1、第四章第四章非金属及其化合物非金属及其化合物第第14讲讲海水资源的综合利用环境保护与绿色化学海水资源的综合利用环境保护与绿色化学 微考点微考点大突破大突破微充电微充电大收获大收获微考点微考点大突破大突破 探微提能点点结合探微提能点点结合 1海水水资源的利用微考点1海水资源的综合利用 基础微回扣(2)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_电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的_离子交换法用_冷凝而得到蒸馏水冷凝而得到蒸馏水 选择透过性，在外加直流电场作用，使水中的一部分离子选择透过性，在外加直流电场作用，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
2、的转移到另一部分水中而达到除盐的目的 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 2.海水化学资源的综合利用(1)氯碱工业：电解食盐水的化学方程式为 _。(2)海水提镁：先将海水中的镁富集，再电解熔融氯化镁。最后一步反应：_。(3)海水提溴：先将海水中的溴富集，再通过氧化还原反应将溴提取出来。最后一步反应：_。3海水其他资源的开发利用(1)从海水中提取核能开发的重要原料：_。(2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。2BrCl2=2ClBr2 铀和重水铀和重水 一个原理 海水蒸馏原理 我的警示 1
3、注意在海水中钠、镁、溴和碘都以化合态形式存在且含量较低，需要先富集再提取，提取过程中要通过发生氧化还原反应获得它们的单质。2提取海水中NaCl、镁、溴、碘的过程中要用到结晶、过滤、萃取和分液等实验操作，要注意这些操作的使用条件和操作方法的规范性。3海水中铀和重水的提取，潮汐能、波浪能的开发对于新能源的开发具有重要意义。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1从海带提取碘的过程中，可以用酸化的H2O2将溶液中的I氧化成I2()警示：2IH2O22H=I22H2O，产物无污染、易分离。2海水蒸馏装置中冷却水的流向高进低出()警示：海水蒸馏装置中冷却水的流向是低进高出，目的是保证冷凝管中充满冷却水，
4、冷却效果更好和冷凝水的利用效率更高。3电解氯化钠、氯化镁的水溶液，可以制得钠和镁()警示：钠、镁的冶炼是通过电解熔融盐(氯化物)来完成的。4理想的原子经济性的合成反应仅需要催化剂()警示：理想的原子经济性的合成反应应该是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，仅需要无损耗的催化剂。5提取海水中的镁、钾、溴、碘等化工产品需要解决物质的富集问题()警示：海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质需要解决物质的富集问题。一、氯碱工业生产流程 方法微总结 一、海水提镁的方法 1海水提镁生产流程 三、从海水中提取溴的方法 1海水提溴生产流程2基本步骤及主要反应(1)浓
5、缩：海水晒盐和海水淡化的过程中Br得到浓缩。(2)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：Cl22Br=Br22Cl。(3)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：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4。(4)提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。四、从海带中提取碘的方法 1海带中含有碘元素的检验(1)反应原理：2H2IH2O2=I22H2O(2)实验步骤及证明方法：2海带中提碘(1)工艺流程。(2)两种原理。主要的化学原理：Cl22KI=2KClI2。主要的物理原理：单质用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏法将碘
6、与有机溶剂分开。【微典通关1】在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用所给的工艺流程生产单质碘：(1)碘位于元素周期表中的第_周期第_族。A 五五 (2)步骤加Fe的目的是_。(3)写出步骤的化学方程式：_。(4)上述生产流程中，可以利用的副产物是_，考虑原料循环利用，若将该副产物制成生产所需的试剂，先后还需加入_来进行处理。(5)甲物质见光易变黑，其原因是(用化学方程式表示)：_。(6)第步操作可供提纯I2的两种方法是_和_。稀硫酸、稀硝酸稀硫酸、稀硝酸 使碘化银转化为碘化亚铁使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银和单质银 2FeI23Cl2=2I22FeCl3 Ag 萃取萃
7、取 升华升华 解析：由物质的转化图，逐一分析讨论可知甲为AgI，乙是由铁和碘化银反应生成的产物，由于铁在该反应中只能被氧化为2价，故乙是FeI2，而Cl2将FeI2氧化为I2和FeCl3：3Cl22FeI2=2I22FeCl3。上述生产流程中，可利用步骤生成的Ag来制取AgNO3，以循环利用，但步骤得到的Ag中含有过量的铁，可先加稀H2SO4将铁除去，再溶于稀HNO3制得AgNO3。AgI不稳定，见光易分解生成单质碘和银，银不是晶体而为粉末状，显黑色；由于I2单质易升华，易溶于有机溶剂，提纯I2可用升华法或萃取的方法。对点微练海水资源的综合利用 1从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作，其中正确
8、的是()A海带灼烧成灰B过滤得含I溶液 C放出碘的苯溶液D分离碘并回收苯应用微提升 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，萃取了单质碘的苯在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。答案：D 解析：A项，灼烧干海带应在坩埚中进行，且用盖子盖上，不用搅拌，选项A错误。B项，双氧水在酸性介质中把I氧化为I2,2IH2O22H=2H2OI2；C项，I2使淀粉变蓝是I2的特征反应；D项，I2在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，故CCl4能够将I2从碘水中萃取出来。答案：A 3山东半岛蓝色经济区发展规划是我国第一个以海洋经济为主题的区域发展战略。海洋开发
9、成为山东经济增长的新热点。以海水为原料可制取Mg、氯气、Br2、碘等。(1)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式_。(2)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MgCl2，电解熔融MgCl2可制备镁 D从海带中提取碘单质的过程不涉及氧化还原反应 C (3)液溴呈_色，提取单质溴时常将氯气通入苦卤(海水晒盐后得到的母液)中，将其中的溴离子氧化，反应的离子方程式为_。(4)加碘食盐中的含碘物质是_，碘加热时变成紫色的碘蒸气，这一过程叫_。解析：海水中的元素都以化合态形式存在，由海水提取钾
10、、碘等是由化合态转化为游离态，故都需经过氧化还原反应。海水制盐过程不发生化学变化，属于物理变化。Cl22Br=2ClBr2 深红棕深红棕 KIO3 升华升华 BCDA(或或CBDA)2Cl2e=Cl2 向电解液中通入一定量的向电解液中通入一定量的HCl气体气体 变大变大 HCl (4)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列_气体中冷却。AH2BN2 CCO2 DO2 解析：(1)除去杂质又不带入其他杂质离子，合理的加入顺序是BCDA或者CBDA。(2)电解饱和食盐水时，与正极相连的阳极发生的反应是2Cl2e=Cl2，与负极相连的阴极发生的反应是：2H2e=H2。不断消耗，使得溶液中c(OH)
11、增大，pH变大。电解中逸出的是Cl2、H2，所以要确保原溶液浓度不变，只能向体系中通入一定量的HCl气体。A 真题微探(2014新课标全国卷)(1)海水提镁的一段工艺流程如下图：浓海水的主要成分如下：该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。(2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式_。Mg(OH)2 69.6 1环境问题的含义 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_破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的_。微考点2
12、环境保护与绿色化学 基础微回扣生态环境生态环境 环境污染环境污染2常见的环境污染污染类型主要污染物污染物主要来源酸雨(pH_)_化石燃料的燃烧光化学烟雾氮氧化物和碳氢化合物_臭氧空洞_冰箱制冷剂温室效应_化石燃料的燃烧白色污染_废弃塑料制品5.6 SO2 汽车尾气汽车尾气 NOx和氟氯烃和氟氯烃 二氧化碳二氧化碳 废旧塑料废旧塑料 氮氮 磷磷 甲醛甲醛 二氧化硫二氧化硫 二氧化氮和可吸入颗粒物二氧化氮和可吸入颗粒物 废水、废气、废渣废水、废气、废渣 减少和消除减少和消除 无毒、无害无毒、无害 全部转化为期望的最终产物全部转化为期望的最终产物 “绿色化学”的基本思想“两个理想”(1)我国酸雨主要
13、是硫酸型，主要是由燃料燃烧产生SO2引起的，防止酸雨产生的根本途径是减少人为污染物的排放。(2)绿色化学与传统的治理工业“三废”截然不同。治理工业“三废”是先污染后治理，而绿色化学是从源头上减少和清除工业生产对环境的污染。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1雾霾中含有大量超标的主要物质是二氧化硫()警示：雾霾中含有大量超标的主要物质是可吸入颗粒物。2NO2或SO2都会导致酸雨的形成，CO2不会导致酸雨()警示：CO2不会导致酸雨，因CO2在水中溶解度较小且水溶液酸性较弱。3空气质量目前受到广泛关注，环境空气质量指数AQI包括PM2.5、PM10、O3、CO2、SO2和NO2 6项指标()警
14、示：CO2不属于空气污染物。4汽车尾气污染是城市空气污染的重要来源，如果将汽油标准由“国”提到“国”这意味着汽车不再排放氮氧化物()警示：汽车尾气中的氮氧化物，主要是空气中的N2与O2在汽缸中反应生成的。环境保护与绿色化学 1减少污染，保持环境的主要措施：(1)将煤与适量生石灰混合燃烧或处理烟道气，可减少废气中SO2的排放。(2)推广使用无铅汽油、在汽车尾气系统中安装催化转化器、使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油替代品、发展电动车等措施减少汽车等机动车尾气污染。(3)停止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层。(4)使用无磷洗衣粉以减少水华和赤潮的发生。方法微总结 (5)使用合格环保型建筑材料和装饰材料
15、降低居室装修污染。(6)禁止在公共场所吸烟。(7)发展低碳经济、倡导低碳生活、增大植被面积等以减少二氧化碳的排放量，减轻温室效应。(8)开发使用可降解塑料和适当减少塑料的使用量以减少白色污染。(9)对垃圾进行分类回收和无害化处理。(10)回收利用废旧电池，防止土壤污染和水污染。2绿色化学的基本原则：(1)防止污染的产生优于治理产生的污染。(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料尽可能全部转化到最终产品中)即原子的利用率达到100%。(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。【微典通关2】下列化工生产中体现绿色化学内涵的是()减少“三废
16、”排放量考虑催化剂和载体的再生使用回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂考虑有关原材料的再生利用拒绝使用无法替代、无法回收、污染作用明显的原料 AB C D 解析：减少“三废”排放量以及拒绝使用无法替代、无法回收、污染作用明显的原料，从源头上减少了对环境的污染，符合绿色化学的理念，均正确。考虑催化剂、载体、原材料的再生利用，回收未反应的原料、副产物、助溶剂、稳定剂等非反应试剂，减少了废物的排放，符合绿色化学的理念，均正确。答案：D 对点微练环境保护与绿色化学 5化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是()A改进
17、汽车尾气净化技术，减少大气污染的排放 B开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用 C研发降解高分子材料，减少“白色污染”D过度开采矿物资源，促进地方经济发展应用微提升 解析：A项，汽车尾气中含有氮氧化物等有害气体，改进净化技术，可以减少污染物的排放，有利于社会可持续发展；B项，化石燃料是不可再生资源，且化石燃料使用过程中易产生污染，减少化石燃料的使用有利于社会可持续发展；C项，“白色污染”是聚乙烯等难以降解的塑料产生的污染，研发使用可降解塑料有利于保护环境，有利于可持续发展；D项，矿物资源大多为不可再生资源，且矿物资源开采使用过程中易导致污染，不利于社会可持续发展。答案：D 6垃圾分类有利于资源
18、回收利用。下列垃圾归类不合理的是()解析：废易拉罐为金属铝制品或铁制品，可加工回收金属铝或铁，为可回收物，A正确；废塑料瓶目前大部分是聚对苯二甲酸乙二酯(聚酯)(PET)或聚乙烯(PE)制品，回收可用于再生造粒、重新制造PET瓶或纺丝制造纤维等，故废塑料瓶为可回收物，B错误；废荧光灯管中含有微量汞，散入大气危害人们的健康，因此属于有害垃圾，C正确；废纸的主要成分为纤维素，不可再生，废纸是可燃垃圾，D正确。答案：B 真题微探 1(2014天津理综)化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是()A铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性 B用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染 C大量燃烧化石燃料是造成雾霾天
19、气的一种重要因素 D含重金属离子的电镀废液不能随意排放 解析：铁上镀锌，形成一层保护膜，可以保护铁，A项正确；聚乙烯不易降解，易导致白色污染，B项错误；C、D项正确。答案：B 2(2013江苏化学)燃料电池能有效提高能源利用率，具有广泛的应用前景。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中最环保的是()A甲醇 B天然气 C液化石油气 D氢气 解析：氢气燃烧的产物为H2O，所以H2作燃料最环保。答案：D微充电微充电大收获大收获 听微决疑听微决疑 点点链接点点链接90 1 10 4 2 10 1 FeCu2=Fe2Cu (3)工业上可利用粗铜(含Zn、Ag、Au杂质)经电解制得精铜(电解铜)，则阳极和阴
20、极材料分别为：_和_，阳极的电极反应式为_，阴极的电极反应式为_。(4)请评价细菌冶金的优点：_。(说出一点即可)对贫矿、尾矿的开采更有价值；对贫矿、尾矿的开采更有价值；能大大降低能源消耗，有利于减少污染能大大降低能源消耗，有利于减少污染 粗铜粗铜 精铜精铜 Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2 Cu22e=Cu 【解题指导】1.解题要有章法 一般无机化学试题的解法是从题干中提取生产目的、生产原理、生产的产品及性质；分析工业生产中的每一步的转化关系，造成原料的流失、造成的污染；注意与有关化学原理相结合；注意常见化学用语的用法。2新信息也要结合所学化学知识 新情景(本题中“细菌冶金”)试题，一般只是命题背景新颖，所考查的知识也都是教材中的知识点，起点高落脚点低，一般难度也不大，因此解题时还要紧密结合所学化学知识，但还要注意新情景与一般化工生产的区别，尤其是要关注新情景的优点，如本题中“细菌冶金”能减少污染、大大降低能耗。
