 制漂白剂:Cl 22NaOH= =NaClNaClOH 2O制纯碱:NaClCO 2NH 3H 2O=NaHCO3NH 4Cl2NaHCO3 Na2CO3H 2OCO 2= = = = = 海水占地球总储水量的 97%。若把海水淡化和化工生产结合起来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。(1)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品,又称为“氯碱工业” 。也可以电解熔融氯化钠制得钠和氯
5、气,该反应方程式为_。(2)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下:试写出反应的化学方程式:_,_,_。【解析】 (1)电解熔融 NaCl 的方程式为 2NaCl(熔融)2NaCl 2。(2)该流程较清晰地展示了氯碱产品及 NaCl 循环治理含 SO2= = = = =电 解 的废气并回收 SO2的原理,根据要求写出方程式即可。【答案】 (1)2NaCl(熔融) 2NaCl 2= = = = =电 解 (2)NaOHSO 2=NaHSO35H2Cl 2 2HCl= = = = =点 燃 NaHSO3HCl= =NaClSO 2H
6、 2ONaCl 是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( )烧碱 纯碱 金属钠 氯气 盐酸A BC D解析:在氯碱工业中,通过反应 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2得= = = = =电 解 到烧碱;H 2与 Cl2化合被水吸收可得盐酸;2NaCl(熔融) 2NaCl 2得到= = = = =电 解 Cl2;在制纯碱工业中主要利用如下原理:NaClCO 2NH 3H 2O=NaHCO3NH 4Cl;2NaHCO 3 Na2CO3H 2OCO 2,= = = = = 可制得纯碱,故选 A 项。答案:A海带中提碘1海带
7、中碘元素的检验(1)关键反应的反应原理:2H 2I H 2O2=I22H 2O(2)实验步骤及验证方法海 带 晒 干 灼 烧 海 带 灰 水 加 热 含 碘 I 水 溶 液 滴 入 H2O2 H , aqI2/H2O 淀 粉 变 蓝 色2海带中提碘(1)流程:海带浸泡氧化过滤提纯碘单质(2)主要的化学原理:Cl 22KI= =2KClI 2某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请完成相关问题。6(1)第 1 步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有_(填代号:限填 3 项)。A试管 B瓷坩埚C坩埚钳 D铁三脚架E泥三角 F酒精灯G烧杯 H量筒(2)第 2
8、 步:I 溶液的获取。操作是_。(3)第 3 步:氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用_(填代号)。A浓硫酸 B新制氯水CKMnO 4溶液 DH 2O2理由是_。(4)第 4 步:碘单质的检验。操作是取少量第 3 步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中含碘。【解析】 本题给出实验任务和步骤,考查学生对实验原理的理解,并考查学生根据实验目的选择正确的试剂操作完成规定“实验”的能力。灼烧固体通常在坩埚中进行,所以涉及的硅酸盐质仪器应有瓷坩埚、酒精灯、泥三角。灼烧所得灰烬含有可溶性 I 的盐,欲得其溶液,需将第 1 步灼烧后的灰烬转移到烧杯中,加入适量的蒸馏水,充分搅拌后
9、煮沸,再进行过滤,滤液即为含 I 的溶液。将 I 氧化为 I2,以用于第 4 步的检验,最好选用过氧化氢,因为过氧化氢作氧化剂,还原产物为 H2O 且无杂质生成,反应的离子方程式为 2I H 2O22H =I22H 2O,加少量稀酸会促进反应。【答案】 (1)BEF(2)将灰烬转移到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸,过滤(3)D 过氧化氢是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染(不会进一步氧化单质碘)7(2018茶陵县第三中学期末)海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:通入足量 Cl2;将海带焙烧成灰后加水搅拌;加 CCl4振荡;用分液漏斗分液;过滤。合理的操作顺序是(
10、 )A BC D解析:从海带中提取碘的操作顺序为:先将海带焙烧成灰后加水搅拌,得到悬浊液然后过滤悬浊液得到滤液,向滤液中通入足量 Cl2,然后加入 CCl4振荡,最后用分液漏斗分液,故合理的操作顺序是 。答案:B海水提溴1工艺流程2基本操作(1)浓缩:海水晒盐和海水淡化的过程中副产物 Br 得到浓缩。(2)氧化:向经过酸化的浓缩的海水中通入 Cl2,将 Br 氧化为 Br2,反应的离子方程式为 Cl22Br =Br22Cl (3)富集:利用溴的挥发,通入热空气和水蒸气,吹出的溴蒸气用 SO2吸收。反应的化学方程式为 Br2SO 22H 2O=2HBrH 2SO4(4)提取:再用 Cl2将 HB
11、r 氧化得到产品溴。海水中提取 Mg、Br 2、I 2时均有氧化还原反应发生,且在提取 Br2和 I2时,氧化剂均为 Cl2,同样均用有机溶剂萃取水溶液中的 Br2和 I2,分液后再利用蒸馏法将 Br2或 I2与有机溶剂分开。8(2018佛山市第一中学期中)全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的 99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为 65 mgL1 。空气吹出、SO 2吸收法工艺流程如下:(1)步骤的离子方程式:_。(2)步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_。(3)溴水混合物中溶有一定量的氯气,因此在步骤中可
12、将蒸馏产生的气体通过_(填试剂名称)溶液,以除去氯气。(4)步骤的蒸馏过程中,温度应控制在 8090 。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因_。【解析】 (1)步骤中二氧化硫把溴单质还原为溴离子,反应的离子方程式为Br2SO 22H 2O=4H 2Br SO 。(2)步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合24物,可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离,分离方法是分液,因此分离仪器的名称是分液漏斗。(3)氯气具有强氧化性,能把溴离子氧化为单质溴,因此在步骤中可将蒸馏产生的气体通过溴化钾溶液,以除去氯气。(4)由于温度过高,大量水蒸气被蒸出,溴蒸气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低,
13、因此步骤的蒸馏过程中,温度应控制在 8090 。【答案】 (1)Br 2SO 22H 2O=4H 2Br SO (2)分液漏斗 (3)溴化钾(或其24他含 Br 的盐类物质) (4)温度过高,大量水蒸气被蒸出,溴蒸气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率低海水提溴过程中将 Br 氧化成 Br2,可向其中加入氧化剂,合适的是( )A酸性 KMnO4溶液 B氯水CFeCl 3溶液 D碘水解析:Fe 3 和 I2的氧化性都不如 Br2强,故 C、D 错误,虽然酸性 KMnO4溶液能氧化9Br ,但不适合工业生产,因为 KMnO4价格较贵。答案:B1.下列关于海水的知识不正确的是( )A海水资源的利
14、用包括海水水资源利用和化学资源利用B海水既苦又涩,不能直接利用C海水中某些金属元素总储量很大,但富集程度却很低D海水淡化应同化工生产结合,同能源技术结合解析:海水可以直接利用,如作循环冷却水,B 项不正确。答案:B2下列叙述不正确的是( )A地球上 99%的溴元素以溴单质的形式存在于海洋中B在每升海水中含量低于 1 mg 的元素称为海水中的微量元素C海水是锂元素的一个重要来源D世界上生产的镁大部分来自于海水解析:海水中溴元素以 Br 形式存在,海水中不存在溴单质,A 项错误。答案:A3若将海水淡化作饮用水使用,下列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
15、水蒸馏淡化C利用电渗析法可以获取淡化的饮用水D将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子解析:明矾只能使海水中的悬浮物沉淀下来,不能使可溶性的盐转化为沉淀,不能使10海水淡化,A 项不可行。答案:A4海藻中含丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分下列判断正确的是( )A可用淀粉溶液检验步骤的反应是否进行完全B步骤中加入的有机溶剂是乙醇C步骤的操作是过滤D步骤、的操作分别是过滤、萃取分液解析:A 项可检验是否生成了 I2,反应是否进行完全,应检验溶液中是否有 I ,若无I 则反应完全,错误;B 项乙醇与水互溶,故萃取剂应选用 CCl4等有机溶剂,错误;C 项步骤的操
16、作应为蒸馏,错误;D 项正确。答案:D5(2018九江第一中学期末)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:(1)提取溴的过程中,经过 2 次 Br Br 2转化的目的是_,吸收塔中发生反应的离子方程式是_。(2)据上述流程,将 1 m3海水中溴元素(海水中 Br 离子含量为 64 mg/L)转化为工业溴,整个流程中至少需要标准状况下 Cl2的体积为_L(忽略 Cl2溶解)。(3)从理论上考虑,下列物质也能吸收 Br2的是_。11AH 2O BNa 2SO3CFeCl 2 DKBr(4)由无水氯化镁得到镁的化学方程式是_。解析:(1)由于海水中的溴离子浓度并不高,所以 2 次转化的目的是为了提高
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