2020年春高中化学（基础知识+自主探究+探求新知+拓展提升）4.1.2开发利用金属矿物和海水资源海水资源的开发利用（2） 预习案 新人教版必修2

2020年春高中化学（基础知识+自主探究+探求新知+拓展提升）4.1.2开发利用金属矿物和海水资源海水资源的开发利用（2） 预习案 新人教版必修2【学习目标】1.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；2.体验工业生产的复杂性、艰苦性。3.认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。【学习重点】了解海水资源开发和利用。【学习难点】从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品原理及方法。【知识链接】海水中提取食盐【学习内容】知识点1、海水水资源的利用a.海水是一个远未开发的巨大化学资源宝库。海水中含有 多种元素，其中 11种元素的含量较高，其余为 元素。常从海水中提取 ，并在传统海水制盐工业基础上制取镁、钾、溴及其化合物。b.海水水资源的利用主要包括：海水淡化和直接利用海水进行循环冷却。海水淡化的方法：主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等.其中蒸馏法的历史悠久,技术和工艺也比较完善,但成本较高.c. 描述蒸馏原理和过程，思考蒸馏实验操作中有哪些注意事项？2、海水化学资源的开发利用（1）海带中提取碘实验目的实验原理实验过程实验步骤所用仪器、药品实验现象1、取约3克的干海带，用刷子去净其表面上的附着物（不要用水冲洗），把海带剪碎后，用适量酒精浸湿，放入坩埚中；2、点燃酒精灯将海带灼烧至完全成灰，停止加热，使海带冷却至室温；3、将海带灰转移到小烧杯中，加入约10ml蒸馏水，搅拌，煮沸2-3min，过滤；4、在滤液中滴入几滴3mol/ L的稀硫酸再加入约1ml 3%的H2O2，观察现象；5、再取少量溶液于试管中再加入几滴淀粉溶液，再观察现象。实验结论【实验讨论】海带为什么不能用水冲洗？海带剪碎后，为什么要用酒精润湿？实验中用H2O2氧化I，写出反应的离子方程式。用H2O2氧化I有何优点？（2）海水提溴:浓缩海水溴单质溴化氢硫酸溴单质向硫酸酸化的海水中通入适量的 ，使溴离子（主要以溴化钠存在）转化为溴单质，涉及的化学方程式为： ；向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入的吸收塔内，使溴单质蒸气、水和吸收剂二氧化硫相互反应生成溴化氢和硫酸，以达到富集的目的，涉及的化学方程式为： ；向吸收塔的溶液内通入适量的氯气得到溴单质，用四氯化碳萃取、分液得到产品溴，涉及的化学方程式为： 。【归纳小结】1. 海水资源的淡化和利用2. 海水中提取碘和溴的原理和实验操作方法【基础达标】1如果实行海水淡化来供居民用水，下列方法中在原理上完全不可行的是()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将海水缓慢降温凝固以获取淡水D将海水通过离子交换树脂以除去各种离子26月5日是世界环境日，环境与可持续发展是永远的主题，利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的利用认识错误的是()A海水中有人类大量需要的物质，人类可以大量开发海水中的物质，以满足资源短缺的问题B海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发C可以用太阳能电解海水以获取氢能源D人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡3海水是一个巨大的化学资源宝库，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，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能4从海藻灰中提取碘的方法：往海藻灰浸取液中通入Cl2后，用升华方法将置换的碘提纯。但浸取液中通入Cl2时会生成少量性质类似于Cl2的ICl和IBr，为了消除这两种杂质，使其中的碘完全游离出来，可加入适量的()ACaO BKI CH2O D酒精5海水淡化可采用膜分离技术，如下图所示，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透过淡化膜，从而得到淡水，对加压后右侧海水成分的变化进行分析，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6海水中含有氯化镁，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳，在引入海水的水渠中加石灰乳，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，将得到的产物熔融后电解。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丰富B进行步骤的目的是从海水中提取MgCl2C第步电解时同时会产生氯气D以上提取镁的过程中涉及到的反应有分解反应、化合反应和置换反应练方法技巧化工原理的判断技巧7从海水提取溴的过程中，有如下反应：5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O，与上述反应在原理上最相似的反应是()A2NaBrCl2=Br22NaClBAlCl33NaAlO26H2O=4Al(OH) 33NaClC2H2SSO2=3S2H2ODCl2H2O=HClHClO题号1234567答案【拓展提升】8海水中含有大量的氯化镁，从海水中提取镁的生产流程如下图所示：海水Mg(OH)2MgCl2,操作MgCl26H2OMgCl2,操作Mg回答下列问题：(1)写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式：_，操作主要是指_。(2)试剂可选用_，该反应的离子方程式为_。(3)操作主要是指_。(4)经操作最终可得金属镁，该反应的化学方程式是_。9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。(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CKMnO4溶液 DH2O2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。第二节资源综合利用环境保护【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） 【参考答案】1A海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项A，明矾的主要成分是KAl(SO4)212H2O，加明矾不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。2A3C海水中的钾元素是以化合态形式存在，要由化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，故A不正确；海水蒸发制海盐，发生了物理变化，B也不正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将机械能转化为电能，因此D也不正确。4BICl和IBr与Cl2性质相似，可将KI氧化为碘单质，从而消除杂质。5C右侧海水中水分子能透过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能透过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减少，溶质质量分数增大。6D海水中含有丰富的镁元素，是镁的重要来源之一。从海水中制取镁，将贝壳煅烧制CaO，与水反应生成Ca(OH)2，加入海水中生成Mg(OH)2，过滤，然后用盐酸溶解，浓缩得到氯化镁，再进行电解，得到金属镁。涉及的化学反应类型有分解反应、化合反应、复分解反应。7C在5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O的反应中，Br被BrO氧化，生成Br2，在四个答案中只有C项中被氧化和被还原的元素为不同价态的同一元素硫，最后生成单质硫，二者原理相同。8(1)CaOMgCl2H2O=Mg(OH)2CaCl2过滤(2)盐酸Mg(OH)22H=Mg22H2O(3)蒸发结晶(4)MgCl2(熔融)MgCl29(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)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