2020版高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用 1.2 海水资源的开发利用课件 新人教版必修2

第2课时海水资源的开发利用课程目标1．了解海水水资源及其利用。2．掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提镁、提溴、提碘的方法。3．了解海水综合利用的意义。图说考点[新知预习]一、海水水资源的利用1．海水水资源的利用主要包括：(1)；(2)。2．海水淡化的方法淡化的方法主要有、、等。海水的淡化直接利用海水进行循环冷却蒸馏法离子交换法电渗析法3．海水的蒸馏(1)原理装置海水蒸馏原理示意图(2)主要仪器。铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、牛角管、温度计等二、海水化学资源的开发利用海水中溶解和悬浮着大量的和，H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、Br、Sr等13种元素超过总量的；其他为微量元素，总计含有多种元素。1．海水制盐海水――→日晒结晶粗盐――→提纯精盐。无机物有机物99%802．海带提碘(1)流程：海带―→灼烧―→―→过滤――→Cl2―→提纯―→碘单质。(2)原理：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。3．海水提溴(1)过程：浓缩―→―→―→提取。(2)原理：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。浸泡氧化氧化富集三、海水中能量的开发和利用(1)从海水中提取核能开发的重要原料和。(2)、等是有待开发的新型能源。铀重水潮汐能波浪能[即时性自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等()(2)海水各种化学资源的开发过程中，必须都要发生化学反应()(3)海水中含有钾元素，仅通过物理变化就可以得到金属钾()(4)海水中含有Br2()(5)海带中含有碘，能使淀粉变蓝()(6)用SO2溶液吸收溴蒸气，是利用了SO2具有漂白性()(7)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()×××××××2．下列方法中，不能实现海水淡化的是()A．蒸馏法B．电渗析法C．过滤法D．离子交换法答案：C3．下列属于海水化学资源利用的是()A．海水淡化B．海水冷却循环C．海水提溴D．海水发电答案：C4．中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是()A．蒸馏B．蒸发C．过滤D．搅拌答案：B5．可从海水中获取的常温下为液体的单质是()A．MgB．NaC．Br2D．I2答案：C6．若实现海水淡化供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是()A．加明矾使海水中盐分沉淀而淡化B．利用太阳能使海水蒸馏淡化C．将海水电解，然后让两极气体燃烧得到饮用水D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子解析：明矾具有净水作用，可使海水中的悬浮物形成沉淀而除去，但不能使海水中盐分沉淀。答案：A技能素养提升点一蒸馏法淡化海水原理[例1]海水淡化可使用蒸馏法。如图所示为以自来水为原料制取蒸馏水的实验装置，请回答下列问题。(1)图中的两处明显错误是①__________________________；②__________________________。温度计的水银球插入液体中冷却水进出口方向反了(2)仪器A的名称是________，仪器B的名称是________。(3)实验时A中除加入自来水外，为防止液体暴沸还需加入少量________________。蒸馏烧瓶冷凝管沸石(或碎瓷片)【解析】(1)蒸馏时，温度计测量的是水蒸气的温度，而不是溶液的温度，所以温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处；根据题图，冷却水应“下进上出”。(2)观察题图可知，A是蒸馏烧瓶，B是冷凝管。(3)由于需要加热，所以A中还要加入沸石(或碎瓷片)以防止液体暴沸。状元随笔海水蒸馏实验的操作步骤连接装置→检查装置气密性→向烧瓶中加入海水和碎瓷片→接通冷却水→给烧瓶加热→收集蒸馏水→停止对烧瓶加热→待冷却至室温后停止通入冷却水→整理仪器。[提升1]地球上97%以上的水是海水，海水淡化可缓解淡水资源不足。下列方法中能将海水淡化的是()①在海水中加入硝酸银，滤掉生成的沉淀②蒸馏海水，将蒸汽冷凝③将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分A．①②B．②③C．①④D．③④解析：①中加入硝酸银虽然将Cl－除去，但同时生成NaNO3，达不到海水淡化的目的。②是一种使用最早、最广泛的海水淡化方法。③中使用了新型高分子材料半透膜，是一种新的海水淡化方法。④中将海水暴晒，并不能除尽海水中的盐分，滤掉析出的盐后得到的是含盐的饱和溶液，不能将海水淡化。答案：B注意晒盐和蒸馏法淡化海水的区别。④将海水暴晒，滤掉析出的盐[关键能力]海水蒸馏实验的注意事项(1)烧瓶加热时，一定要垫石棉网，防止烧瓶炸裂。(2)烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的23。(3)冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出，这样冷却的效果最好。(4)加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。(5)实验前认真检查装置的气密性。(6)当烧瓶中有少量液体时，停止加热。(7)实验结束时，应先停止加热，后停止通入冷却水。状元随笔由于海水蒸馏得到的是淡水，水的沸点为100℃(常压下)无需用温度计，因此可不用蒸馏烧瓶，而换为圆底烧瓶。提升点二海水资源的综合开发利用[例2]海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。碘元素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下：(1)指出从海藻中提取I2的实验操作名称：①____________，③____________，反应②的离子方程式____________________________。过滤萃取分液2I－＋Cl2===I2＋2Cl－(2)提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是________。A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸D．汽油、甘油(3)为使海藻中I－转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器。还缺少的仪器是____________________。(4)从含碘的有机溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处________________________________________________。B分液漏斗，普通漏斗①没有石棉网；②温度计插入液面以下；③冷凝管进、出水方向颠倒(5)进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是_______________________________________________，最后晶态碘在________中。萃取剂沸点较低，I2易升华蒸馏烧瓶【解析】(1)为了从悬浊液中分离I－，应用过滤；从I2的水溶液中把它提取出来，应用萃取分液。(2)A中酒精，C中乙酸，D中甘油，都是易溶于水的物质，所以不能用于萃取碘。(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗，过滤时所需仪器必有普通漏斗。状元随笔碘元素的检验方法a．淀粉遇单质碘变蓝，若是碘离子，通常先加入氯水氧化，再加入淀粉。b．碘水呈黄色，通常加入有机溶剂四氯化碳或苯后有机层呈紫色。c．加入硝酸酸化的硝酸银溶液后产生淡黄色沉淀，则原溶液中含碘离子。[提升2]海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()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SO2将其还原吸收解析：苦卤中含有Br－，通入Cl2可将Br－氧化生成Br2，A正确；粗盐中含有Ca2＋、SO2－4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，故采用重结晶可以得到纯净的NaCl，B正确；工业上沉淀海水中的Mg2＋，采用Ca(OH)2，不用NaOH，因为NaOH的价格较贵，C错误；Br2易挥发，用热蒸气吹出后，用SO2吸收，生成H2SO4和HBr，富集后再用Cl2处理HBr生成Br2，D正确。答案：C[关键能力]海水中溴和碘的提取1．海水提溴海水提溴的主要方法是空气吹出法。(1)主要流程：海水――→浓缩酸化浓缩海水Br－――→通入Cl2、通入空气水蒸气吸收塔SO2――→反应后富集溴HBr、SO2－4――→通入Cl2后提取Br2Br2、Cl－(2)主要反应：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(氧化)Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(富集)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(提取)2．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→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。状元随笔海水提镁的反应原理和工艺流程(1)主要反应原理：CaCO3=====煅烧CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑(2)工艺流程：形成性自评1．海水是一个巨大的化学资源宝库，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NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能解析：海水中的钾元素是以化合态形式存在，要使化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B不正确；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将机械能转化为电能，因此D不正确。答案：C2．下列说法正确的是()A．用蒸馏法进行海水淡化是物理变化B．海水的蒸馏必须需要温度计C．太阳能是传统能源，潮汐能是新型能源D．海水中含有溴元素，不需要经过化学反应即能得到溴单质答案：A3．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是()解析：灼烧海带应用坩埚，A选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B选项错误；苯的密度比水的小，萃取I2的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，C项错误。答案：D4．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：下列说法不正确的是()A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应解析：海水中含有大量的镁元素，从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰富，A项正确；电解熔融的MgCl2时，阳极产生Cl2，阴极产生金属镁，B项错误；因MgCl2能水解：MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，所以将MgCl2·6H2O晶体在HCl气体氛围中加热脱水，其目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，C项正确；步骤①涉及CaCO3的分解反应得到CaO，CaO与H2O发生化合反应得到Ca(OH)2，步骤⑥是电解涉及分解反应，步骤③涉及MgCl2与Ca(OH)2发生的复分解反应得到Mg(OH)2和CaCl2，D项正确。答案：B5．海水是可以综合利用的。从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1)步骤Ⅰ获取Br2的离子方程式为：____________________________________________。Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为：Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，在该反应中，还原剂是________(填化学式)。若反应中生成4molHBr，则消耗________molSO2。SO22解析：海水淡化后得到NaCl，电解其熔融态可生成Na和Cl2。利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，然后通入空气，吹出Br2，再用SO2吸收Br2，发生反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成4molHBr，则消耗2molSO2，最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到Br2。练后感悟物质制备工艺流程题都