新 高中化学 4.1 海水资源的开发利（第2课时）课件 新人教版必修2.ppt

第2课时海水资源的开发利用 第四章第一节开发利用金属矿物和海水资源 知道海水淡化的意义和方法 熟知从海水中提取溴 碘 金属镁的原理 会写相关反应的化学方程式 学习目标定位 内容索引 一海水水资源的利用及溴 碘的提取 二从海水中提取镁 当堂检测 40分钟课时作业 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 答案 导学探究 蒸馏法 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 答案 1 从海水中提取溴 一般要经过 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 3 通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是 4 借助煤油从海水中提取溴是利用了溴的性质 浓缩 氧化 苦卤 br2 2br cl2 br2 2cl 溴单质易挥发 易溶于有机溶剂 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 答案 1 指出提取碘的过程中有关的实验操作名称 写出过程 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 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 过滤 2nai cl2 2nacl i2 b 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 主要流程 2 海带中提碘 1 海带中含有碘元素的检测 2 海带中提碘 流程海带 晒干 灼烧 浸泡 过滤 氧化 提纯 碘单质 主要的化学原理 或 答案 2h 2i h2o2 i2 2h2o cl2 2ki 2kcl i2 活学活用 1 2 1 溴有 海洋元素 之称 海水中溴含量为65mg l 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20ml富含溴离子的海水中 海水可以用0 1mol l 1的nabr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 解析答案 理解感悟 1 2 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br2 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 答案氧化cl2 2br 2cl br2分液漏斗四氯化碳橙 理解感悟 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 1 2 1 2 返回 解析答案 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 1 2 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离 d对 答案d 返回 二从海水中提取镁 导学探究 海水提镁的生产流程可表示为 答案 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 电解 碱 氢氧化镁 盐酸 氯化镁 过滤 答案 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 其主要成分发生了怎样的化学变化 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 4 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 归纳总结 由mgcl2 6h2o加热制取无水mgcl2时 要不断通入干燥的hcl气体 防止mgcl2水解生成mg oh 2 3 4 解析答案 活学活用 3 下表是氧化镁和氯化镁的熔 沸点数据 请参考以上数据分析 从海水中提取镁 正确的方法是 3 4 解析本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的mgcl2得到 还要知道实际生产中从海水提取mgcl2的途径及原料的合理使用 用石灰乳而不用naoh 答案d 3 4 解析答案 4 从海水中提取镁的工艺流程可表示如下 下列说法不正确的是 a 用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富b 步骤 电解mgcl2时阴极产生氯气c 步骤 可将晶体置于hcl气体氛围中脱水d 上述工艺流程中涉及化合 分解和复分解反应 解析海水中含有大量的镁元素 从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰富 选项a正确 3 4 电解熔融mgcl2时 阳极产生cl2 阴极产生金属镁 选项b错误 因mgcl2能水解 mgcl2 2h2o mg oh 2 2hcl 为此将mgcl2 6h2o晶体在hcl气氛中加热脱水 其目的是抑制mgcl2水解生成mg oh 2 选项c正确 步骤 涉及caco3发生分解反应得到cao cao与h2o发生化合反应得到ca oh 2 步骤 是电解 涉及分解反应 步骤 涉及mgcl2与ca oh 2发生复分解反应得到mg oh 2和cacl2 故选b 答案b 学习小结 返回 当堂检测 1 2 4 3 5 解析答案 1 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 海底多数金属结合矿含有铁 锰 钴等多种元素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 海水提溴过程中溴元素依次了生氧化反应 还原反应 氧化反应 解析碳 锶不是微量元素 a 1 2 4 3 5 答案 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 a 溶质质量增加b 溶剂质量减小c 溶液质量不变d 溶质质量分数减小 1 2 4 3 5 3 碘在地壳中主要以naio3的形式存在 在海水中主要以i 的形式存在 几种粒子之间的转化关系如图所示 解析答案 下列说法中不正确的是 a 用淀粉 ki试纸和食醋检验加碘盐时淀粉 ki试纸会变蓝b 足量cl2能使湿润的 已变蓝的淀粉 ki试纸褪色 原因可能是5cl2 i2 6h2o 2hio3 10hclc 由图可知氧化性的强弱顺序为cl2 i2 d 途径 中若生成1moli2 则反应中转移的电子数为10na 1 2 4 3 5 根据图示转化关系可知b正确 答案c 1 2 4 3 5 4 海水中含有氯化镁 是镁的重要来源之一 从海水中提取镁 可按照如下步骤进行 把贝壳制成石灰乳 在引入的海水中加入石灰乳 沉降 过滤 洗涤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥产物 将所得的产物熔融后电解 关于提取镁 下列说法不正确的是 a 此法的优点之一是原料来源丰富b 进行 步操作的目的是从海水中提取氯化镁c 第 步电解时会产生氯气d 以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应 化合反应 置换反应和复分解反应 答案 d 1 2 4 3 5 5 海带中的碘元素主要以i 的形式存在 提取时用适当的氧化剂将其氧化成i2 再萃取出来 证明海带中含有碘的实验方法 用剪刀剪碎海带 用酒精湿润 放入坩埚中 灼烧海带至完全成灰 停止加热 冷却 将海带灰加蒸馏水溶解 搅拌 煮沸 过滤 在滤液中滴加稀h2so4及h2o2 然后加入几滴淀粉溶液 涉及反应的离子方程式为2i h2o2 2h i2 2h2o 在实验过程中用到的玻璃仪器有 能证明海带中含有碘的实验操作是 填序号 现象是 答案 烧杯 玻璃棒 漏斗 酒精灯 滴入淀粉溶液后变蓝 返回 40分钟课时作业 1 2 4 3 5 6 一 海水水资源的利用1 下列说法正确的是 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 7 8 10 9 11 12 13 14 经典基础题 解析答案 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 b 2 随着人口增长 工业发展 淡水供应出现危机 若实行海水淡化来供应饮用水 下列方法在原理上完全不可行的是 a 加入明矾 使海水中的泥沙沉淀并淡化b 利用太阳能 将海水蒸馏淡化c 将海水通过离子交换膜除去其所含的盐分d 利用电渗析法使海水淡化 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 答案 a 3 据报道 挪威和荷兰正在开发一种新能源 盐能 当海水和淡水混合时 温度将升高0 1 世界所有入海口的这种能源相当于电力需求的20 海水和淡水混合时 温度升高最可能的原因是 a 发生了盐分解反应b 发生了水分解反应c 由于浓度差产生放热d 盐的溶解度增大 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析海水与淡水混合时 不可能发生化学反应 故a b两项错误 温度升高可以使盐的溶解度增大 而盐的溶解度增大不可能使温度升高 所以d选项错误 c 4 下列说法正确的是 a 海水中含量最高的元素是氯b 海水中含量最高的物质是氯化钠c 加碘食盐溶液遇淀粉溶液显蓝色d 加碘食盐中的碘是含碘元素的化合物 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析海水中含量最高的物质是水 含量最高的元素是氧 加碘食盐中的碘是kio3 碘单质遇淀粉溶液显蓝色 含碘元素的化合物遇淀粉溶液不显蓝色 d 二 从海水中提取溴 碘5 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c fecl3溶液d 碘水 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析fe3 和i2的氧化性都不如br2的强 c d不正确 酸性kmno4溶液能氧化br 但kmno4价格比较贵 不适合工业生产用 b 6 从淡化海水中提取溴的流程如下 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 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 的离子反应 2br cl2 2cl br2c 工业上每获得1molbr2 需要消耗cl244 8ld 步骤 包含萃取 分液和蒸馏 解析na2so3 br2 h2o na2so4 2hbr a正确 步骤 利用氯的非金属性比溴强 可以利用置换反应制取br2 b正确 反应 和反应 均使用到cl2 故制取1molbr2消耗2mol氯气 但未标明氯气所处的温度和压强 c错误 从浓溴水中提取溴 可利用有机溶剂 如苯 萃取溴 然后分液得到溴的有机溶液 再经蒸馏可得到纯净的溴 d正确 答案c 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 7 从海水中可以提取溴 但得到的液溴中常常有少量氯气 除去氯气应该采用的方法是 a 加入适量的na2co3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 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析na2co3溶液和naoh溶液都能与溴反应 不能用于除杂 d 8 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 他们设计了如下的几个方案 你认为能证明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 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 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 答案d 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 9 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 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 答案 d a x为so2气体 也可将so2换成na2so3b 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1molbr2 需要消耗cl2体积最多为44 8l 标准状况 三 从海水中提取镁10 从海水中提取金属镁的生产步骤有 浓缩结晶 加熟石灰 加盐酸 过滤 熔融电解 正确的操作顺序是 a b c d 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析海水中含有mg2 加入ca oh 2可生成mg oh 2沉淀 mg2 2oh mg oh 2 过滤可得到mg oh 2固体 再将mg oh 2转化为mgcl2 mgcl2熔点低 电解熔融mgcl2可得金属镁 mgcl2 熔融 mg cl2 c 11 海水中可以提取镁 其方法是首先使海水中的mg2 转化为mg oh 2沉淀 从化学知识的角度和经济效益的角度考虑 可在海水中加入的物质是 a naohb kohc caod na2o 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析若使mg2 转化为mg oh 2沉淀 须在海水中加入碱 理论上加入naoh koh cao na2o都可实现上述转化 但naoh koh na2o为重要的化工原料 其成本较高 而cao可由石灰石或贝壳等分解而获得 原料易得 成本较低 故可加入cao cao h2o ca oh 2 从而使mg2 转化为mg oh 2沉淀 c 12 工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 能力提升题 1 该工艺流程中先后制得br2 caso4和mg oh 2 能否按br2 mg oh 2 caso4的顺序制备 填 能 或 不能 原因是 解析答案 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析caso4和mg oh 2制备顺序与加入的试剂顺序有关 要求每次加入试剂后只能得到一种物质 如果先沉淀mg oh 2 则沉淀中会夹杂有caso4和ca oh 2沉淀 产品不纯 答案不能若先沉淀mg oh 2 则沉淀中会夹杂有caso4和ca oh 2沉淀 使产品不纯 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析属于对试剂使用的评价问题 四氯化碳与水相比 无论是从价格上还是环境污染问题上 都超过水 2 溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多 四氯化碳与水不互溶 但在上述工艺中却不用四氯化碳 原因是 四氯化碳萃取法工艺复杂 设备投资大 经济效益低 环境污染发严重 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 答案 3 写出 反应的离子方程式 cl2 2br br2 2cl mg2 2oh mg oh 2 13 海水中含有丰富的化学元素 下面是某化工厂从海水中提取nacl mg 以mgcl2形式存在 和br2 以nabr形式存在 及综合利用的生产流程简图 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析从溶液中提纯易溶于水的晶体 常用蒸发 冷却结晶 过滤的方法 dec 请回答下列问题 1 mg oh 2中加入盐酸后 要获得mgcl2 6h2o晶体 需要进行的实验操作依次为 填字母 a 蒸馏b 灼烧c 过滤d 蒸发e 冷却结晶 2 母液中常含有mgcl2 nacl mgso4 kcl等 可进一步加工制得一些重要的产品 下图是上述四种物质的溶解度曲线图 若将母液加热升温到60 以上 随着水分的蒸发 会逐渐析出晶体 此晶体的主要成分是 1 2 4 3 5 6 7 8 10 9 11 12 13 14 解析答案 解析将母液加热升温到60 以上 由图可知mgso4的溶解度随着温度的升高而降低 nacl的溶解度基本保持不变 所以随着水分的蒸发 会有mgso4晶体和nacl晶体析出 mgso4 nacl 3 过滤上述晶体后 将滤液降温到30 以下 又逐渐析出晶体 用一定量的冷水洗涤该晶体 最后可得到