高中化學(xué)第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用4.1.2海水資源的開發(fā)利用課件新人教版.ppt

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第2課 海水資源的開發(fā)利用 [目標(biāo)定位] 1.了解海水資源，能認(rèn)識(shí)海水綜合利用的發(fā)展方向。 2.了解海水淡化的方法，能用蒸餾的方法由海水制取蒸餾水。3.掌握海水化學(xué)資源的開發(fā)利用，會(huì)利用海水制鹽、提鎂、提溴、提碘。,1．初中化學(xué)中的海水綜合利用 (1)海水淡化的方法有蒸餾法、 、 。 (3)海水曬鹽的過程：海水→ → →粗鹽和母液。,結(jié)晶法,膜分離法,蒸發(fā)池,結(jié)晶池,2．海水中的鹽 (1)海洋中含鹽3%，主要為 ，此外，還有 、 等鹽類，所以海水 ，不能直接飲用。 (2)粗鹽的提純：溶解、 、蒸發(fā)、結(jié)晶。 3．物質(zhì)分離提純的方法 (1)方法有蒸餾、過濾、結(jié)晶、萃取、分液等。 (2)蒸餾實(shí)驗(yàn)中，除酒精燈、錐形瓶外，還需用的玻璃儀器有： 、 、 等；分液實(shí)驗(yàn)中用到的玻璃儀器有： 、 。,NaCl,MgCl2,MgSO4,又咸又苦,過濾,蒸餾燒瓶,冷凝管,溫度計(jì),分液漏斗,燒杯,【解析】 海水中提取鎂的方法為在海水中加入堿得到Mg(OH)2沉淀，將沉淀分離出來后加入鹽酸使之變?yōu)镸gCl2，之后經(jīng)結(jié)晶、過濾、干燥、電解就可得到金屬鎂。在此過程中不涉及Mg(OH)2的受熱分解。 【答案】 C,5．如圖為實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的裝置示意圖，根據(jù)圖示回答下列問題。 (1)圖中有兩處明顯的錯(cuò)誤是： ①_____________________________________________； ②_____________________________________________。 (2)A儀器的名稱是________________________________， B儀器的名稱是__________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)A中除加入少量自來水外，還需要加入少量的________，其作用是________。,【解析】 制取蒸餾水不需要溫度計(jì)；冷卻水的方向應(yīng)該和出氣的方向相反，冷卻水進(jìn)出口方向標(biāo)反了。蒸餾時(shí)還要加入少量的碎瓷片，防止液體暴沸。 【答案】 (1)①制取蒸餾水不需要溫度計(jì) ②冷卻水進(jìn)口、出口方向標(biāo)反了 (2)蒸餾燒瓶 冷凝管 (3)沸石(或碎瓷片) 防止液體暴沸,知識(shí)點(diǎn)一 海水水資源的利用 1．海水的淡化 (1)海水淡化的主要方法：蒸餾法、 、 。 (2)海水的蒸餾 主要儀器：A： B： C： 冷凝水的流向： 口進(jìn)， 口出,電滲析法,離子交換法,圓底燒瓶,冷凝器,,錐形瓶,a,b,2．直接利用 海水進(jìn)行 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市用水約80%是工業(yè)用水，工業(yè)用水中約80%是工業(yè)冷卻用水。因此直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻是解決水資源短缺的重要途徑。,循環(huán)冷卻,[對(duì)應(yīng)練習(xí)] 1．下列說法正確的是( ) A．海洋約占地球表面積的71%，所以地球上不缺水，人類可以隨意使用水資源，不必節(jié)約 B．海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法 C．海水淡化的各種方法中，蒸餾法的成本最低 D．以上說法都正確 【解析】 地球表面咸水多，淡水少，許多國家面臨著淡水資源的危機(jī)，故不可以隨意浪費(fèi)水資源，A錯(cuò)誤；海水淡化中蒸餾法的成本較高，C錯(cuò)誤。 【答案】 B,2．水資源非常重要，聯(lián)合國規(guī)定2003年為國際淡水年，下列說法正確的是( ) A．蒸餾法是海水淡化的惟一方法 B．淡水的密度小于海水 C．融化的雪水中礦物質(zhì)含量比深井中的多 D．在大海邊異?？诳实臅r(shí)候可以喝海水 【解析】 海水淡化的方法很多，除蒸餾法外還有電滲析法、離子交換法等，A錯(cuò)誤；海水中礦物質(zhì)多，密度大，B正確；深井中的水不斷與礦物質(zhì)接觸，溶解有許多礦物質(zhì)，C錯(cuò)誤；海水中鹽的濃度很高，不能飲用，D錯(cuò)誤。 【答案】 B,知識(shí)點(diǎn)二 海水化學(xué)資源的開發(fā)利用 1．海水中的元素,,Cl、Na、K、Mg、Ca、,,S、C、F、B、Br、Sr,,80,3．其他物質(zhì)和能量： (1)從海水中提取鎂；提取核能開發(fā)中的重要原料 ；開發(fā)海洋藥物等。 (2) 、波浪能等是有待開發(fā)的新型能源。,鈾和重水,潮汐能,[對(duì)應(yīng)練習(xí)] 3．從海水中可獲得的在常溫下為液體的單質(zhì)是( ) A．Mg B．K C．Br2 D．I2 【解析】 以上四種單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的只有溴。 【答案】 C,4．NaCl是從海水中提取出來的一種重要物質(zhì)，除食用外，它還是一種工業(yè)原料，下列以NaCl為原料的產(chǎn)品(或物質(zhì))是( ) ①燒堿 ②純堿 ③金屬鈉 ④氯氣 ⑤鹽酸 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤ 【答案】 A,5．下列各組元素中既包括海水中的常量元素，又包括海水中的微量元素的是( ) A．Cl、Na、C、F B．S、Ca、U、I C．B、F、H、Sr D．Cl、Na、O 【解析】 海水中的H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr稱為常量元素，其他稱為微量元素。A、C、D三組全部為常量元素，故選B。 【答案】 B,(1)灼燒海帶時(shí)應(yīng)在什么容器中進(jìn)行？還需什么儀器？ 答：灼燒海帶應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，還需要泥三角、三腳架、酒精燈及坩堝鉗等。 (2)在海帶提取碘的過程中，涉及的分離物質(zhì)的方法有哪些？ 答：從海帶灰中得到水溶液利用過濾，從碘水中得到碘的有機(jī)溶液利用萃取分液，從碘的有機(jī)溶液中得到碘利用蒸餾，蒸餾后碘留在燒瓶中。 (3)海帶中含有碘，海帶能使淀粉溶液變藍(lán)嗎？ 答：不能，單質(zhì)碘能使淀粉溶液變藍(lán)，而海帶中含有的碘元素是碘離子。,1．從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程中，涉及下列操作，其中正確的是( ) 【解析】 灼燒海帶應(yīng)用坩堝，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；過濾時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；苯的密度比水的小，萃取了I2的苯層在上層，應(yīng)從分液漏斗上口倒出，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 D,(1)為什么不能將最初得到的含溴的海水直接蒸餾獲取液溴？ 答：因?yàn)榇藭r(shí)溶液中溴的濃度太小，若直接蒸餾，處理量大，成本高，不劃算。 (2)用SO2吸收溴蒸氣，體現(xiàn)了溴的什么性質(zhì)？ (3)吹出法提溴，利用了溴的什么性質(zhì)？ 答：利用空氣吹出法從海水中提溴，主要是利用Br2沸點(diǎn)低、易揮發(fā)、能被熱空氣和H2O(g)以溴蒸氣形式吹入吸收塔。,2．從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的 左右。已知溴水呈橙色，將SO2氣體通入溴水時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)溴水褪色。則下列有關(guān)敘述中正確的是( ) A．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的漂白性 B．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的還原性 C．從溴水中提取單質(zhì)溴，可以用乙醇進(jìn)行萃取 D．SO2是形成酸雨的唯一原因,【解析】 SO2通入溴水中發(fā)生如下反應(yīng)：SO2＋2H2O＋Br2 H2SO4＋2HBr，該反應(yīng)中SO2作還原劑，不顯示漂白性；乙醇與水互溶，因此不能用乙醇萃取溴水中的Br2；SO2和NOx均可導(dǎo)致酸雨的形成。 【答案】 B,探究點(diǎn)三 海水提鎂 1．海水提鎂的生產(chǎn)流程可表示為,2．海水提取鎂的最基本方法是往海水中加堿，得到Mg(OH)2沉淀，將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成MgCl2；之后，經(jīng)過結(jié)晶、過濾、干燥、電解，就可得到金屬鎂。,(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用？其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化？ 答：貝殼的作用是作為制備堿的基礎(chǔ)原料，其主要成分發(fā)生的化學(xué)變化為CaCO3 CaO＋CO2↑。,(2)從海水中的Mg2＋到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？ 答：MgCl2＋Ca(OH)2 Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl MgCl2＋2H2O MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑ (3)在用上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？這對(duì)你有什么啟示？,答：提高經(jīng)濟(jì)效益的措施，一是在主要原料地(靠海處)建廠；二是同時(shí)建造鹽酸廠，充分利用電解氯化鎂的副產(chǎn)物——氯氣。這給我們的啟示是，設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)要從整體出發(fā)，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)要素和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，既要提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，又要保護(hù)環(huán)境。,3．下表是氧化鎂和氯化鎂的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)：,,【答案】 D,【例1】 海帶是海洋中的一種褐藻，海帶中含有豐富的碘，是人類經(jīng)常食用的一種補(bǔ)碘食物。某資料中有“海帶中碘的檢驗(yàn)”的選做實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下： ①取3 g左右干海帶，除去表面雜質(zhì)，剪碎，用酒精潤濕，放在坩堝中灼燒成灰，冷卻； ②將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中加蒸餾水，攪拌，煮沸2～3 min，使可溶物質(zhì)溶解，過濾；,③向?yàn)V液中滴入幾滴硫酸，再加入約1 mL H2O2溶液，觀察現(xiàn)象； ④取少量上述所得溶液，滴加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象； ⑤向③剩余的濾液中加入1 mL CCl4，振蕩靜置，觀察現(xiàn)象； ⑥向加有CCl4的溶液中加入NaOH溶液，充分振蕩后，將混合液的下層液體放入指定的容器中。,請(qǐng)回答下列問題： (1)海帶中碘元素是________(填“碘離子”“碘單質(zhì)”或“碘酸鹽”)，步驟①中除去海帶表面的雜質(zhì)一般用刷子刷凈，不用水清洗，原因是___________________________； (2)可說明海帶中含有碘的現(xiàn)象有 __________________ ； (3)操作⑤叫做________。操作⑥的目的是____________。,【解析】 海帶中碘元素是以I－形式存在；為防止碘元素的損失，除去海帶表面的雜質(zhì)一般用刷子刷凈，不用水清洗；實(shí)驗(yàn)中④步中加入淀粉溶液后變藍(lán)；⑤步中下層液體呈紫紅色可以說明海帶中含有碘。操作⑤是萃取碘水中的碘，操作⑥是為了回收CCl4。 【答案】 (1)碘離子 防止碘元素的損失 (2)④步中加入淀粉溶液后變藍(lán)；⑤步中下層液體呈紫紅色 (3)萃取 回收CCl4,【知能提升】 碘元素的檢驗(yàn)方法 (1)淀粉遇單質(zhì)碘變藍(lán)，若是碘離子，通常先加入氯水氧化，再加入淀粉。 (2)碘水呈褐色，通常加入有機(jī)溶劑四氯化碳或苯后有機(jī)層呈紫色。 (3)加入硝酸酸化的硝酸銀溶液后產(chǎn)生淡黃色沉淀，則原溶液中含碘離子。,【變式訓(xùn)練】 1．某課外小組將灼燒海帶的灰浸泡后過濾，得到澄清的濾液，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下幾個(gè)方案，你認(rèn)為能證明海帶灰中含有碘元素的是( ) A．取適量濾液，蒸干，觀察是否有紫色固體生成 B．取適量濾液，加入苯，振蕩、靜置，苯層無色，證明不含碘元素 C．取適量濾液，向其中加入淀粉溶液，無明顯現(xiàn)象，證明不含碘元素 D．取適量濾液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈藍(lán)色，證明含有碘元素,【解析】 海帶灰中碘元素以I－形式存在，應(yīng)先加入氧化劑將其氧化為I2，再加入淀粉溶液檢驗(yàn)。 【答案】 D,(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是________，步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。 (2)從理論上考慮，下列物質(zhì)也能吸收Br2的是________。 A．NaOH B．FeCl2 C．Na2SO3 D．H2O (3)步驟③中氧化劑是________，若反應(yīng)中生成2 mol HBr，則消耗________mol SO2。 (4)根據(jù)上述反應(yīng)判斷SO2、Cl2、Br2三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序是________。,【答案】 (1)2Br－＋Cl2 Br2＋2Cl－ SO2＋Br2＋2H2O H2SO4＋2HBr (2)A、B、C (3)Br2 1 (4)Cl2＞Br2＞SO2,【知能提升】 海水提溴原理的理解誤區(qū) 誤認(rèn)為流程經(jīng)過步驟Ⅰ即得到了溴的單質(zhì)，再加入有機(jī)溶劑萃取分液即可。忽視了實(shí)際情況：苦鹵中溴的濃度太小，若直接萃取分液或蒸餾，處理量大，成本高，不經(jīng)濟(jì)，所以再經(jīng)過“空氣吹出”“二氧化硫吸收”“再氧化”目的是為了增大溴的濃度。,2．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯氣，應(yīng)該采用的方法是( ) A．加入適量的KI溶液 B．通入溴蒸氣 C．加氫氧化鈉溶液 D．加入適量的溴化鈉溶液,【解析】 A項(xiàng)Cl2和Br2均與KI反應(yīng)且引入了I2雜質(zhì)；B項(xiàng)，溴蒸氣無法除去氯氣；C項(xiàng)，氯氣和液溴均能與氫氧化鈉反應(yīng)；D項(xiàng)發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2NaBr 2NaCl＋Br2，既除去了氯氣，又不會(huì)引入新的雜質(zhì)。 【答案】 D,【例3】 海水中含有氯化鎂，是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂，可按照如下步驟進(jìn)行：①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物；④將所得到的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，下列說法不正確的是( ) A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富 B．進(jìn)行①、②、③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂,C．第④步電解時(shí)會(huì)產(chǎn)生氯氣 D．以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng),【答案】 D,【變式訓(xùn)練】 3．從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：,下列說法不正確的是( ) A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富 B．步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣 C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水 D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng),【解析】 海水中含有大量的鎂元素，從海水中提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富，選項(xiàng)A正確；電解熔解MgCl2時(shí)，陽極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生金屬鎂，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。因MgCl2能水解：MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，為此將MgCl2·6H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水，其目的是抑制MgCl2水解生成Mg(OH)2，選項(xiàng)C正確；步驟①涉及CaCO3發(fā)生分解反應(yīng)得到CaO，CaO與H2O發(fā)生化合反應(yīng)得到Ca(OH)2，步驟⑥是電解，涉及分解反應(yīng)，步驟③涉及MgCl2與Ca(OH)2發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到Mg(OH)2和CaCl2。故選B。 【答案】 B,1．下列說法正確的是( ) A．海洋約占地球表面積的71%，所以地球上不缺水，人類可以隨意使用水資源，不必節(jié)約 B．海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法 C．海水淡化的各種方法中，蒸餾法的成本最低 D．以上說法都正確,【解析】 地球表面咸水多，淡水少，許多國家面臨著淡水資源的危機(jī)，故不可以隨意浪費(fèi)水資源，A錯(cuò)誤；海水淡化中蒸餾法的成本較高，C錯(cuò)誤。 【答案】 B,2．(2016·合肥高一檢測(cè))海水提碘時(shí)，不小心將碘與食鹽混合，欲將二者分離開，最好的方法是( ) A．溶解、過濾 B．溶解，過濾、蒸發(fā) C．溶解，加AgNO3溶液、過濾 D．加熱使碘升華 【解析】 氯化鈉很穩(wěn)定，熔、沸點(diǎn)較高，單質(zhì)碘易升華，故可用升華法。 【答案】 D,3．NaCl是海水中提取出來的一種重要物質(zhì)，除食用外，它還是一種工業(yè)原料，下列以NaCl為原料的產(chǎn)品(或物質(zhì))是( ) ①燒堿 ②純堿 ③金屬鈉 ④氯氣 ⑤鹽酸 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③⑤ D．①②④⑤,【答案】 A,4．6月5日是世界環(huán)境日，環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展是永遠(yuǎn)的主題。利用海水是可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)任務(wù)，對(duì)于海水的利用認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是( ) A．海水曬鹽是利用蒸餾的原理 B．海水可以成為廉價(jià)的能源基地，但不能開發(fā)過度，要適度使用和開發(fā) C．可以用太陽能光解海水以獲取氫能源 D．人類在利用海水時(shí)要兼顧海洋生物和海洋生態(tài)平衡 【解析】 海水曬鹽利用了蒸發(fā)的原理，A符合題題意；海水利用時(shí)要兼顧海洋生物和海洋生態(tài)平衡，不能過度開發(fā)，要適度使用和開發(fā)，B、D正確；利用太陽能光解海水可獲得氫能源，C正確。 【答案】 A,5．海藻中含有豐富的碘元素(以I－形式存在)。實(shí)驗(yàn)室中提取碘的流程如下： (1)實(shí)驗(yàn)操作③的名稱是________，所用主要儀器的名稱為________。 (2)提取碘的過程中，可供選擇的有機(jī)試劑是________(填序號(hào))。 A．酒精(沸點(diǎn)78 ℃) B．四氯化碳(沸點(diǎn)77 ℃) C．甘油(沸點(diǎn)290 ℃) D．苯,(3)在操作②中，溶液中生成少量ICl(ICl的性質(zhì)類似于氯氣)，為消除此雜質(zhì)，使碘全部游離出來，應(yīng)加入適量(填序號(hào))________溶液，反應(yīng)的離子方程式為_________________ _________________________________________________ ________________________________________________。 A．KIO3 B．HClO C．KI D．Br2 (4)利用碘的有機(jī)溶液得到單質(zhì)I2的方法是______________ ________________________________________________。,【解析】 提取碘單質(zhì)應(yīng)加入有機(jī)萃取劑如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能作萃取劑)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有機(jī)溶液，再從碘的有機(jī)溶液中提取碘并回收溶劑，采用水浴加熱蒸餾。在操作②中，為使少量的ICl中的碘全部游離出來，應(yīng)加入還原劑，故只有C項(xiàng)符合，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為ICl＋KII2＋KCl。 【答案】 (1)萃取分液 分液漏斗 (2)B、D (3)C ICl＋I(xiàn)－ I2＋Cl－ (4)蒸餾法,