高中化学必修二(人教版 课件)-第四章 化学与自然资源的开发利用 4.1.2

重难点一
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成功体验1 下列关于海水知识的叙述不正确的是( ) A.海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用 B.海水既苦又涩,不能直接利用 C.海水中某些金属元素总储量很大,但富集程度却很低 D.海水淡化应同化工生产结合,同能源技术结合 解析:海水资源的利用包括海水水资源的利用和海水化学资源的 利用,海水水资源的利用包括海水淡化(同化工生产和能源技术相 结合)和直接利用(循环冷却,冲厕等),海水化学资源利用包括海水 制盐,海水提Mg、Br2、I2等,海水中某些金属元素的总储量很大,但 富集程度却很低,故A、C、D三项正确,B项错误。 答案:B
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1 2.从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 ,从海水中提取溴的 3 主要步骤可表示为( ) A.氧化→吸收→吹出 B.氧化→吹出→吸收 C.吹出→氧化→吸收 D.吹出→吸收→氧化 解析:从海水中提取溴,先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质,再用 热空气吹出后用碱液吸收。 答案:B
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成功体验2 海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤,合 理的操作顺序是( ) ①通入足量Cl2 ②将海带焙烧成灰后加水搅拌 ③加CCl4振荡 ④用分液漏斗分液 ⑤过滤 A.①②③④⑤ B.②⑤①③④ C.①③⑤②④ D.②①③⑤④ 解析:过程是:烧成灰→溶解→过滤→用Cl2把I-氧化成I2→CCl4萃 取→分液。 答案:B
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重难点二海水化学资源的开发利用 情景引入
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讨论探究 1.海带中的碘元素以何种形式存在?如何将海带中的碘元素转化 成单质碘? 提示:海带中的碘元素以I-形式存在,可加入氧化剂把I-氧化成I2。 2.检验溶液中含有I-,所用试剂是硝酸银溶液和稀硝酸,二者的添 加顺序如何? 提示:先向含I-的溶液中添加硝酸银溶液,再加稀硝酸,若先加稀硝 酸,I-被氧化为I3)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过 低都不利于生产,请解释原因 。 (4)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行 蒸馏得到液溴? 。
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解析:(1)2Br-+Cl2
Br2+2Cl-,(2)SO2+Br2+2H2O
2HBr+H2SO4;
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1.水资源非常重要,虽然地球71%的面积被海水所包围,但淡水的比 例只有2.5%,且其中绝大部分以冰川和其他形式存在,实际能够用 来饮用的水不足全球淡水总量的1%。下列关于水的说法错误的是 ( ) A.蒸馏法是海水淡化的方法之一 B.淡水的密度小于海水的密度 C.融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少 D.0 ℃以上,温度越高,水的密度越小
解析: 海水中含有 Mg2 ,加入 Ca(OH)2 可生成 Mg(OH)2 沉 2+ 淀 :Mg +2OHMg(OH) 2↓,过滤可得到 Mg(OH)2 固体。将 Mg(OH) 2 转化为 MgCl 2 溶液,MgCl2 溶液经浓缩结晶 ,然后电解熔融 MgCl 2 可得金属镁:MgCl2(熔融 )
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(2)工艺流程。
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典例引领 例题2导学号52090111海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空 气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
(1)步骤①反应的离子方程式是 。 (2)步骤③反应的化学方程式是 。 从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是 A.NaOH B.FeCl2 C.Na2SO3 D.H2O
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成功体验3 海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水 中提取镁,可按照如下步骤进行: ①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过 滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物; ④将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是 ( ) A.此法的优点之一是原料来源丰富 B.进行①②③步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C.第④步电解时会产生氯气 D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、置换反应和复 分解反应
第2课时
海水资源的开发利用
学 习 目 标 思 维 脉 络 1.了解海水的主要组 成元素 2.了解海水资源综合 利用对人类社会发展 的重要意义 3.以海水资源的综合 利用为例,了解化学方 法在实现物质间转化 中的作用
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一、海水资源的利用 1.海水水资源 海洋约占地球表面积的71%,海水约占地球总水量的97%。 2.海水水资源的利用 (1)海水淡化的主要方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。 (2)海水蒸馏
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5.海水占地球总储水量的97%。若把海水淡化和化工生产结合起 来,既可以解决淡水资源缺乏的问题,又可以充分利用海洋资源。 (1)工业上电解饱和食盐水可制得重要化工产品,又称为“氯碱工业”。 也可以电解熔融氯化钠制得钠和氯气,该反应方程式为 。 (2)近年来有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含 二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法,该方法的流程如下:
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重难点一海水中水资源的利用 情景引入
讨论探究 1.海水制盐属于物理变化还是化学变化? 提示:海水制盐是利用日光和风力使海水中水分蒸发从而使食盐 结晶析出,因此属于物理变化。 2.进行海水的蒸馏实验时,烧瓶中为什么要放入少量沸石?冷凝管 中冷却水的流向如何? 提示:在烧瓶中放少量碎瓷片或沸石,目的是防止液体暴沸;冷凝 管中冷却水从下口进,从上口出。
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二、海水化学资源的开发利用 1.海水中的化学元素
2.海水资源的开发利用 (1)海水制盐:
(2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。
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1.下列说法正确的是( ) A.海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意 使用水资源,不必节约 B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C.海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本最低 D.以上说法都正确 解析:地球表面咸水多,淡水少,许多国家面临着淡水资源的危机, 故不可以随意浪费水资源,A项错误;海水淡化中蒸馏法的成本较 高,C项错误。 答案:B
重难点一
知识点拨 1.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。 2.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 (2)烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的 。 3 (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。
③H2+Cl 2 2HCl ④NaHSO3+HCl NaCl+SO2↑+H2O
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SO3 具有强 只从理论上考虑,NaOH具有强碱性,能吸收Br2,Fe2+、 还原性也能吸收Br2,但Br2在水中的溶解度较小,用水不能将Br2充分 吸收。(3)温度过高,大量水蒸气随溴排出,所得气体中水蒸气的含量 增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低。(4)“溴水混合物Ⅰ”中虽 然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高。经 过“空气吹出、SO2吸收、Cl2氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了。
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2.下列元素,其中属于海水中的微量元素的是( ) ①Cl ②Na ③Br ④I ⑤Mg ⑥U A.①②⑤ B.④⑥ C.①②③④ D.③④⑤⑥ 解析:每升海水中含量低于1 mg的元素称为微量元素。 答案:B
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3.从海水中提取金属镁的生产步骤有:①浓缩结晶;②加熟石灰;③ 加盐酸;④过滤;⑤熔融电解。正确的生产顺序是( ) A.①②③④⑤ B.⑤④③①② C.②④③①⑤ D.③④②①⑤
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解析:海水中含有Na+、Mg2+、Cl-及 SO2 4 等,这些离子所构成的物质 的沸点比水的沸点高,可用蒸馏的方法将其分离,A项正确;上述杂 质的溶入使海水的密度大于淡水,B项正确;雪与雨水成分相同,是 水蒸发后凝结而成的,含矿物质很少,而深井中的水不断与硅酸盐 矿物质接触,其中溶有许多矿物质,C项正确;由于水在4 ℃时密度最 大,因此在0~4 ℃之间,温度越高水的密度越大,而在4 ℃以上时,温 度越高水的密度越小,D项错误。 答案:D
答案:(1)2Br-+Cl2 (2)SO2+Br2+2H2O Br2+2ClH2SO4+2HBr ABC
(3)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,所得气体中水蒸气的含量 增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低 (4)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏, 处理量大,生产成本高。而“溴水混合物Ⅱ”实际上将溴水浓缩了
试写出反应的化学方程式: ② ; ③ ; ④ 。
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解析: (1)电解熔融 NaCl 的化学方程式为 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 ↑。 (2)该流程较清晰地展示了氯碱工业产品及 NaCl 循环治理含 SO2 的废气并回收 SO2 的原理,根据要求写出化学方程式即可。
答案: (1)2NaCl(熔融) (2)②NaOH+SO2 2Na+Cl 2↑ NaHSO3
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重难点二
知识点拨
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:
(2)主要反应: Cl2+2BrCl2+2BrBr2+2Cl -(氧化) 2HBr+H2SO4(富集) Br2+2Cl -(提取) Br2+SO2+2H2O