海水资源的开发利用-环境保护和绿色化学-课件

2020高考一轮总复习 • 化学
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。( × )
高考的主要考查点有：一是海水中
3．了解科学、技术、社会的 镁、溴、碘的提取和生产的工艺流程；二 相互关系(如化学与生活、材 是环境污染与防治，绿色化学的内容和要
料、能源、环境等)
求。
4．理解在化工生产中遵循
“绿色化学”思想的重要性
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微考点•大突破
A 基础篇
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步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为 ___溴__具__有 ___强__氧__化__性__(或__强__腐__蚀__性 __)________。
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解析 (1)存在 Br－的海水呈弱碱性，在碱性条件下 Cl2及生成的 Br2易发 生歧化反应，故 Cl2 氧化 Br－应在酸性条件下进行。(2)因溴沸点低、易挥发， 故可用热空气吹出。(3)发生归中反应生成硫酸钠、溴单质、水；盐酸能被溴 酸钠氧化，故不能利用盐酸酸化。
答案 D
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微练三 从海水中提取溴 4．溴主要以 Br－形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备 Br2 的 操作步骤为 ①一定条件下，将 Cl2 通入浓缩的海水中，生成 Br2 ②利用热空气将 Br2 吹出，并用浓 Na2CO3 溶液吸收，生成 NaBr、NaBrO3 等 ③用硫酸酸化步骤②得到的混合物 完成下列填空： (1)Cl2 氧化 Br－应在__酸__性____条件下进行，目的是避免 __氯__气__与__碱__发__生__歧__化__反__应__(_或__B__r_2 歧 ___化__) _______。 (2)Br2 可用热空气吹出，其原因是__B__r_2_易__挥__发__(或___B_r_2_沸__点__低__)_____。
D．海水―石―灰――乳→Mg(OH)2――H―C―l →MgCl2 溶液―→
电解 MgCl2·6H2O―→MgCl2(熔融)――――→Mg
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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。
CaO＋H2O===Ca(OH)2
。
b．沉淀： MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 。
c．酸化： Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
。
d．蒸发结晶：析出 MgCl2·6H2O。
e．脱水：在 氯化氢气流
中使 MgCl2·6H2O 脱水制得无水氯化镁。
电解 f．电解：电解熔融氯化镁制得镁： MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑ 。
d．提取：再用 Cl2 将 HBr 氧化得到产品溴：
Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl
。
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(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＋2H2O。 b．实验步骤及证明方法
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②海带中提取碘 a．工艺流程
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
MgCl2 ④电解 MgCl2 溶液可制取金属镁
A．①③
B．②④
C．③④
D．①②
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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。
(3)电解无水 MgCl2 所得的镁蒸气可以在下列___A___(填选项字母)气体中 冷却。
答案 D
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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( )
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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。
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。
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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。
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__向 ___电__解__液__中__通__入__一__定__量__的__H__C_l_气 __体 _____。
(2)由 MgCl2·6H2O 晶 体 脱水制 无水 MgCl2 时 ， MgCl2·6H2O 晶 体 在 ___H_C__l __气氛中加热脱水，该气体的作用是 __抑__制___M__g_C_l_2_水__解__M__g_C__l2_＋__H__2O_____M__g_(_O_H__)C__l＋__H__C_l__。
电解
2NaCl＋2H2O=====2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
。
点燃 ②产物制盐酸：H2＋Cl2=====2HCl。
③制漂白液： Cl2＋2NaOH===Na020高考一轮总复习 • 化学
(2)镁的提取 ①工艺流程
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②基本步骤及主要反应 高温 a．制熟石灰： CaCO3=====CaO＋CO2↑ ，
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(3)写出步骤③所发生反应的化学方程式： ___5_N__a_B_r_＋__N__a_B_r_O__3＋__3_H__2S__O_4_=_=_=_3_B_r_2_＋__3_N__a2_S_O__4_＋__3_H_2_O_______。
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是 ____防__止__在__酸__性__条__件__下__，__溴__酸__钠__将___C_l_－氧 ___化__为__氯__气__，__影__响__生__成__溴__的__纯__度____。
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【学法点睛】 (1)应记忆的知识：工业制取镁的原理为电解熔融 MgCl2。
(2)应理解的概念：由 MgCl2·6H2O 制取无水 MgCl2，应在 HCl 气体的 氛围中加热。
(3)应学习的方法：从海水中提取 MgCl2，最终获取金属 Mg 的工业流 程。
(4)应训练的题目：海水综合利用题目。
b．两种原理
主要的化学原理： Cl2＋2KI===2KCl＋I2
。
主要物理原理：单质碘用 苯或四氯化碳 萃取，分液后用 蒸馏法 将碘
与有机溶剂分开。 (5)海水中提取 铀 和 重水 可用于核能的开发利用。
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微助学
一个原理 海水蒸馏原理
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微考点 1 海水资源的综合利用
1．海水水资源的利用
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(2)海水淡化的方法和原理
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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 阴极 极产 产物 物： ：CHl22、NaOH
①电解 NaCl 溶液：(写出化学方程式，下同)
答案 D
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2．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 SO24－、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
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海洋中蕴藏着丰富的资源，对它的开发利用有利于缓解当前 资源紧张的困局，工业上从海水中提取某些无机物的简易流程可以用下图 所示：
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下列有关说法不正确的是( ) A．氯碱工业中采用阳离子交换膜电解槽，可以防止氯气与碱的反应 B．第②步中结晶出的 MgCl2·6H2O 不能采用直接在空气中受热分解的 方法制无水 MgCl2 C．第①步常采用往母液中加浓 NaOH 溶液来获取 Mg(OH)2 D．从第③步到第⑤步的目的是获得含溴单质浓度较高的溶液
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微练四 海水资源的综合利用 5．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：
试回答下列问题：
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(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 ___2_C__l－_－__2_e_－_=_=_=_C__l2_↑__。与电源负极相连的电极附近溶液 pH__变__大____(填“变
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。
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微练一 从海水中提取镁
1．从海水中提取镁，正确的方法是( )
A．海水―N―a―O―H→Mg(OH)2――电―解―→Mg
B．海水――H―C―l →MgCl2
溶液―→MgCl2
电解 晶体――――→Mg
石灰乳
灼烧
电解
C．海水――――→Mg(OH)2――――→MgO――――→Mg
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(3)溴的提取 ①工艺流程
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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 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 。
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 Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 。
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第四章 非金属及其化合物
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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
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考纲微解读
考向微预测
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
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【错解】 本题易错选 B。 【错因】 忘记 Mg2＋的水解因素。 【正解】 氯碱工业中采用阳离子交换膜电解槽，只允许阳离子通过， 而阴离子、分子不能通过，可以防止氯气与碱的反应，A 项正确；利用 MgCl2·6H2O 可制得无水氯化镁，但要防止镁离子的水解，应在 HCl 气氛 中脱水，不能直接在空气中受热分解制无水 MgCl2，B 项正确；煅烧贝壳 可以得到氧化钙，而氧化钙与水反应可制得氢氧化钙，第①步常采用往母 液中加石灰乳的方法来获取 Mg(OH)2，C 项错误；从第③步到第⑤步的目 的是获得含溴单质浓度较高的溶液，D 项正确。故答案选 C。