化学高一必修二2.第二课时海水资源的开发利用(详解答案)

1．溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为 65 mg·L－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·L－1 的 NaBr 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
答案 D 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 离，D 对。
二 从海水中提取镁
海水提镁的生产流程可表示为
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 了怎样的化学变化？
A．溶质质量增加 B．溶剂质量减小 C．溶液质量不变 D．溶质质量分数减小 答案 B 3．碘在地壳中主要以 NaIO3 的形式存在，在海水中主要以 I－的形式存在，几种粒子之间的 转化关系如图所示。
下列说法中不正确的是( ) A．用淀粉­KI 试纸和食醋检验加碘盐时淀粉­KI 试纸会变蓝 B．足量 Cl2 能使湿润的、已变蓝的淀粉­KI 试纸褪色，原因可能是 5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3 ＋10HCl C．由图可知氧化性的强弱顺序为 Cl2>I2>IO－ 3 D．途径Ⅱ中若生成 1 mol I2，则反应中转移的电子数为 10NA 答案 C 解析 加碘盐中含有 IO－ 3 ，在酸性条件下可被 I－还原生成 I2, A 正确；根据图示转化关系可 知 B 正确；根据途径Ⅰ可知氧化性 Cl2>I2，根据途径Ⅱ可知氧化性 IO－ 3 >I2，根据途径Ⅲ可知 氧化性 Cl2>IO－ 3 ，C 错误；根据关系式 2IO－ 3 ～I2～10e－，D 正确。 4．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①、②、③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、化合反应、置换反应和复分解反应 答案 D 5．海带中的碘元素主要以 I－的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成 I2，再萃取出 来。证明海带中含有碘的实验方法： ①用剪刀剪碎海带，用酒精湿润，放入坩埚中。 ②灼烧海带至完全成灰，停止加热，冷却。
(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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
请回答下列问题： (1)Mg(OH)2 中 加 入 盐 酸 后 ， 要 获 得 MgCl2·6H2O 晶 体 ， 需 要 进 行 的 实 验 操 作 依 次 为 ________(填字母)。 A．蒸馏 B．灼烧 C．过滤 D．蒸发 E．冷却结晶 (2)母液中常含有 MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl 等，可进一步加工制得一些重要的产品。下 图是上述四种物质的溶解度曲线图，若将母液加热升温到 60 ℃以上，随着水分的蒸发，会 逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是________________。
____________、苯等，得到的有机层显__________色。 答案 氧化 Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 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 Br2。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。 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( )
(2)卤水中通入 Cl2 时发生反应的离子方程式为 2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。 (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。 3．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以离子的形式存在。从海藻中提取 碘的实验流程如图所示：
4．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 答案 B 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，选项 A 正 确；电解熔融 MgCl2 时，阳极产生 Cl2，阴极产生金属镁，选项 B 错误；因 MgCl2 能水解： MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，为此将 MgCl2·6H2O 晶体在 HCl 气氛中加热脱水，其目 的是抑制 MgCl2 水解生成 Mg(OH)2，选项 C 正确；步骤①涉及 CaCO3 发生分解反应得到 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 发生复分解反应得到 Mg(OH)2 和 CaCl2。故选 B。
(2)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
________________________________________________________________________ ______。
③将海带灰加蒸馏水溶解，搅拌、煮沸、过滤。 ④在滤液中滴加稀 H2SO4 及 H2O2，然后加入几滴淀粉溶液。(涉及反应的离子方程式为 2I－ ＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O) 在实验过程中用到的玻璃仪器有________________________________________。 能 证 明 海 带 中 含 有 碘 的 实 验 操 作 是 ________( 填 序 号 ) ， 现 象 是 ________________________________________________________________________。 答案 烧杯、玻璃棒、漏斗、酒精灯 ④ 滴入淀粉溶液后变蓝 6．海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取 NaCl、Mg(以 MgCl2 形式存 在)和 Br2(以 NaBr 形式存在)及综合利用的生产流程简图：
(3)过滤上述晶体后，将滤液降温到 30 ℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶 体，最后可得到比较纯净的________晶体。 答案 (1)DEC (2)MgSO4、NaCl (3)KCl
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
高温
CaCO3=====CaO＋CO2↑。 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 MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
电解
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑ 4．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。 归纳总结 由 MgCl2·6H2O 加热制取无水 MgCl2 时，要不断通入干燥的 HCl 气体，防止 MgCl2 水解生 成 Mg(OH)2。
1．下列关于海水资源利用的认识错误的是( ) A．海水中金、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素 B．海底多数金属结合矿含有铁、锰、钴等多种元素 C．通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法等可以实现海水的淡化 D．海水提溴过程中溴元素依次了生氧化反应，还原反应、氧化反应 答案 A 解析 碳、锶不是微量元素。 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( )
3．下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据： 物质 氧化镁
熔点/℃ 2 852 沸点/℃ 3 600
氯化镁 714 1 412
Leabharlann Baidu
请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是( )
A．海水 ―N―aO→H Mg(OH)2―电―解→Mg
B．海水
―H―C→l MgCl2
溶液―→MgCl2
晶体
电解
――→Mg
石灰乳
灼烧
电解
C．海水 ――→Mg(OH)2――→MgO――→Mg
D．海水 ―石―灰乳→Mg(OH)2―H―C→l MgCl2 溶液 H―C―l 气→流MgCl2(熔融)―电―解→Mg
答案 D
解析 本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的 MgCl2 得到，还要知道实际生产中从海水
提取 MgCl2 的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用 NaOH)。
答案 (1)过滤 2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2 (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。
主要流程：
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―→晒干、灼烧―→浸泡―→过滤―→氧化―→提纯―→碘单质 ②主要的化学原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O 或 Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
第 2 课时 海水资源的开发利用
[学习目标定位] 知道海水淡化的意义和方法，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。
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、氧化和提取三个步骤。其流程为