必修二化学第四章第一节第2课时海水资源的开发利用

1、必修二化学第四章第一节 第2课时海水资源的开发利用1.了解海水淡化的几种方法；掌握海水蒸馏的原理。2知道从海水中提取溴碘的原理，了解非金属的置换反应。(重点)3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。海水水资源的利用阅读教材P90相关内容，完成以下问题。1海水资源海洋约占地球表面积的71%，海水约占地球总水量的97%。2海水水资源的利用(1)海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。(2)海水蒸馏【思考】观察上图，分析海水蒸馏装置是否一定需要温度计？【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。海水化学资源的开发利用阅读教材P90

2、最后1段至P92科学视野以上内容，完成以下问题。1海水中的化学元素总计含有80多种元素。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。3海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检验。反应原理：酸性条件下H2O2氧化I的离子方程式为2H2IH2O2=I22H2O。操作步骤：(2)海带中提碘。反应原理：Cl2氧化I的离子方程式为Cl22I=I22Cl。工艺流程：4海水提溴在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子生成单质溴。反应的离子方程式为Cl22Br=2ClBr2。【判断】1海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质。()2海水蒸发制海盐的过程只发生了化学变

3、化。()3从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2。()4海水中含有Br可利用化学反应来制备Br2。()海水中提取溴的流程及基本操作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：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br氧化成Br2，反应的离子方程式为Cl22Br=Br22Cl。3富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为Br2SO22H2O=2HBrH2SO4。4提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。【活学活用】海水中溴元素以Br形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：(1)步骤反应的

4、离子方程式是_。(2)步骤反应的化学方程式是_。从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是_。ANaOHBFeCl2CNa2SO3 DH2O(3)步骤蒸馏的过程中，温度控制在80 90 ，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：_。【解析】(1)(2)由流程图和反应原理可写出离子方程式和化学方程式分别为2BrCl2=Br22Cl，SO2Br22H2O=2HBrH2SO4；从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2、SO具有强还原性也能吸收Br2。(3)温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低【答案】(1)2BrCl2=Br22Cl(2)SO

5、2Br22H2O=H2SO42HBrA、B、C(3)若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴蒸气中水蒸气的含量增加，温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中：问题1问题2问题3问题4海水提镁探究背景目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下：探究问题1从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是什么？【提示】石灰乳中的Ca(OH)2与海水中的镁盐发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀。2操作、分别是什么？【提示】为过滤、为蒸发结晶。3请根据流程分析，加入的足量的试剂a应该是什么物质？发生什么反应？【提示】a为稀盐酸，反应为Mg(OH

6、)22HCl=MgCl22H2O。4无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，能否采用电解氧化镁的方法制取Mg？为什么？【提示】不能，氧化镁的熔点太高，使氧化镁熔化需要消耗大量的能量。从海带(或海藻)中提取碘海藻中含有丰富的碘元素(以I形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：(1)实验操作的名称是_，所用主要仪器名称为_。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_(填序号)。A酒精(沸点78 ) B四氯化碳(沸点77 )C甘油(沸点290 ) D苯(沸点80 )(3)在操作中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量_(填字母)溶液

7、，反应的离子方程式为_。AKIO3 BHClO CKI DBr2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_。【思路点拨】【解析】从碘水中提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏，其中在操作中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为IClKI=I2KCl。【答案】(1)萃取分液分液漏斗(2)B、D(3)CIClI=I2Cl(4)蒸馏法(1)从海带(或海藻)中提取I2时，用氧化剂Cl2将I氧化为I2，然后用有机溶剂(如CCl

8、4、苯)萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸馏法将I2与有机溶剂分离开。(2)将I氧化成I2时常使用的氧化剂是Cl2和H2O2。16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海水晒盐是利用蒸馏的原理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可以用太阳能光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【解析】海水晒盐利用蒸发的原理，A符合题意；海水利用时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡，不能过度开发，要适度使用和开发，B、D正确；利用太阳能光解海水可获得氢能源，C正确。【答案】A2下列方法中，

9、不能实现海水淡化的是()A蒸馏法 B电渗析法C过滤法 D离子交换法【解析】海水淡化常用的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法。海水中的盐为可溶性盐，用过滤法难以淡化海水。【答案】C3从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是()【解析】灼烧海带应用坩埚，A项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B项错误；苯的密度比水的小，萃取了单质碘的苯层在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。【答案】D4已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 、604 ，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是()A海水Mg(OH)2MgB海水

10、MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg【解析】工业生产除理论上可行外，还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A方法使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B方法中得不到MgCl2；C方法中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，所以经济效益差。【答案】D5海带是海洋中的一种褐藻，海带中含有丰富的碘，是人类经常食用的一种补碘食物。某资料中有“海带中碘的检验”的选做实验，操作步骤如下：取3 g左右干海带，除去表面杂质，剪碎，用酒精润湿，放在坩埚中灼烧成灰，冷却；

11、将海带灰转移到小烧杯中加蒸馏水，搅拌，煮沸23 min，使可溶物质溶解，过滤；向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象；取少量上述所得溶液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象；向剩余的滤液中加入1 mL CCl4，振荡静置，观察现象；向加有CCl4的溶液中加入NaOH溶液，充分振荡后，将混合液的下层液体放入指定的容器中。请回答下列问题：(1)海带中碘元素是_(填“碘离子”“碘单质”或“碘酸盐”)，步骤中除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗，原因是_；(2)可说明海带中含有碘的现象有_；(3)操作叫作_。操作的目的是_。【解析】海带中碘元素以碘离子的形式存在，且易溶于水，为

12、防止碘元素的损失，除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗；实验中步中加入淀粉溶液后变蓝；步中下层液体呈紫红色可以说明海带中含有碘。操作是萃取碘水中的碘，操作是为了回收CCl4。【答案】(1)碘离子防止碘元素的损失(2)步中加入淀粉溶液后变蓝；步中下层液体呈紫红色(3)萃取回收CCl4A组基础过关1中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是()A蒸馏B蒸发C过滤 D搅拌【解析】实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的。【答案】B2许多国家十分重视海水资源的综合利用，不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是

13、()A氯、溴、碘 B钠、镁、铝C烧碱、氢气 D食盐、淡水【解析】海水通过蒸发就可以得到食盐和淡水，其他必须通过化学反应制得。【答案】D3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利用太阳能使海水蒸馏淡化C将海水缓慢凝固结冰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】明矾净水是利用Al3在水中生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物，并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化。利用太阳能使海水蒸馏淡化，是有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化。将海水通过离子交

14、换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法。【答案】A4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【解析】右侧海水中水分子能通过淡化膜进入左侧淡水池，而各种离子不能通过淡化膜，故溶质质量不变，溶剂质量减小，溶质质量分数增大。【答案】C5下列说法中不正确的是()A海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库B海水中金的储存量很大，但它的富集程度却很低C从海水中可以提取铀和重水等核原料D海水中的溴、氟等元

15、素均为微量元素，但仍有提取的价值【解析】海水中金元素的储量为5107 t，但1 t海水中的含量仅为4 106 t，所以说它的富集程度很低，海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，另外还可从海水中提取铀和重水等核原料，故A、B、C正确；海水中的Br、F等元素为常量元素，D错误。【答案】D6实验室从海带中提取碘的操作过程中，仪器选用不正确的是()选项操作选用仪器A称取3 g左右的干海带托盘天平B灼烧干海带至完全变成灰烬烧杯C过滤煮沸后的海带灰与水的混合液漏斗D用四氯化碳从氧化后的海带灰浸取分液漏斗【解析】托盘天平的准确度达0.1 g，也可粗略称量，A项对；海带的灼烧需承受高温，应使用坩埚而不是烧

16、杯，B项错；过滤的主要仪器为漏斗，C项对；I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，可用分液漏斗进行萃取提取I2，D项对。【答案】B7NaCl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()烧碱纯碱金属钠氯气盐酸A BC D【解析】从海水中得到的NaCl；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。化学方程式分别为：2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，2NaCl(熔融)2NaCl2，NaClNH3H2OCO2=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3N

17、a2CO3CO2H2O，Cl2H22HCl。【答案】A8目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的，海水提溴常用的方法之一是用氧化剂把溴离子氧化成单质，再通入热空气将溴蒸气吹出，这一反应中常用的氧化剂是()ACl2 BBr2CH2O DH2O2【解析】此法是通入氯气把浓缩的溶液中的溴化物氧化，然后用空气把生成的溴吹出。【答案】A9如图所示的蒸馏装置中，请指出错误之处并加以改正：_【答案】蒸馏烧瓶中温度计水银球应在支管口处，而不应插在液面下；将温度计向上提至水银球与支管口相平冷凝管的冷水流向是错误的；应从a处流入，b处流出接收容器用大口的烧杯，蒸气挥发太多；用锥形瓶替换烧杯没使用石棉网；垫上石棉网后

18、再加热B组能力提升10海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可以按照如下步骤：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、化合反应和置换反应【解析】利用海水和贝壳符合来源丰富。第步用于生成氢氧化钙，包括分解和化合两种反应；第步用于生成氢氧化镁，为复分解反应；第步用于制备氯化镁，也是复分解反应；第步为电解熔融的氯化镁得到镁，为分解反

19、应。【答案】D11海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有关说法正确的是()A大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮B工段中结晶出的MgCl26H2O在空气中受热分解制无水MgCl2C在工段中溴元素均被氧化D工段中除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2、Fe3等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸【解析】海水中含有大量的氮、磷等元素，能引发赤潮，A项对；结晶出的MgCl26H2O需要在HCl气氛中制无水MgCl2，否则由于其他反应而最终得到MgO，B项错；反应为Br2SO22H2O=H2SO42HBr，溴元素被还原，C项错；粗盐提纯的

20、顺序中要注意两点：一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入，二是盐酸最后加入，D项错误。【答案】A12某同学设计实验从海带中提取碘：滴加稀硫酸和双氧水；在海带中加入少量酒精，点燃使其燃烧为灰烬，在灰烬中加水搅拌；加四氯化碳并振荡；过滤；分液。该实验的合理操作顺序是()A BC D【解析】从海带中提取I2的流程为：海带(加少量酒精)海带灰含I的水溶液I2的水溶液I2的有机溶液，故正确步骤为，选C。【答案】C13海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)请写出一种海水淡化的方法：_。(2)步骤获得Br2的离子方程式为_。(3)步骤用SO2水溶液吸收Br2，使溴

21、蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为Br2SO22H2O=H2SO42HBr，在该反应中，氧化剂是_(填化学式)。若反应中生成2 mol HBr，则消耗_mol SO2。(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_。【解析】海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等；海水淡化后得到NaCl，电解其熔融态可生成Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br得到Br2，离子反应为Cl22Br=Br22Cl，然后通入空气，吹出Br2，再用SO2吸收Br2，发生反应为Br2SO22H2O=H2SO42HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2

22、，反应中每生成2 mol HBr，则消耗1 mol SO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到Br2。经过上述过程中的反应知氧化性由强到弱的顺序为：Cl2Br2SO2。【答案】(1)蒸馏法(其他合理答案均可)(2)Cl22Br=2ClBr2(3)Br21(4)Cl2Br2SO214从海水中可提取多种化工原料，下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图。试回答下列问题：(1)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式：_(2)以上海水的综合利用过程中，哪一种操作肯定会引起氧化还原反应的发生？_。(3)电解无水MgCl2可制取镁和氯气，其中副产品氯气和粉末状熟石灰可制得漂白粉，制漂白粉的化学方