1、第五节海水资源的开发利用环境保护与绿色化学,考点一海水资源的开发利用【基础回顾】1.水资源的利用:,淡化,蒸馏法,离子交换法,2.海水中化学资源的开发利用:(1)氯碱工业。,Cl2,H2、NaOH,电解NaCl溶液:(写出化学方程式,下同)_。产物制盐酸:_。制漂白液:_。,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,H2+Cl2 2HCl,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,(2)海水提镁。工艺流程,基本步骤及主要反应a.制生石灰:_,制石灰乳:CaO+H2O=Ca(OH)2。b.沉淀:Mg2+2OH-=Mg(OH)2。c.酸化:_。,CaCO3 CaO+CO2,Mg(OH
2、)2+2HCl=MgCl2+2H2O,d.蒸发结晶:析出MgCl26H2O。e.脱水:在_气流中使MgCl26H2O脱水制得无水氯化镁。f.电解:电解熔融氯化镁制取镁:_。,氯化氢,MgCl2(熔融) Mg+Cl2,(3)海水提溴。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_。d.提取:再用Cl2将HBr氧化得到产品溴_。,Br2+SO2+2H2O=2
3、HBr+H2SO4,Cl2+2HBr=Br2+2HCl,(4)碘的提取。海带中含有碘元素的检验a.反应原理:2H+2I-+H2O2=I2+2H2Ob.实验步骤及证明方法,海带中提碘a.工艺流程,b.两种原理主要的化学原理:_。主要物理原理:单质碘用_萃取,分液后用_将碘与有机溶剂分开。(5)海水中提取_和_可用于核能的开发利用。潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。,Cl2+2KI=2KCl+I2,苯或四氯化碳,蒸馏法,铀,重水,【思维诊断】(正确的打“”,错误的打“”)(1)海水提碘只涉及物理变化。()提示:。海带中碘元素以I-形式存在,提取时需将其氧化为单质。,(2)海水提镁涉及复分解反应。
4、()提示:。海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2,Mg(OH)2与盐酸反应生成MgCl2都是复分解反应。(3)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等。()提示:。明矾净化不能使海水淡化。,(4)将氯化镁晶体(MgCl26H2O)直接加热可制得无水氯化镁。()提示:。将氯化镁晶体(MgCl26H2O)直接加热得不到无水氯化镁,在氯化氢气流中加热。,(5)氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中的泥沙。()提示:。氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中的Ca2+、Mg2+、 。,【典题探究】【典题】(2018哈尔滨模拟)碘是人类发现的第二个生命体必需微量元素。回答下列问题:导学号79
5、100065,(1)碘与氯是同族元素,它们位于元素周期表的第_族;HI的稳定性比HCl_(填“强”或“弱”,下同),HI的还原性比HCl_。,(2)自然界中的碘有的以NaIO3形态存在于硝石(NaNO3)中,向硝石母液中加入NaHSO3可以制得I2,NaIO3溶液和NaHSO3溶液反应的离子方程式为_。,(3)碘还以碘化物的形态存在于海水中,被海藻类植物吸收而富集,从海带中提取碘的过程如图:,步骤的操作名称为_;步骤发生反应的离子方程式为_。,(4)从海带中制取碘还可以有以下甲、乙两种实验方案:已知:3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O。,步骤X中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是
6、_。下列有关步骤Y的说法,正确的是_。A.应控制NaOH溶液的浓度和体积B.将碘转化成离子进入水层C.主要目的是除去海带浸取原液中的有机杂质D.NaOH溶液可以由乙醇代替,【解析】(1)碘与氯是同族元素,位于元素周期表的第A族,HI的稳定性比HCl弱,HI的还原性比HCl强。(2)碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应的离子方程式为2 +5 =3H+5 +I2+H2O。,(3)步骤过滤得到含碘离子的溶液,步骤MnO2为氧化剂与I-发生2I-+MnO2+4H+=Mn2+I2+2H2O。(4)步骤X是用CCl4萃取碘水中的I2,液体分上下两层,下层呈紫红色;,步骤Y发生I2与NaOH溶液反应,需
7、要浓氢氧化钠溶液,所以应控制NaOH溶液的浓度和体积,A正确;据反应3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O可知,步骤Y将碘转化成离子进入水层,B正确;该操作的主要目的是将碘单质转化成碘酸钠、碘化钠,将碘转化成离子进入水层,不是除去有机杂质,C错误;乙醇易溶于水和四氯化碳,将氢氧化钠换成乙醇,仍然无法分离出碘单质,D错误。,答案:(1)A弱强(2)2 +5 =I2+5 +3H+H2O(3)过滤2I-+MnO2+4H+=Mn2+I2+2H2O(4)液体分上下两层,下层呈紫红色A、B,【母题变式】(1)上题中(2)所用的NaHSO3可以用Na2SO3溶液代替,则发生反应的离子方程式_。提
8、示:5 +2 +2H2O=I2+5 +2OH-。(2)上题中(4)方案甲中采用蒸馏易造成碘的损失,原因是_。提示:碘易升华,会导致碘的损失,【归纳提升】解答海水的工艺流程题目的注意事项(1)在过程中往往用到结晶、过滤、萃取、分液、蒸馏等实验操作,注意碘水或溴水中I2、Br2的提取可先加CCl4萃取分液,再蒸馏获取。,(2)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,沉淀池中加入的是石灰乳而不是石灰水。(3)从海水中提取氯化镁的工艺流程中,MgCl26H2O脱水制取无水MgCl2是在HCl的气流中加热氯化镁晶体,以防MgCl2发生水解而得到Mg(OH)2。(4)遵循绿色化学的思想,使用无污染的物质、减少或不
9、排放污染物、物质的循环使用。,【题组过关】1.(RJ必修2P93改编题)海洋约占地球表面积的71%,对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是导学号79100066(),A.试剂1可以选用石灰乳B.从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2C.工业上,电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D.可用BaCl2溶液除去粗盐中的,【解析】选C。煅烧贝壳得到CaO,将CaO溶于水得到石灰乳,石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,试剂1廉价且原料来源广泛,A正确;氯气能将溴离子氧化为溴单质,B正确;氧化镁熔点很高,工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,C错误;氯化钡和硫
10、酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡,D正确。,2.目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法,其流程图如下:,下列推断不合理的是导学号79100067()A.热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质B.SO2吸收溴的反应方程式为SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBrC.流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等D.没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能,【解析】选C。溴易挥发,用热空气将溴吹出,A正确;SO2与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,B正确;流程中SO2被氧化为H2SO4,不可能被循环使用,C错误;“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程,与直接蒸馏含Br
11、2的海水相比效率更高,消耗能源少,成本低,D正确。,3.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)为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行,采用蒸馏方法(如图所示)。请指出图中实验装置的错误之处:_。,(3)实验中常使用水浴加热的原因是_,最后晶体碘聚集在_(填仪器名称)中。,【解析】从水溶液中提取I2用有机溶剂萃取,主要仪器为分液漏斗。I2的沸点比萃取剂高,最后留在蒸馏烧瓶中。,答案:(1)萃取分液漏斗(2)缺石棉网、温度计插到了液体中、冷凝管进出水的方向颠倒(3)使蒸馏烧瓶均匀受热、控制加热温度不会过高蒸
12、馏烧瓶,【加固训练】1.(2018大连模拟)海洋是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。下列物质不经过化学变化就能从海水中获得的是()A.单质溴B.单质镁C.烧碱D.食盐,【解析】选D。通入氯气将溴离子氧化为溴单质,A错误;通过电解熔融的氯化镁得到镁,B错误;把从海水中获得的氯化钠配制成饱和食盐水电解,即得烧碱、氢气和氯气,C错误;把海水经太阳暴晒,蒸发水分后即得食盐,D正确。,2.下表是食用碘盐包装上的部分说明,下列说法正确的是(),A.高温会导致碘的损失B.碘酸钾可氧化氯化钠C.可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾D.该碘盐中碘酸钾含量为2050 mgkg-1,【解析】选A。根据说明知,高温时碘酸
13、钾易分解,会导致碘的损失,A正确;如果碘酸钾和氯化钠反应,则食盐中就不存在碘酸钾, B错误;碘使淀粉试液变蓝色,食盐中含有碘酸钾而不是碘单质,C错误;根据KIO3I知, 214 mgkg-1=33.7 mgkg-1碘酸钾的含量 mgkg-1=84.25 mgkg-1,D错误。,3.海水提取镁的主要步骤如下:把贝壳制成生石灰;在海水中加入生石灰,过滤,洗涤沉淀物;将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤;在氯化氢热气流中加热晶体;电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是(),A.向步骤洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗净B.上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型C.在氯化氢热气流中加热晶体的目的是为了加快干燥速度D.步骤也可以采用电解该盐水溶液的方法,【解析】选A。生石灰过量,沉淀表面吸附有Ca2+,利用碳酸钠溶液检验Ca2+的存在,从而能够判断沉淀是否洗涤干净,A正确;整个过程没有发生置换反应,B错误;在氯化氢气流中加热晶体是为了防止Mg2+发生水解,C错误;电解氯化镁水溶液不会得到镁单质,D错误。,考点二环境保护与绿色化学【基础回顾】1.常见环境污染:,SO2、NO2,NOx,氟氯烃,聚乙烯、,聚氯乙烯,N、P,甲醛,苯,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
