高考化学海水资源的开发利用

第2课时海水资源的开发利用［学习目标定位］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。

3•会写相关反应的化学方程式。

新知导学新知探究点点落实一、海水水资源的利用及溴、碘的提取1•海水水资源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。

通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去,都可以达到淡化海水的目的。

海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。

其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较 成熟，但成本较高。

因此，海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合，成为海水综合利用 的重要方向。

2•某同学从科普书中摘录了从海水中提取溴的方法，请仔细阅读，然后回答问题。

在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。

经过晒盐后的卤水中， 溴的含量提高了 100倍左右。

只要把卤水加入反应塔中， 通过氯气和水蒸气蒸馏，就可以把"溴”蒸出来。

也有借助煤油从海水中提取溴的， 煤油用过之后，还可以回收。

土法提取溴可用浓盐酸作用于漂白粉 或用二氧化锰氧化浓盐酸制取氯提取溴。

(1)从海水中提取溴，一般要经过浓缩」化和提取三个步骤。

其流程为-NaCl廿-Cb 口 热空气或水蒸气石卄… 苦凶一 漠烝气⑵卤水中通入 Cl 2时发生反应的离子方程式为2Br + Cl 2===Br 2 + 2CI 。

(3) 通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是溴单质易挥发。

(4) 借助煤油从海水中提取溴是利用了溴易溶于有机溶剂的性质。

碘元素以离子的形式存在。

从海藻中提取碘網诲T-P潦灼烧灰海水业3•海洋植物如海带、海澡中含有丰富的碘元素, 的实验流程如图所示：藉廉①-- Sk ■悬ill(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：① ______ ;写出过程②中有关反应的化学方程式： _______________________________________________________________________________⑵提取碘的过程中可选用的有机试剂为 ____________ (填字母)。

A •酒精、四氯化碳 B.四氯化碳、苯 C •汽油、醋酸D.汽油、甘油(3)为使海藻灰中碘离子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、物品，尚缺少的玻璃仪器是答案 ⑴过滤 2Nal + Cl 2===2NaCI + I 2 (2)B (3)漏斗、分液漏斗归纳总结■ ----------------------------- 1•海水中制取溴主要方法：空气吹出法。

海水提溴四个过程2.海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检测(2)海带中提碘① 流程 海带一晒干、灼烧—浸泡—过滤—氧化—提纯—碘单质② 主要的化学原理： 2H + + 2「+ H 2O 2===I 2+ 2H 2O 或 Cl 2+ 2KI===2KCI + 12。

\活学活用1.溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为 65 mg • —1。

在实验室模拟海水中溴的提取：实验方法：将适量新制氯水加入到20 mL 富含溴离子的海水中(海水可以用0.1 mol 1的①浴解，莹许 含]-②过歳1t H"”mq )rox]1NaBr 溶液代替），把溴置换出来。

氯水中的氯气作 __________________ 剂，涉及反应的离子方 程式为 _______________________________________________________________________________ 。

得到的单质溴可以用有机 溶剂在 ___________________ （仪器）中实现萃取富集，萃取试剂用 ____________ 、苯等，得到的有机层显 ____________ 色。

答案氧化 Cl 2+ 2Br ===2CI + Br 2分液漏斗四氯化碳橙解析 把溴离子转化为溴单质时，溴离子发生氧化反应，因此需要氧化剂，氯气可以将Br-氧化为B 「2。

根据萃取的原理，要从水溶液中萃取某种溶质，所选择的萃取剂一定要和水互不相溶。

溴单质在有机溶剂中的颜色是橙色到橙红色。

理解感悟本题考查有关海水中含有溴元素的证明和提取的实验原理、 仪器，以及萃取的实验操作等。

将非金属阴离子置换为单质要用到氧化剂，将金属阳离子置换为单质要用到还原剂，常见的氧化剂有过氧化氢、新制氯水、酸性高锰酸钾溶液等。

离，D 对。

二、从海水中提取镁 海水提镁的生产流程可表示为CaCO ；( ----- * CaO —Ca(OH)^苫卤1•海水提取镁的最基本方法是往海水中加 _______________ ，得到 _________ 沉淀，将沉淀分离出 来后再加入 ________ 把它变成 __________ ；之后，经过结晶、 ____________ 、干燥、 _________ 就可得到金属镁。

答案碱氢氧化镁盐酸氯化镁过滤电解2•海水提镁要用到海滩上的贝壳。

那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了2•从海带中提取碘的实验过程中，涉及到下列操作, 其中正确的是 答案 IAL£敢岀腆的苯瀋诫 解析 物质的灼烧应该选用耐高温的坩埚, A 错；过滤操作时，向漏斗中加液要用玻璃棒引流，B 错；碘的苯溶液在上层，应由分液漏斗的上口倒出, C 错；固液分离可以用蒸馏法分D,分离淡井画收苯B 於逹碍含薄液怎样的化学变化?答案贝壳的作用是作为制备碱的基础原料，其主要成分发生的化学变化为CaCO3===== CaO+ C02f。

3•从海水中的Mg2*到金属镁，经历了哪些化学变化（用化学方程式表示）?答案MgCb+ Ca（0H）2===Mg（0H）2J + CaC"一电解人Mg（OH）2+ 2HCI===MgCI 2+ 2出0 MgCl 2（熔融）=====Mg + Cb f4•在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？答案提高经济效益的措施，一是在主要原料地（靠海处）建厂；二是同时建造盐酸厂，充分利用电解氯化镁的副产物——氯气。

这给我们的启示是，设计工业生产要从整体出发，对各个生产要素和环境保护进行综合设计，既要提高综合经济效益，又要保护环境。

r—归纳总结----------------------------------- ,MgCl 2 6H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCI气体，防止MgCl 2水解生成Mg OH 2。

活学活用3•下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据:物质氧化镁氯化镁熔点/C 2 852714沸点/C 3 600 1 412请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是（）一 ,NaOH 电解A. 海水--- > Mg（OH）2 --- >MgHCI 、宀、亠口亠电解B. 海水--- > MgCl 2 溶液一->MgCl 2 晶体--- > Mg石灰乳灼烧电解C. 海水--- Mg（OH）2 ---- - MgO ------ MgD. 海水一一-Mg（OH）2——-MgCl 2溶液一一流MgCl 2（熔融）一一—Mg 答案D解析本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的MgCl 2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl 2的途径及原料的合理使用（用石灰乳而不用NaOH）。

4•海水提镁的主要流程如下:下列说法正确的是（）①试剂M是盐酸②流程中的反应全部都是非氧化还原反应③操作b只是过滤④用海生和辰——仃般乳水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制 Mg （OH ） 2⑤电解熔融MgCl 2比电解熔融的MgO 制金属镁更节约能量 A. ①②③④⑤ C.④⑤ 答案 D解析 电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应， 因此②是错误的。

③操作b 应是结晶、过滤、干燥，因此 ③是错误的。

所以答案选 D 。

过呈 I当堂检测巩固反诜1•海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是 （ ）A. 利用潮汐发电是将化学能转化为电能B. 海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化C. 从海水中可以得到 MgCl 2，电解熔融 MgCl 2可制备MgD. 海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质 答案 C解析 A 中，潮汐发电是将潮汐能转化为电能；B 中，海水蒸发制海盐过程中只有物理变化；D 中，海水中溴元素以溴离子 （Br 「）形式存在，要得到单质溴必须发生化学变化才能实现。

2•海水淡化可采用膜分离技术。

如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化 膜进入左侧淡水池，而海水中其他各种离子不能通过淡化膜， 从而得到淡水。

对加压后右侧海水成分变化分析正确的是 （）B.②③ D.①④⑤食盐一沦和囊盐水一W_E 业 I j达标检测厂用海水进行循蚌冷却 —蒸僭法 —擁水淡化-一电灌祈祗一离子左换法日晒IT™ — — — — rA.溶质质量增加C.溶液质量不变B. 溶剂质量减小D.溶质质量分数减小答案B3•海洋约占地球表面积的71% ,对其进行开发利用的部分流程如图所示。

F列说法错误的是A. 试剂1可以选用石灰乳B. 从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br「+ Cl 2===2C「+ B-C. 工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D. 可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO：答案C解析煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br + Cl2===2Cl + B「2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，D正确。

4.NaCI是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料。

下列以NaCl为原料的产品（或物质）是（）①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸A. ①②③④⑤B.①②③④C. ①②③⑤D.①②④⑤答案A解析从海水中得到的氯化钠，可作化工原料，工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。

化学方程式分别电解一电解为2NaCl + 2H2O=====2NaOH + d +出f , 2NaCI（熔融）=====2Na + Cl2 T , NaCl + NH3, △木点燃+ 出0 + CO2===NaHCO3 J + NH4CI,2NaHCO3=====Na2CO3+ CO2T + 出0 , Cb+ 出===== 2HCl。