2019届高考化学一轮课件：4.14-海水资源的综合利用(含答案)

第四章非金属及其化合物第14讲海水资源的综合利用环境保护与绿色化学微考点•大突破微充电•提素养微真题•大揭秘考纲解读考向预测1.了解海水的综合利用2．了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响3．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)4．理解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性高考的主要考查点有：一是海水中镁、溴、碘的提取和生产的工艺流程；二是环境污染与防治，绿色化学的内容和要求微考点•大突破见学生用书P095微考点1海水资源的综合利用1．海水水资源的利用(1)海水水资(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，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的离子交换法用除去海水中的阴、阳离子得到去离子水的方法冷凝阳离子交换树脂和阴离子交换树脂选择透过性2.海水中化学资源的开发利用(1)氯碱工业海水―→粗盐――→精制饱和食盐水――→电解阳极产物：阴极产物：①电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)。②产物制盐酸：H2＋Cl2=====点燃2HCl。③制漂白液：。Cl2H2、NaOH2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(2)镁的提取①工艺流程②基本步骤及主要反应a．制熟石灰：，。b．沉淀：。c．酸化：。d．蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O。e．脱水：在中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁。f．电解：电解熔融氯化镁制得镁：。氯化氢气流MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2CaO＋H2O===Ca(OH)2CaCO3=====高温CaO＋CO2↑(3)溴的提取①工艺流程②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。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===2HBr＋H2SO4Cl2＋2HBr===Br2＋2HClCl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(4)碘的提取①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②海带中提取碘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。重水铀蒸馏法Cl2＋2KI===2KCl＋I2苯或四氯化碳微助学一个原理海水蒸馏原理我的警示1．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。微诊断判断正误，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。()提示2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O，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。()提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，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。()提示钠、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。()提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。()提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。√√对点微练一从海水中提取镁1．(2018·泰安月考)从海水中提取镁，正确的方法是()A．海水――→NaOHMg(OH)2――→电解MgB．海水――→HClMgCl2溶液―→MgCl2晶体――→电解MgC．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→灼烧MgO――→电解MgD．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→HClMgCl2溶液―→MgCl2·6H2O―→MgCl2(熔融)――→电解Mg解析从海水中提取镁时，首先用石灰乳将海水中的Mg2＋沉淀出来，然后再用盐酸将其溶解得到MgCl2溶液，从MgCl2溶液中冷却结晶得到MgCl2·6H2O，在HCl气流中加热MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，最后电解熔融MgCl2得到单质Mg。答案D2．(2018·天津南开中学月考)海水中蕴藏着丰富的资源，海水综合利用的示意图如下：下列说法正确的是()①通过氯碱工业可生产的产品有NaOH、NaClO、盐酸等②除去粗盐中的SO2－4、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入试剂及相关操作顺序可以是NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸③可将MgCl2·6H2O晶体在空气中直接加热脱水得到较纯净的无水MgCl2④电解MgCl2溶液可制取金属镁A．①③B．②④C．③④D．①②解析①氯碱工业的主要产品是氢氧化钠和氯气、氢气，延伸产品可以有NaClO、盐酸等，正确；②加入过量的氢氧化钠溶液可以将镁离子沉淀，加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀，加入过量的Na2CO3溶液可以将Ca2＋、Ba2＋沉淀，正确；③若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是MgO，错误；④镁是活泼金属，工业上用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，错误。答案D对点微练二从海水中提取碘3．从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作，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，萃取了单质碘的苯在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。答案D4．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下：干海带――→灼烧海带灰――→沸水浸泡悬浊液――→过滤滤液――→H＋H2O2碘水――→CCl4I2的CCl4溶液――→蒸馏I2下列关于海水制碘的说法，不正确的是()A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”解析灼烧干海带应在坩埚中进行，且用盖子盖上，不用搅拌，A项错误。B项，双氧水在酸性介质中把I－氧化为I2,2I－＋H2O2＋2H＋===2H2O＋I2；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A5．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。(2)步骤③加Fe的目的是______________________________________。(3)写出步骤④的化学方程式：_________________________________。五ⅦA使碘化银转化为碘化亚铁(FeI2)和单质银2FeI2＋3Cl2===2I2＋2FeCl3(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⑤步操作可供提纯I2的两种方法是__________和________。Ag稀硫酸、稀硝酸2AgI=====光照2Ag＋I2萃取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FeCl3：3Cl2＋2FeI2===2I2＋2FeCl3。上述生产流程中，可利用步骤③生成的Ag来制取AgNO3，以循环利用，但步骤③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。对点微练三从海水中提取溴6．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐、淡水和溴的过程如下：(1)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原成Br－，其目的为_____________________。(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_________________________________，由此反应可知，除要保护环境外，在工业生产中应解决的主要问题是_______________________________________。解析(1)海水中溴离子的含量低，步骤Ⅱ的目的是将低浓度的含溴物质浓缩(或富集)。(2)用SO2水溶液吸收Br2：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，反应产生大量的酸，会腐蚀设备。富集溴元素Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO2－4＋2Br－强酸对设备的严重腐蚀对点微练四海水资源的综合利用7．海水是取之不尽的化工原料资源，可以从海水中提取各种化工原料。下图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：海水――→结晶过滤粗盐――→精制NaCl饱和溶液――→电解烧碱滤液――→石灰水MgOH2――→加盐酸浓缩结晶MgCl2·6H2O――→脱水MgCl2――→电解MgCl2试回答下列问题：(1)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的反应为_________________。与电源负极相连的电极附近溶液pH________(填“变大”“不变”或“变小”)。若欲将电解后饱和食盐水恢复至电解前，则可采取的方法是______________________________。(2)由MgCl2·6H2O晶体脱水制无水MgCl2时，MgCl2·6H2O晶体在__________________________________气氛中加热脱水，该气体的作用是__________________________________________________________。(3)电解无水MgCl2所得的镁蒸气可以在下列______(填选项字母)气体中冷却。A．H2B．N2C．CO2D．O2变大A向电解液中通入一定量的HCl气体HCl抑制MgCl2水解MgCl2＋H2OMg(OH)Cl＋HCl2Cl－－2e－===Cl2↑解析(1)电解饱和食盐水时，与正极相连的阳极发生的反应是2Cl－－2e－===Cl2↑，与负极相连的阴极发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑，H＋不断消耗，使得溶液中c(OH－)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。(2)由MgCl2·6H2O晶体直接加热时MgCl2易水解，为了抑制水解应在HCl气流中加热。(3)镁在加热条件下与N2、CO2、O2反应。解答海水的工艺流程题目应注意的几点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。微考点2环境保护与绿色化学1．环境问题的含义主要是指由于人类