《海水资源的开发利用》教案

《海水资源的开发利用》教案

1.工艺流程题的结构

规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。

2.对原料预处理的常用方法

(1)研磨——减小固体颗粒的体积，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。

(2)水浸——与水接触反应或溶解。

(3)酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去c

(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时灼烧就是为了除云可燃

性杂质。

(5)煨烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煨烧高岭

土。

3.解答化工流程题的方法——目标分析法

制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。

敢点要放在与题设有关操作的目标、任务上

要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角

度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等

方面考虑

要看板内，看框外,里外结合；边分析,边考

虑.易处着手；先局部，后全盘.逐步深入

而旦还要看清问题,不能答非所问

要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：

本题改变了根据什所以有什二＞结论

什么条件么理论么变化

r跟踪训练

1.(2()18•河北衡水中学期中)已知海水中的溟含量约为65mg.Lr，从海水中提取浪的工业流

程如下：

⑴上述步骤I中已获得游离态的澳，步骤II又将其转化成化合态的浸，目的是

.(填字母)。

(2)步骤II通入热空气吹出Br2,利用了澳的.

A.氧化性B.还原性

C.挥发性D.腐蚀性

(3)步骤I【中涉及的离子反应如下，请在方框内填入正确的化学计量数:

(4)上述流程中吹出的浪蒸气也可以先用二氧化硫的水溶液吸收，再用氯气氧化，然后进行蒸

储，则溪与二氧化硫的水溶液反应的离子方程式为

______________________________________________________________________0

(5)实验室分离漠还可以用萃取法，下列可以用作漠的萃口乂剂的有(填字母)。

A.乙醇B.四氯化碳

C.裂化汽油D.苯

答案(1)富集澳元素(2)C(3)33153

(4)SO2+Br2+2H2O=4H+2Br+SO1(5)BD

解析(I)由于海水中BL的浓度低，故步骤H的目的是富集澳元素。(2)澳单质易挥发。(5)

乙醇与水互溶，不能作为;臭的萃取剂；裂化汽油中含有不饱和烧，能与潼单质发生反应，不

能作为澳的萃取剂。

2.我国拥有很长的海岸线，具有丰富的海洋资源，以海水为原料的盐化工是我国的重要产业。

盐卤是海水晒盐后的富含铁盐的溶液，其中除含镁盐外，还含有其他盐类(如图甲所示)“盐

卤在食品、化工等方面具有广泛的用途。请解答下列与盐卤有关的题目：

⑴根据图甲所示，写出盐卤中含量最多的两种盐的化学式：、

(2)图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线，已知/|℃时，MgSCh和KC1的溶解度分别为M、N,

则它们溶解度大小的关系为；将盐卤加热到9以上，根据溶解度曲线，首先析出

的晶体应是。

质ft/g溶解度/g

EZ>NaCi

163.0

isMgCIMgCI^

142.52

ESMgSO.

）（）OKCI

a.,其他

■MgSO,

22.0

4.2

甲(1(MN)g盐卤中各主要成分的含法)乙

(3)化工厂利用卤水生产金属镁的T.艺流程如图所示：

"yn—罩窣

__i-HH~~

卤水I-网乍①Lu"球午

u氢一化锲沉淀吃吗氯化镁溶液声鸣纲花锲晶体

“操作①”的目的是将氢氧化镁沉淀分离出来，操作①的名称是o氢氧化镁与试剂

B反应的化学方程式为o

操作②的名称是C该方法的优点为

(4)用电解法制备金属镁，两位同学分别设计了下面的两种方法。

甲：电解熔融的氧化镁

乙：电解熔融的氯化镁

其中同学(填“甲”或“乙”)制备金属镁的方案更合理，假设生产过程中镁元素没

有损失，则100g卤水可制备镁go

答案⑴NaQMgCh(2)M=NMgSO4⑶过滤

Mg(OH)2+2HCI=MgCh-F2H2O蒸发、结晶就地取材，节约资源，降低成本(4)乙4.8

解析⑴从甲图中可以看出1000g盐卤中含有的NaCl、MgCb、MgSO4,KCI分别为163.0

g、142.5g、60.0g、22.0go由此可见，含量最多的是NaCl、MgCbo

(2)在九℃时，KC1和MgSCh的溶解度曲线相交：/2℃以后，MgSOj的溶解度随着温度的升

高而降低，故将盐卤加热到以上首先析出的是MgSOjo

(3)分离固体与液体混合物应用过滤方法，而使溶液中的溶质以晶体的形式析出则需要蒸发、

结晶。由于就地选用了海边的贝壳为原料来生产CaO,所以节约了资源，降低了生产成本。

(4)制备金属镁应该也解熔融的MgCb,如果电解氧化镁则耗能大；根据卤水中镁元素守恒，

可以得出电解所得到的镁的质量为100gX-^X^+1()0gX7^X-^-=3.6g4-1.2g=4.8

1(X/UVD1UVU12X)

g。

3.以已经提取出氯化钠、单质浪、镁等化学物质的富碘的水为主要原料，采用如图所示的工

艺流程生产单质碘。

④稀硫酸浸洗

③加适-4^71

水,掩井

(1)写出乙、丁溶液中溶质的化学式:

乙_________________，T

(2)水浸后发生的离子反应为TiC)2++2H2O=H2TiO3I+2H，废液主要呈酸性，所以应加入

CaO、CaCO?或碱。

(3)反应后Ti和Mg易与空气中02、N?等反应，故应在Ar气氛中进行。

5.(2019.南京高一下学期月考)工业上用铝土矿(主要成分为A12O3,还含有杂质SiCh和Fe2O3)

提取氧化铝并冶炼A1的操作过程如卜.：

(1)滤渣A是,滤渣B是o

(2)操作［、II、IH的名称是o

⑶操作IV中，灼烧时盛放药品的仪器是,发生反应的化学方程式是

(4)生成滤渣C的离子方程式为__________________________________________________

(5)取滤液B100mL,加入1200mL盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7g。则滤

液B中c(A10£)=,c(Na+)>molL-,o

答案(l)SiO2(或二氧化硅)Fc(OH)3(或氢氧化铁)

⑵过滤

(3)坨烟2Al(OH)3=^=AhO3+3H2O

(4)AlQf+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCOJ

(5)1.5mol-L-16.0

解析(1)铝土矿中的二氧化硅与稀硫酸不反应，则滤渣A是SiO2(或二氧化硅)：滤液A中含

有铝离子、铁离子，加入过量的氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠，则滤渣B是

Fe(OH)3(或氢氧化铁)。

(2)操作I、II、HI的名称均是过滤。

(3)操作IV中，灼烧固体时盛放药品的仪器是用•蜗。滤液B中含有偏铝酸钠，通入过量的二氧

化碳生成氢氧化铝沉淀，滤渣C是A1(OH)3,则发生反应的化学方程式是2Al(OH)3=JALO3

+3H。

(4)由于二氧化碳是过量的，则生成滤渣C的离子方程式为A1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3I

4-HCOio

(5)取滤液B100mL,加入1molir200mL盐酸时，沉淀量达到最大且质量为11.7g,即氢

117g

氧化铝是11.7g,其物质的量是15mol,根据铝原子守恒可知，溶液B中c<AIO£）

78gmol1

=0.15mol^O.lL=1.5mol-fL根据化学方程式A12（SO4）3+8NaOH=3Na2SO4+2NaA1O2+

4H2O可知，内2（504）3消耗氢氧化钠0.6巾01,又因为氢鱼化钠还会与硫酸等反应，因此最终

滤液B中Na+的浓度大于6.0mol-L-1。

-思维模型二

化工生产工艺流程类试题解答方法

（1）抓首尾，看中间：从原料到产品为一条龙的生产工序试题，其关键点是认真分析对比原材

料与产品的组成，从中得出将原料转化为产品和除去原材料中所含杂质的基本原理和所用工

艺。

（2）用交叉，看分流：有些化工生产选用多组原料，解题关键在于找准中间产品和相互交叉的

流水生产线，在分析过程中，抓住中间产品的关联作用，逐一破解。

（3）明目的，读流程：化工工艺流程综合题目一般是关于物质制备，首先明确题目目的是制取

什么物质,从题干或问题中获取有用信息.了解产品的性质,并结合基本概念和反应原理分

析流程图试题中的元素及化合物知识，从质量守恒原理的角度分析未知物质，寻找解题的突

破口。“一”前是投料（反应物），“一”后是生成物。

（4）看控制，找分离：物质制备工艺都涉及物质的分离提纯，注意制备过程中所需的原料和条

件的控制以及物质分离方法的选择（如过滤、萃取、分液、蒸用等），尽可能写出主要的化学

反应方程式或制备原理。若出现工艺评价内容，从成本、环保、现实等多角度考虑分析即可。

A级合格考达标练

1.（2021山东枣庄高一期末）海水是一个巨大的化学资源度下列有关海水综合利用的说法正确

的是（）

A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能

B.海水通过蒸储法制取淡水的过程中发生了化学变化

C.从海水中可以得到MgCb,电解熔融MgCL可制备Mg

D.海水中含有漠元素，只需经过物理变化就可以得到漠单质

朗汐发电是水流的动能转化为电能,A错误;海水通辽蒸储法制取淡水的过程，只发生了物

理变化，不涉及化学变化,B错误;从海水中获得MgCL,电解熔融MgCL得到Mg和CLC正确;

海水中澳元素以B「的形式存在，应通过化学反应转化为Br2,D错误。

2.许多国家十分重视海水资源的综合利用，下列不需要发生化学变化就能够从海水中获得的物

质是（）

A.氯、澳、碘B.钠、镁、铝

C.烧半、氢气D.食盐、淡水

答案|D

3.下列有关海洋资源综合利用的说法不正确的是（）

A.利用海水波浪发电是将功能转化为电能

B.从海水中提取澳单质一定伴有化学变化

C.从海水中提取Mg时，最终通过电解熔融态的MgO得到Mg

D.积极研发海水直接冷却技术，可减少煤炭的使用量，有利于环境保护

ggc

|解析|MgO熔点高，一般通过电解熔融态的MgCh制得Mgo

4.（2021山东烟台高一期末）空气吹出法是目前用于从海水中提取溟的最成熟的工业方法其工

艺流程如下：

空气、水蒸气水

下列说法错误的是（）

A.X可为SO2,吸收塔里发生反应的离子方程式:SO2+Br2+2H2（＞~4H++s0l+2Br-

B.步骤I与步骤HI中发生的主要反应相同

C.操作I中将液澳分离出来的方法可用乙酸进行萃取、分液然后再蒸储

D.该工业上每获得1molBn,需要消耗标准状况下Ch的体积大于44.8L

ggc

|解析|x可为SO2,二氧化硫吸收吹出塔中吹出的漠蒸气生成硫酸和氢淡酸，发生反应的离子方

+

程式为SO2+Br2+2H2O-4H+sO4+2Br,A正确；步骤I与步骤III中发生的主要反应都是

2Br+Cl2~=Br2+2C「,B正确;乙酸易溶于水，不能用乙酸萃取淡水中的漠,C错误;步骤【与步骤

HI中发生的主要反应都是2Br+CL^~Br2+2C1,由于CL能与水反应，因此工业上每获得1mol

Br2,需要消耗标准状况下。2的体积应大于44.8L,D正确。

5.NaCl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NaCI为

原料的产品（物质）是（）

①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸

A①②③④⑤B.只有①②③④

C.只有①②③⑤D.只有①©④©

2解NaQ的水溶液可制得NaOH、H?、ChiHz.Cb可合成HCl;NaCl溶液又可与CO2、

NH反应来制取NaHCQhNaHCQ受热分解可得Na2cCh；电解熔融的NaCI可制备金属钿。

6.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溶液，再加入淀粉溶液,呈蓝色，证明含有碘元素

D

冬带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"~L+2H2O,产生了L,使淀粉溶液呈蓝色。

7.从海水中可以获得淡水、食盐,也可提取镁等物质。

（1）海水淡化的方法主要有（填

一种）。

⑵从海水中提取镁的流程如图所示：

阿永1T沉淀池HMg(0H)2丹|MgCb凹Mg+Cb

工

।贝壳卜丑记IT石灰乳।

流程中分离出Mg(OH)2沉淀的方法是;写出反应②的化学方程

式:。

国圉(1)蒸储法(或电渗析法、离子交换法等)

(2)过滤MgCb(熔融)%曳Mg+CbT

黛丽(1)海水淡化的常用方法有蒸憎法、电渗析法、离子交换法等。

(2)从沉淀池中分离出Mg(0H)2沉淀使用过滤方法，反应②的化学方程式为MgCL(熔

电解

融)-Mg+CLT。

B级等级考提升练

8.(2021广东佛山顺德区高一期末)实验室中，从海带里提取碘的部分流程如图所示，下歹J说法

不正确的是()

A.步骤①灼烧海带需要用珀期

B.步骤③主要操作为过滤

+

C.步骤④主要反应为2r+H2O2+2H==2H2O+I2

D.步骤⑤可以加入酒精萃取h

ID

步骤①为灼烧，需要将干海带放入培病中灼烧,A正确;步骤③将海带灰悬浊液中的含碘离

子的水溶液与不溶物分离，主要操作为过滤,B正确;步骤④是含碘离子的水溶液在酸性条件下

被双氧水氧化生成碘单质，主要反应为2「+H2O2+2H+:~2H2O+I2C正确;酒精能与水以任意比

互溶，不能用于萃取水溶液中的碘单质,D错误。

9.(2021山东淄博高一期末)侯德榜改进的制碱工艺打破了西方对我国的技术封锁至今仍在使

用。工业上从海水中制备纯碱和金属镁的流程如下图所示：

■精n加物

晒广粗款f粗盐水」一>盐苒»NaHCO3*Na2cO3

海国(含5(化钙和氯化镁)水徐彘花

L母液Mg(OH)2学MgCl2胖Mg

1>VVI

下列说法不正确的是()

A.流程I依次向粗盐水中加入过量Ca(OHh溶液、Na2c03溶液并过滤

B.流程1【体现了侯德榜制碱法

C流程II中吸氨与碳酸化的顺序互换，物质不变，不影响反应结果

D.流程IV、V的目的是富集镁元素

I答案k

|解析|粗盐水中含有NaCl、CaCb和MgCb等，要依次加入过量Ca(OH)2溶液、Na2c。3溶液，沉

淀后过滤，除去MgCb和CaC12,A正确;流程II中精盐水吸枚NH3后，再碳酸化，得到NaHCO?晶

体，发生反应:NaCl+NHs+CCh+H?。1~NaHCOR+NTCl,B正确;NHa易溶于水,CCh在水中的溶

解度不大,故流程H中吸氨和碳酸化顺序不能颠倒,C错误;母液中含有MgCb,流程IV和V的目

的是富集镁元素,D正确。

10.从淡化海水中提取浪的流程如下:

瓯

通人空气吹出Br2,

通人ci,并用x吸收通入ci?

叵I1低浓度BTn[含Br等的落嗣m[B「2的浓溶词—…Ti

网

下列有关说法不正确的是()

A.X试剂可用Na2so3饱和溶液

R步骤HI的离子方程式:2Br+Cb^~=2C1+Br2

C.工业上每获得1molBn,需要消耗Ch44.8L

D.步骤IV包含萃取、分液司蒸储

答案卜

解析iNazSCh+Bn+H©=~=Na2SO4+2HBr,A正确;步骤HI根据氯的非金属性比澳强，可以利用置

换反应制取Bn,B正确;反应I和反应III均使用到Cb,但未给出氯气所处的温度和压强,无法计

算CL的体积,C错误;从浓淡水中提取次，可利用有机溶剂(如苯)萃取漠，然后分液得到淡的有机

溶液,再经蒸馈可得到纯净的漠,D正确。

11.海洋是一座巨大的化学资源宝库，如图所示为从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下

列说法正确的是()

广圃鼾幺隔I氯碱工业

Mg(OH)2|-^-^[Mi]

so2的水溶液^

A.除去粗盐中的sO；、Ca2\Mg2\Fe3+等杂质，①中加入试剂的顺序为Na2cO3溶液-NaOH

溶液-BaCb溶液一过滤后加盐酸

B.②中包含制取MgCb溶液、无水MgCb及电解熔融状态的MgCh几个阶段

C.③④⑤中澳元素均被氧化

D.蒸饲法是技术最成熟也歪最具有发展前景的海水淡化方法

答案w

解析|A项中加入试剂的顺序会导致RP+无法除尽3项错误;单质镁是通过电解熔融MgCL的

方法制取的,B项正确;流程图的第④步中澳元素被还原,C项错误;蒸馈法会消耗大量的能源,

不是最具有发展前景的海水淡化方法,D项错误。

12.海洋资源的利用具有广阔前景。

(I)从海水中提取浪的主要步骤是向浓缩的海水中通入Cb,将氧化,该反应的离子方程式

是C

(2)下图是从海水中提取镁的简单流程。

图法剂液I

*JMg(0H)2件坐MgCh溶液|■术运西-

①工业上常用于沉淀M*的试剂A是.Mg(0H)2转化为MgCh的离子方程式

是.

②由无水MgCh制取Mg的化学方程式

是，

(3)海带灰中富含以「形式存在的碘元素。实验室提取L的途径如下所示:

十七.灼烧士所“水5,酸化CCL多步操作

十海带---►海带灰—滤液、+上---*■-------">

过滤过辄化氢溶液

①灼烧海带时所用的主要仪器的名称是。

②向酸化的滤液中加4。2溶液,写出该反应的离子方程式:_。

:

匿国(l)Cb+2Br――Br2+2Cl

+2+

⑵①石灰乳Mg(OH)2+2H-Mg+2H2O

②MgCb(熔融)里曳Mg+Cl2T

⑶①坦烟

②21+H2O2+2H+^~I2+2H2O

解析|(1)氯气具有强氧化性，能和湿离子发生置换反应生成澳，离子方程式为

Cb+2Br-BT2+2C1。

(2)①工业上常用石灰乳沉淀Mg2+,Ca(0H”和镁离子反应生成Mg(0H)2,氮氧化镁和盐酸

+

反应得到氯化镁和水.反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H~Mg2++2H2。。②镁是活泼金属,

可通过电解熔融氯化镁冶炼镁，包解反应的化学方程式为MgCb(熔融)曳壁Mg+Q2b

(3)①灼烧固体时所用的主要仪器的名称是柑蜗。②向酸化的滤液中加入过氧化氢溶液,

可将碘离子转化为单质碘，离千方程式为2「十H2O2+2H+---匕+2H20。

13.(2021广州五校高一期末联考)海洋约占地球表面积的71%,海水化学资源的利用具有非常

广阔的前景。

(1)海水淡化的方法主要有、、等。(填具体操作名称)

(2)镁及其合金是一种用途广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步

骤如下：

①工业上为了使MgSCh转化为Mg(OH)2,试剂a通常选用廉价的。

②试从节约能源、提高金属镁的纯度分析，以下适宜的冶镁方法是______________o

△28001

A.Mg(OH)2-MgO电解,Mg

还原

△A*

B.Mg(OH)2—*MgO碳Mg

,7i4r

HC1----------»

C.Mg(OH)2—>MgCI?电解Mg

口门还原

HCI--------------►

D.Mg(OH)2一MgCb沽泼金属Mg

(3)滨及其化合物用途十分广泛，我国正在大力开展海水提澳的研究和开发工作。工业上以浓缩

海水为原料提取澳的部分过程如下：

Cl空气SO2、H0

।2।,I.T2

酸化的浓缩海水卜|吹出塔T吸收塔

某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均己被保护，夹持装

置已略去)：

热空气・

含Br-的酸性溶液

—NaOH溶液

①A装置中通入a气体的目的是(用离子方程式表示);

②A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通热空气。通入热空气的目的

是；

③反应过程中,B装置中有sO：生成，检验S0亍的方法是;

④C装置的作用