2019-2020学年高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 第1节 开发利用金属矿物和海水资源

1.知道海水淡化的意义和方法。2.熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理，会写相关反应的化学方程式。第一节开发利用金属矿物和海水资源第2课时海水资源的开发利用学习目标一海水提溴海水提溴的主要方法是空气吹出法。1.主要流程（2）主要反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-（氧化）Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4（富集）Cl2+2Br-=Br2+2Cl-（提取）例1［2019·安徽师大附中期末］下面是工业海水提溴的部分流程，下列有关说法正确的是（）A.“吹出”采用热空气而不是常温空气的原因是热空气的氧化性强B.碱液吸收所发生的化学反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5C.第③步中“酸化”要用强氧化性的酸，如硝酸D.含溴的水溶液Ⅱ中的单质溴浓度比Ⅰ中的大解析：A错，“吹出”采用热空气而不是常温空气的原因是热空气的温度高，溴更易挥发。B错，步骤②中碱液吸收得到含Br-、BrO3-的溶液，根据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1。C错，第③步酸化过程中，发生离子反应5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O，不能选用强氧化性的酸。D对，Ⅰ→Ⅱ的过程是富集溴的过程，显然Ⅱ中单质溴的浓度比Ⅰ中的大。答案：D【点拨】1.海水呈弱碱性，在氧化前需加硫酸酸化。2.氧化后海水中Br2的浓度很低，故不能直接蒸馏得到液溴，需进一步进行富集。二海带中提碘1.海带中含有碘元素的检验（1）关键反应的反应原理：2H++2I-+H2O2=I2+2H2O。（2）实验步骤及证明方法2.海带中提碘（1）流程：海带→灼烧→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。（2）主要的化学反应原理：Cl2+2KI=2KCl+I2。例2［2019·北京石景山区高一期末］从海带中提取碘，设计如下实验方案，下列说法不正确的是（）A.步骤①的操作方法：灼烧和溶解B.步骤①需要的主要仪器：坩埚和烧杯C.步骤③的试剂a必须是氧化剂D.步骤④的试剂b可选用酒精解析：A对，步骤①的操作是将海带进行灼烧后再将海带灰溶解得到海带灰浊液。B对，步骤①的操作为灼烧和溶解，灼烧时使用的仪器为坩埚，溶解时需要用到烧杯。C对，步骤③是将I-氧化成I2，试剂a必须是氧化剂。D错，酒精能与水以任意比例互溶，不能作为萃取剂。答案：D三海水提镁1.工艺流程2.主要反应原理CaCO3CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMgCl2（熔融）Mg+Cl2↑例3［2019·北京东城区春季综合测试］海水中含有丰富的Na+、Mg2+、Cl-、Br-等化学资源。以浓缩海水为原料，通过一系列工艺流程可以提取Mg、Br2等产品。（1）从海水中提取镁的主要步骤如下：①操作a的名称是。②A与试剂X反应的离子方程式是。（2）空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是以预先经过酸化的浓缩海水为原料，通过以下步骤提取溴。步骤Ⅰ：用氯气置换溴离子使之成为单质溴；步骤Ⅱ：通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸；步骤Ⅲ：用氯气将氢溴酸氧化得到产品溴。①下列说法正确的是（填序号）。a.步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的目的是使溴富集b.上述步骤中的反应可说明氧化性：Cl2Br2c.步骤Ⅰ和步骤Ⅲ发生的主要反应的原理不同②若在步骤Ⅱ中消耗的SO2的质量为6.4×103g，则上述过程中理论上消耗的氯气的体积在标准状况下至少是L。解析：（1）①石灰水与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，过滤可得到沉淀，因此操作a的名称是过滤。②A是氢氧化镁，与盐酸反应生成氯化镁和水，则A与试剂X反应的离子方程式是Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O。（2）①a对，用氯气置换溴离子使之成为单质溴，通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸，步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的目的是富集溴。b对，氯气能把溴离子氧化为单质溴，说明氧化性：Cl2Br2。c错，步骤Ⅰ和步骤Ⅲ发生的主要反应的原理相同，均是氯气将溴离子氧化为单质溴。②二氧化硫的物质的量是6400g÷64g/mol=100mol，失去电子的物质的量是200mol，根据电子转移守恒可知两次消耗氯气的物质的量均是100mol，共计200mol，在标准状况下的体积是4480L。答案：（1）①过滤②Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O（2）①ab②4.48×103【点拨】1.用该方法提镁的过程中，采用了工业常用的物质循环利用（对氯气进行循环利用）的工艺来提高经济效益。2.脱水制取无水氯化镁时，必须在氯化氢气流中加热，否则氯化镁会转化为其他物质。