1、第3节海水中的元素环境保护课标解读1.了解卤素的性质与卤离子的检验。2.了解海水的综合利用。3.了解常见元素单质及其重要化合物对环境的影响。4.了解化学与环境的关系，了解“绿色化学”的重要性。卤素的性质与卤素离子的检验知识梳理1卤素的性质(1)卤素单质的相似性卤素原子核外最外层电子数均为7，易得到电子，表现非金属性。都能与大多数金属反应，如2Fe3Br2=2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。都能与H2反应生成HX：X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I，下同)。都能与水反应：X2H2OHXHXO(F2例外：2F22H2O=4HFO2)。都能与碱溶液反应：X22OH=XXOH2O(F2例
2、外)。(2)卤素的递变性卤素(从FI)的电子层依次增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱。颜色熔、沸点密度水溶性氧化性还原性(X或HX)(3)卤素及其化合物的特性氟F2氧化性最强，F的还原性最弱与H2反应在暗处即爆炸，F2与盐溶液反应时，F2先与H2O反应HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒溴Br2是红棕色液体，易挥发Br2易溶于有机溶剂，CCl4、汽油可作Br2的萃取剂盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡胶塞AgBr具有感光性，见光易分解，可用于制照相底片或感光纸碘I2遇淀粉变蓝色I2加热时易升华I2易溶于有机溶剂食用盐中加入KIO3可用于补碘，防治甲状腺
3、肿大AgI具有感光性，见光易分解，可用于人工降雨辨易错(1)F2、Cl2、Br2、I2与Fe反应均生成3价铁的化合物。()(2)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相似。()(3)F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点和密度均逐渐增大。()(4)F2通入NaCl溶液中可生成Cl2。()答案(1)(2)(3)(4)2卤素离子的检验(1)AgNO3溶液沉淀法未知液生成(2)置换萃取法未知液 有机层(3)氧化淀粉法检验I未知液 蓝色溶液，表明有I注意：Br2、I2在水、有机溶剂中的颜色比较Br2I2水橙色黄色褐色黄色有机溶剂(苯、CCl4、汽油)橙红色橙色紫色紫红色深思考已知在酸性条件下，IO与I反应
4、生成I2，请设计实验检验食盐中是否含IO？答案将少量食用盐溶于白醋中，然后将溶液滴到淀粉KI试纸上，若试纸变蓝色，说明此食用盐为加碘食盐(其他合理答案也可)。知识应用建筑工地常用的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：NaNO2HINOI2NaIH2O(1)配平上述反应，将系数填入中。(2)根据上述反应，利用试纸与生活中的常见物质水、淀粉碘化钾试纸、淀粉、白酒、食醋 鉴别NaNO2和NaCl，实验时最适合的组合为_(填序号)。答案(1)242122(2)命题点1卤素的性质及应用1下列关于卤素(用X表示)的叙述，错误的是 ()A卤素单质与水反应均可
5、用X2H2OHXOHX表示BHX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而减小C卤素单质的颜色由F2I2随相对分子质量增大而变深DX的还原性依次为FClBrIAF2与H2O反应生成HF和O2，A项错误。2CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断正确的是()ACsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显1价B向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体CCsICl2溶液不能使酸性高锰酸钾溶液退色D向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，均无明显颜色变化BA项，CsICl2中的I为1价，错误；B项，CaOCl2可写为CaCl2Ca(Cl
6、O)2，加入酸Cl与ClO反应生成Cl2，正确；C项，CsICl2中的Cl能使酸性KMnO4溶液退色，错误；D项，CaOCl2中的ClO能氧化Fe2，错误。3某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氧化性的相对强弱。下列说法不正确的是()AE处棉花球变成黄色，说明Cl2的氧化性比Br2强BF处棉花球变成蓝色，说明Br2的氧化性比I2强CE处发生反应的离子方程式为Cl22Br=2ClBr2DG装置中NaOH溶液与Cl2反应的离子方程式为2OHCl2=ClOClH2OB在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氧化性比I2强。命题点2卤素离子的检验4下列叙述
7、中正确的是 ()A能使湿润的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2或Br2B用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液C某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在ID某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色B还有很多氧化剂(如HNO3、O3等)能将I氧化为I2，A项错误；碘单质的CCl4溶液显紫色，C项错误；CCl4的密度比水大，应下层显橙红色，D项错误。海水资源的开发利用知识梳理1海水资源的利用(1)海水水资源的利用海水水资源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。(2)海水淡化方法及原理淡化方法原理蒸馏法将海水加热蒸发
8、汽化，然后蒸气冷凝而得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择性透过，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的离子变换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阳离子和阴离子得到去离子水2海水化学资源的开发利用(1)氯碱工业海水粗盐电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。产物制氯化氢：H2Cl22HCl。制漂白液：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)海水提溴工艺流程基本步骤及主要反应(3)海带中含有碘元素的检验滴入H2O2 (H，aq) 主反应离子方程式为2I2HH2O2=I22H
9、2O。海带中碘的提取a化学原理(离子方程式)：2ICl2=I22Cl。b主要的物理原理：单质碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。(4)海水中提镁工艺流程基本步骤及主要反应制熟石灰CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2沉淀Mg22OH=Mg(OH)2酸化Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸发结晶析出MgCl26H2O脱水在氯化氢气流中使MgCl26H2O脱水制得无水氯化镁电解电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融)MgCl2镁的主要性质深思考(1)CO2能作任何物质燃烧的灭火剂吗？为什么？(2)Mg在空气中燃烧可生成哪几种物质？写出方程式。答案(1)不能
10、，Na、Mg等金属着火不能用CO2灭火。(2)MgO、Mg3N2、C。2MgO22MgO、3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC。3海水中其他资源的开发利用(1)从海水中提取核能开发的重要原料：铀和重水。(2)潮汐能、波浪能等是有待开发的新型能源。命题点海水资源的开发利用1海洋是一座巨大的化学资源宝库，如图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法正确的是()A除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2、Fe3等杂质，中加入试剂的顺序为Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液过滤后加盐酸B中包含制取MgCl2溶液、无水MgCl2及电解熔融状态的MgCl2几个阶段C氯碱工业可直接得到H2、O
11、2、NaOHDSO2水溶液吸收Br2的离子方程式为SO2Br22H2O=2HSO2HBrBA项中的加入顺序会导致Ba2无法除尽，A错误；单质镁是通过电解熔融MgCl2(无水)的方法制取的，B正确；氯碱工业的产品中不含O2，C错误；HBr为强酸，写离子方程式应拆为“HBr”，D错误。2从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法，不正确的是()干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2A实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B含I的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应C在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“
12、萃取”A灼烧固体时应在坩埚中，A项不正确。3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步骤反应的离子方程式为Mg2OH=Mg(OH)2C步骤可将晶体置于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B石灰乳为浊液，写离子方程式时Ca(OH)2不可拆分。4(1)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式为_。(2)从MgCl2溶液中得到MgCl26H2O的操作为_，过滤、洗涤干燥。答案(1)MgCl2(熔融)MgCl2Mg2H2OMg
13、(OH)2H2(2)加入一定盐酸，蒸发浓缩，冷却结晶(1)镁在空气中燃烧，可与空气中的O2、N2及CO2反应，所得固体产物可能是MgO、Mg3N2、C的混合物。(2)Na、Mg等活泼金属着火，不能用CO2灭火。(3)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中是Mg(OH)2，而非MgCO3。环境保护与绿色化学知识梳理1常见环境污染(1)环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。一般说的“三废”：主要是指废气、废水和废渣。(2)常见环境污染及其成因酸雨有关的物质为SO2和氮氧化合物。a硫酸型酸雨b硝酸型
14、酸雨：NOx排入大气中后，与空气(O2)、水反应生成HNO3随雨雪降到地面。即NOxHNO3。光化学烟雾主要是氮氧化合物和碳氢化合物造成的。臭氧层空洞主要是氟氯代烃、氮氧化合物等的排放引起的。温室效应主要是由于大气中CO2等的含量的不断增加造成的。CH4等烃类也能引起温室效应。白色污染聚乙烯等难降解塑料的大量使用。水华、赤潮含大量氮、磷的生活污水及工农业废污水的任意排放造成水体富营养化。PM2.5大气中直径小于或等于2.5106 m的颗粒物，它主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤等)。雾霾雾和霾的统称。空气中的灰尘、硫酸、硝酸等组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及颗
15、粒物(PM)这三项是雾霾主要污染物，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。居室污染甲醛、苯、甲苯、氡对空气的污染。来源于建筑、装修材料等。2SO2、NOx的消除方法(1)SO2的消除方法钙基固硫法：将生石灰和含硫的煤混合燃烧，S转化为CaSO4。反应原理为CaOSO2CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4，总反应方程式为2CaO2SO2O22CaSO4。氨水脱硫法：将SO2通过氨水及氧化生成氮肥(NH4)2SO4。反应原理为：2NH3H2OSO2=(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3O2=2(NH4)2SO4。(2)NOx的消除碱液吸收法 工业尾气中NOx常
16、用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)n(NO)。催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。3环境保护(1)空气质量日报主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”。目前计入的污染物主要是SO2、NOx、固体小颗粒。(2)环境保护的措施对工业携带的废气颗粒物进行回收利用。工业、生活污水经处理达标后再排放，限制使用含N、P的洗涤剂。回收废弃塑料，研制可降解塑料。4绿色化学(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造
17、成的污染。又称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。(2)特征采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；产品应该是环境友好的；具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。(3)原子经济性原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义式可表示为：原子利用率100%。经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。最高目标：原子利用率为100%，如化合反应和加成反应。辨易错(1)化石燃料大量燃烧产生大量的CO2导致酸雨的形成。()(2)CO2能够产生温室效应，故C
18、O2为大气污染气体。()(3)汽车尾气污染是城市空气污染的重要来源，如果将汽油标准由“国”提到“国”这意味着汽车不再排放氮氧化物。 ()(4)植树造林可以减少大气污染物，属于绿色化学的理念。()答案(1)(2)(3)(4)知识应用原子经济性是绿色化学的重要特征，可以利用反应的原子利用率进行判断，请计算下列制备环氧乙烷()的原子利用率。(1)CH2=CH2 (过氧乙酸)CH3COOH：_。(2)CH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2O：_。(3)2CH2=CH2O2 ：_。(4) HOCH2CH2OCH2CH2OH2H2O：_。解析(1)原子利用率：100%42.3%。(2)原子利用率
19、：100%25.4%。(3)原子利用率：100%100%。(4)原子利用率：100%23.7%。答案(1)42.3%(2)25.4%(3)100%(4)23.7%命题点环境污染、保护与绿色化学1汽车尾气含氮氧化物(NOx)、碳氢化合物(CxHy)、一氧化碳等，直接排放容易造成“雾霾”。因此，不少汽车都安装尾气净化装置(净化处理过程如图)。下列有关叙述，错误的是()A尾气造成“雾霾”与汽油未充分燃烧有关B尾气处理过程，氮氧化物(NOx)被还原CPtRh催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率D使用氢氧燃料电池作汽车动力能有效控制雾霾C催化剂不能改变平衡转化率，只能改变反应的速率，C项错误。2化学在生
20、产和日常生活中有着重要的应用。 下列说法正确的是()A汽车的排气管上装有“催化转换器”，使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2B向煤中加入适量石灰石，使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3，可减少对大气的污染C在厂区大量植树绿化，净化污染的空气，符合“绿色化学”的理念D大量燃烧化石燃料排放的废气中含有CO2、SO2，从而使雨水的pH5.6，形成酸雨A向燃煤中加入石灰石，SO2与CaCO3先反应生成CaSO3，进一步被空气氧化为CaSO4，B项错误；净化空气属于治理污染，不符合绿色化学理念，C项错误；化石燃料燃烧排放的废气中的CO2不是产生酸雨的原因，且酸雨的pHr(Cl)r(Mg)r(Na)D
21、原子的最外层电子数n：n(Na)n(Mg)n(Cl)r(Mg)r(Cl)，C项错误；Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7，D项错误。3(2018全国卷)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关 (如图所示)。下列叙述错误的是 ()A雾和霾的分散剂相同 B雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 CNH3是形成无机颗粒物的催化剂D雾霾的形成与过度施用氮肥有关C雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3
22、和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。4(2016全国卷)下列有关燃料的说法错误的是()A燃料燃烧产物CO2是温室气体之一B化石燃料完全燃烧不会造成大气污染C以液化石油气代替燃油可减少大气污染D燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一BA项，燃料燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一，正确；B项，化石燃料完全燃烧时产生的气体有CO2、SO2等，会造成大气污染，错误；C项，液化石油气的主要成分是丙烷等含碳原子数目较少的烃，燃油的主要成分是含碳原子数目较多的烃，液化石油气燃烧更充分，可减少
23、大气污染，正确；D项，燃料不完全燃烧产生的CO是造成大气污染的主要污染物之一，正确。新题预测1化学与科技、生产、生活、社会密切相关。下列有关说法不正确的是()A2022年冬奥会聚氨酯速滑服，是新型无机非金属材料B“加热不燃烧烟草制品(电子烟)”风靡全球，但实际吸电子烟也会产生有害物质危害健康C因制作口红时，添加天然矿物云母等着色剂，其中含Pb、Na、Mg、Al、Mn等元素，吃饭前应擦拭干净D人们洗发时使用的护发素，其主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度A聚氨酯全名为聚氨基甲酸酯，属于高分子化合物，是有机材料，A错误；电子烟的烟油中含有尼古丁，吸电子烟时，也会产生有害物质，B正确；在制作
24、口红时，为了增加口红的亮度，会添加天然矿物着色，着色剂中含Pb、Na、Mg、Al、Mn等元素，其中铅元素对身体有害，吃饭前应擦拭干净，C正确；人们洗发时使用的护发素，其主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度，D正确。2燃煤工业锅炉烟气中含有1%3%的CO和0.02%0.04%的NO，在新型催化剂作用下可消除CO和NO两种有害气体，反应机理如图所示，在反应过程中CO可被O2氧化。下列说法正确的是()A温度越高越有利于有害气体的消除BO2浓度越大催化除杂效果越好C催化反应的速率由氧化吸附过程决定D总反应方程式为2NO2CO=N22CO2C催化剂有活性温度，温度过高时催化剂有可能失去催化活性，因此温度过高不利于有害气体的消除，A项错误；反应过程中CO可被O2氧化，因此O2浓度过大，催化除杂效果会降低，B项错误；催化反应的反应速率由分步反应中的慢反应决定，即由氧化吸附过程决定，C项正确；反应为2NOO22NO2，反应为4CO2NO2N24CO2，故总反应方程式为2NOO24CON24CO2，D项错误。