1、【 精品教育资源文库 】 第 17讲 化学与 STSE 考纲要求 考情分析 命题趋势 1.了解海水的综合利用，以及常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 2.了解科学、技术、社会的相互关系 (如化学与生活、材料、能源、环境等 )。理解在化工生产中遵照 “ 绿色化学 ” 思想的重要性。 2016，全国卷甲， 7T 2016，天津卷， 1T 2016，浙江卷， 7T 以海水资源开发利用为背景，设计提取 I2、 Br2等工艺流程题，综合考查化学反应原理、物质的分离提纯、绿色化学的理念等。预计 2019年高考仍将注重化学在工农业生产、环境治理等方面的应用 。 分值： 2 6分 考点一 海水资源
2、的开发利用 1水资源的利用 水资源的利用 海水的 _淡化 _和直接利用海水进行循环冷却 | 海水的淡化方法 _蒸馏法 _、电渗析法、 _离子交换法 _等 2海水中化学资源的开发利用 (1)镁的提取 工艺流程 基本步骤及主要反应 a制熟石灰： _CaCO3=高温 CaO CO2 _， _CaO H2O=Ca(OH)2_。 b沉淀： _Mg2 2OH =Mg(OH)2 _。 c酸化： _Mg(OH)2 2HCl=MgCl2 2H2O_。 d蒸发结晶：析出 MgCl26H 2O。 【 精品教育资源文库 】 e脱水：在 _氯化氢气流 _中使 MgCl26H 2O脱水制得无水氯化镁。 f电解：电解熔融
3、氯化镁制得镁： _MgCl2(熔融 )=电解 Mg Cl2 _。 (2)溴的提取 工艺流程 基本步骤及主要反应 a浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中 Br 得到浓缩。 b氧 化：向浓缩的海水中通入 Cl2，将 Br 氧化为 Br2，反应的离子方程式为 _Cl2 2Br =Br2 2Cl _。 c富集：利用溴的挥发性，通入热空气或水蒸气，吹出的溴蒸气用 SO2 吸收，反应的化学方程式为 _Br2 SO2 2H2O=2HBr H2SO4_。 d提取：再用 Cl2将 HBr氧化得到产品溴 _Cl2 2HBr=Br2 2HCl_。 (3)碘的提取 海带中含有碘元素的检验 a反应原理： 2H 2I H2O
4、2=I2 2H2O。 b实验步骤及证明方法 海带中提碘 a工艺流程 干海带 灼烧 海带灰 浸泡 悬浊液 过滤 含 I 的溶液 适量 Cl2 含 I2的溶液 加 CCl4萃取、分液 碘的有机溶液 蒸馏 晶体碘 b两种原理 主要的化学原理： _Cl2 2KI=2KCl I2_。 主要的物理原理：单质碘用 _苯或四氯化碳 _萃取，分液后用 _蒸馏法 _将碘与有机溶剂分开。 (4)海水中提取 _铀 _和 _重水 _可用于核能的开发利用。 【 精品教育资源文库 】 海水淡化的方法和原理 淡化方法 原理 蒸馏法 将海水加热蒸发汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水 电渗析法 利用阴阳离子交换膜对水中阴阳离子的
5、选择透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的 离子交换法 用阳离子交换树脂和阴离子交 换树脂除去海水中的阴阳离子得到去离子水的方法 1判断正误，正确的划 “” ，错误的划 “” 。 (1)从海水中可以得到 NaCl，电解熔融的 NaCl可制备金属钠。 ( ) (2)海水中提取镁所涉及的化学反应全都是氧化还原反应。 ( ) (3)从海水中提取溴的工艺流程中出现了两次 Br 氧化 Cl2Br2 的过程，这样设计的目的是把海水中的溴元素富集。 ( ) 2海藻中含有丰富的、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中的 一部分。下列判断正确的是
6、( A ) A步骤 的操作分别是过滤、萃取 B可用淀粉溶液检验步骤 的反应是否进行完全 C步骤 中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇 D步骤 的操作是过滤 解析 通过过滤除去海藻灰悬浊液中的难溶性杂质而得到含有 I 的溶液，向该溶液中通入 Cl2将 I 氧化为 I2，经萃取、分液后即得含碘有机溶液， A项正确；淀粉只能检验生成了 I2，而不能说明 I 已反应完全， B项错误；裂化汽油中含有不饱和烃，能与 I2发生反应，乙醇能与水互溶， C项错误；步骤 的操作是蒸馏， D项错误。 (1)制取 MgCl2 时，应该在干燥的 HCl 气流氛围中加热 MgCl26H 2O，目的是防止【 精品教育资源文库
7、 】 MgCl26H 2O 在加热脱水时水解产生 Mg(OH)2或 Mg(OH)Cl。 (2)Mg蒸气应在 H2或稀有气体中冷却，不能在空气中冷却。 (3)提取溴的过程中要用硫酸酸化海水，防止溴单质与碱 (因为海水呈弱碱性 )反应而消耗。 解答海水的工艺流程题目应注意的四点 1在制备过程中往往用到结晶、过滤、萃取、分液、蒸馏等实验操作，注意这些操作的使用条件和操作方法的规范性。 2在制备过程中，涉及氧化还原反应、电解反应、水解平衡等化学原 理。 3读懂流程图，抓住物质的流入、流出、挖掘反应条件和重要数据。 4绿色化学，使用无污染的物质、减少或不排放污染物、物质的循环使用。 例 1 空气吹出法是
8、目前 “ 海水提溴 ” 的最主要方法之一。其工艺流程如图： (1)写出步骤 的离子方程式： _Br2 SO2 2H2O=4H 2Br SO24 _。 (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 _分液漏斗 _。 (3)溴水混合物 中溶有一定量的 Cl2，因此在步骤 中可将蒸馏产生的气体通过 _溴化钠 (或其他含 Br 的盐类物质 )_(填试剂名称 )溶液，以除去 Cl2。 (4)步骤 的蒸馏过程中，温度应控制在 80 90 。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因： _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
9、能被完全蒸出，效率低 _。 (5)步骤 中用硫酸酸化可提高 Cl2的利用率，理由是 _酸化可抑制 Cl2、 Br2与水反应 _。 (6)提取溴单质，采用蒸馏 “ 溴水混合物 ” 而不是蒸馏 “ 溴水混合物 ” ，请说明原因： _将 “ 溴水混合物 ” 转化为 “ 溴水混合物 ” 是 Br2 的浓缩过程，可提高效率，减少能耗，降低成本 _。 例 1 海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A向苦卤中通入 Cl2是为了提取溴 B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C工业生产中常选用 NaOH作为沉淀剂 D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用 SO
10、2将其还原吸收 答题送检 来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 A 对 “ 提取溴 ” 的含义没正确的理解。通入 Cl2，能将 Br 氧化成 Br2，Br2没有从原溶液中分离出来 6 解析 A项，苦卤中含有 Br ，通入 Cl2可将 Br 氧化生成 Br2，正确； B 项，粗盐中含有 Ca2 、 SO24 等杂质离子，故先除杂得 NaCl和 KCl的混合溶液，而 NaCl的溶解度随温度变化不大，故采用重结晶可以析出较纯的 NaCl，正确； C项，工业上沉淀海水中的 Mg2 ，采用Ca(OH)2，因为 NaOH 的价格较贵，错误； D 项， Br2易挥发，用热气吹出后，用 SO2吸收，生成 H
11、2SO4和 HBr，等富集后再用 Cl2处理 HBr生成 Br2，正确。 答案 C 1溴主要以 Br 形式存在于海水中， 海水呈弱碱性。工业上制备 Br2的操作步骤为： 一定条件下，将 Cl2通入浓缩的海水中，生成 Br2； 利用热空气将 Br2吹出，并用浓 Na2CO3溶液吸收，生成 NaBr、 NaBrO3等； 用硫酸酸化步骤 得到的混合物。 完成下列填空： (1)Cl2 氧化 Br 应在 _酸性 _条件下进行，目的是为了避免 _Cl2 在碱性或中性条件下发生歧化反应 _。 (2)Br2可用热空气吹出，其原因是 _Br2沸点较低，易挥发 _。 (3)写出步骤 所发生的化学反应方程式： _3
12、H2SO4 5NaBr NaBrO3=3Na2SO4 3Br2 3H2O_；用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是 _溴酸能将 Cl 氧化为氯气 _，步骤 的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为 _溴具有强氧化性 _。 (4)为了除去工业 Br2中微量的 Cl2，可向工业 Br2中 _ac_(填字母 )。 【 精品教育资源文库 】 a通入 HBr气体 b加入 Na2CO3溶液 c加入 NaBr溶液 d加入 Na2SO3溶液 解析 (1)Cl2、 Br2都能与碱性物质反应，故 Cl2氧化 Br 应在酸性条件下进行。 (3)步骤 所发生的反应是归中反应， 5 价的溴氧化 1 价的溴 ，生成溴单质；
13、盐酸有还原性，NaBrO3有氧化性，二者可发生氧化还原反应。 (4)利用 NaBr 溶液与 Cl2反应，然后分液即得到纯净的 Br2；通入 HBr气体可以除去 Br2中微量的 Cl2。 1判断正误，正确的划 “” ，错误的划 “” 。 (1)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现。 ( ) (2)实验室从海带中提取单质碘的方法是：取样 灼烧 溶解 过滤 萃取。 ( ) 考点二 环境保护与绿色化学 1环境污染 (1)环境问题 主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的 破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 (2)“ 三废 ” ：主要是指 _废水 _、 _废渣 _
14、、 _废气 _的污染。 (3)环境污染包括大气污染、水体污染、土壤污染。 2环境保护 (1)空气质量日报 主要包括 “ 空气污染指数 ”“ 空气质量级别 ”“ 首要污染物 ” 。目前计入的污染物主要是 _SO2_、 _NOx_、 _固体小颗粒 _。 (2)环境保护的措施 工业废气携带颗粒物的回收利用。 工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含 _N_、 _P_洗涤剂。 回收、限制废弃塑料，研制 _可降解 _塑料。 3绿色化学 (1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为 “ 环境无害化学 ”“ 环境友好化学 ”“ 清洁化学 ” 。 (2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，【 精品教育资源文库 】 因此化学反应及其产物具有以下特征： a采用无毒、无害的原料； b在无毒、无害的条件 (包括催化
