1、第 5 节 海水资源的开发利用 环境保护和绿色化学考试要求 1.了解海水提溴和海水资源的开发利用。2.了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、能源、环境等)。4.理解在化工生产中遵照“绿色化学”思想的重要性。命题预测 本节内容是高考的常考点。考查方式一般是以海水资源的开发利用为背景设计工艺流程图，结合环境保护和绿色化学的思想考查反应原理在化工生产中的综合应用。考点 1 海水资源的开发利用知识梳理1海水水资源的利用2海水中化学资源的开发利用(1)氯碱工业海水粗盐精制 饱和食盐水电解阳极产物：01 Cl2阴极产物：02 H2、NaOH
2、电解饱和 NaCl 溶液：(写出化学方程式，下同)03 2NaCl2H2O=电解2NaOHH2Cl2。产物制盐酸：04 H2Cl2=点燃2HCl。制漂白液：05 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)镁的提取工艺流程基本步骤及主要反应a制熟石灰：06 CaCO3=高温CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2。b沉淀：07 Mg22OH=Mg(OH)2。c酸化：08 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。d蒸发结晶：析出 MgCl26H2O。e脱水：在 09 氯化氢气流中加热使 MgCl26H2O 脱水制得无水氯化镁。f电解：电解熔融氯化镁制得镁：10 MgCl2(熔融)=电
3、解MgCl2。(3)溴的提取工艺流程 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11 Cl22Br=Br22Cl。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 12 Br2SO22H2O=2HBrH2SO4。d提取：再用 Cl2 将 HBr 氧化得到产品溴：13 Cl22HBr=Br22HCl。(4)碘的提取工艺流程干海带 灼烧海带灰 浸泡悬浊液 过滤含I的溶液 适量Cl2 含I2的溶液加CCl4萃取、分液 碘的有机溶液 蒸馏晶体碘两种原理主要
4、的化学原理：14 Cl22KI=2KClI2。主要物理原理：单质碘用 15 苯或四氯化碳萃取，分液后用 16 蒸馏法将碘与有机溶剂分开。3海水其他资源的开发利用(1)海水中提取的铀和重水可用于核能的开发利用。(2)潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。(1)海水晒盐得到的是粗盐，含有 Ca2、Mg2、SO24 等杂质，精制后得到 NaCl饱和溶液，精制时通常在其中依次加入过量的 BaCl2 溶液、过量的 NaOH 溶液和过量的 Na2CO3 溶液，过滤后，再加适量盐酸调节 pH 至中性即可。(2)从海水中提取氯化镁的工艺流程中，MgCl26H2O 脱水制取无水 MgCl2 是在HCl 的气流中加
5、热氯化镁晶体，以防 MgCl2 发生水解而得到 Mg(OH)2。判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)向海水中加入明矾可使海水淡化从而解决淡水危机。()错因：明矾可以净水，但不能除去海水中的盐分使海水淡化。(2)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现。()错因：从海水中获得 NaCl，可利用蒸发原理，为物理过程。(3)实验室从海带中提取单质碘的方法是：取样灼烧溶解过滤萃取。()错因：碘以离子形式存在，需要加氧化剂氧化，则从海带提取单质碘的方法是：取样灼烧溶解过滤氧化萃取蒸馏。(4)海水中含有钾元素，只需要经过物理变化就可以得到钾单质。()错因：海水中含有的钾元素为钾离
6、子，需发生氧化还原反应得到钾单质。题组训练1海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是()A向苦卤中通入 Cl2 是为了提取溴B粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C工业生产中常选用 NaOH 作为沉淀剂D富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用 SO2 将其还原吸收答案 C2某校化学兴趣小组设计如下实验从浓缩的海水中提取溴。装置示意图和实验步骤如下(已知 Br2 的沸点为 59，微溶于水，有毒性)：实验步骤：连接 A 与 B，关闭活塞 b、d，打开活塞 a、c，向 A 中缓慢通入 Cl2 至反应结束；关闭活塞 a、c，打开活塞 b、d，向 A 中鼓入足量热空气；进行步骤的同时，向 B
7、中通入足量 SO2；关闭活塞 b，打开活塞 a，再通过 A 向 B 中缓慢通入足量 Cl2；将 B 中所得液体进行蒸馏，收集液溴。回答下列问题：(1)实 验 室 中 用KMnO4 和 浓 盐 酸 制 备 氯 气 的 化 学 方 程 式 为_。(2)步骤中鼓入热空气的作用为_。(3)步骤B 中发生的主要反应的离子方程式为_。(4)此实验中尾气可用_(填字母序号)吸收处理。a水b浓硫酸cNaOH 溶液d饱和 NaCl 溶液e饱和 Na2CO3 溶液答案(1)2KMnO416HCl(浓)=2MnCl22KCl5Cl28H2O(2)使 A 中生成的 Br2 随热空气进入 B 中(3)Br2SO22H2
8、O=4H2BrSO24(4)ce考点 2 环境保护和绿色化学知识梳理1常见的环境污染问题(1)酸雨(pH 01 5.6)：主要是 02 SO2 和 03 氮氧化合物造成的。(2)光化学烟雾：主要是 04 氮氧化合物、05 碳氢化合物造成的。(3)臭氧空洞：主要是 06 氟氯代烃和氮氧化合物等的排放引起的。(4)温室效应：主要是大气中 07 CO2 等含量的升高造成的。(5)白色污染：主要是 08 聚乙烯、聚氯乙烯等难降解的塑料等大量使用引起的。(6)赤潮、水华：含 09 磷洗衣粉的大量使用、工农业及城市生活污水的任意排放引起的。(7)居室污染：建筑、装修材料挥发出的甲醛、苯、甲苯等引起的。(8
9、)雾霾：SO2、氮氧化物和可吸入颗粒物(PM2.5)等引起的。2绿色化学(1)CO2 不属于污染性气体，但对环境会造成影响，如：温室效应。(2)环境污染的防治措施有：合理规划工业发展和城市建设布局；调整能源结构；控制“三废(废水、废渣、废气)”的排放，工业“三废”排放时要净化处理，达标后再排。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化。()错因：含磷洗衣粉的使用只是造成水体富营养化的原因之一。(2)将废电池深埋，可以避免其中的重金属污染。()错因：深埋废旧电池，会造成地下水、土壤的污染。(3)CO2、NO2 和 SO2 都会导致酸雨的形
10、成。()错因：CO2 过多会引起温室效应，与酸雨无关。(4)CO2、CH4、N2 都是造成温室效应的气体。()错因：N2 不会产生温室效应。(5)酸雨是 pH7 的雨水。()错因：pH5.6 的雨水称为酸雨。(6)田间焚烧秸秆可减少土壤废弃物污染。()错因：田间焚烧秸秆，不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。2“生态文明，青山绿水”是我们发展的追求，下列对应关系不正确的是()选项环境问题造成环境问题的主要物质A酸雨二氧化硫B温室效应二氧化碳C白色污染二氧化硅D臭氧空洞氟氯代烃答案 C题组训练1酸雨形成的示意图如图。下列说法中，不正确的是()A汽车尾气是导致酸雨的原因之一B酸雨会使土壤
11、、湖泊酸化C酸雨形成中不涉及氧化还原反应D燃煤中加入石灰石可防治酸雨答案 C解析 空气中的 N2 先转化为 NO，再转化为 NO2，最终转化为 HNO3，发生的都是氧化还原反应，C 错误。2下列生产工艺能体现“绿色化学”“节能环保”思想的是()A火力发电：在燃煤中加入适量生石灰B工业制硫酸：提高尾气排放的烟囱高度C工业制氢气：用天然气发电再电解水D工业制胆矾：将浓硫酸与铜反应后的溶液蒸发、结晶答案 A解析 在燃煤中加入适量生石灰，能够起到固硫的作用，减少 SO2 的排放，只有 A 符合。高考真题实战1(2019天津高考)化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是()A利用废
12、弃的秸秆生产生物质燃料乙醇B利用石油生产塑料、化纤等高分子材料C利用基本的化学原料生产化学合成药物D利用反渗透膜从海水中分离出淡水答案 D2(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(如下图所示)。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答案 C解析 雾的分散剂是空气，分散质是水。霾的分散剂是空气，分散质是固体颗粒。因此雾和霾的分散剂相同，A 正确；由于氮氧化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物，因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵，B 正确；NH3 作为反应物参加反应转化为铵盐，
13、因此 NH3 不是形成无机颗粒物的催化剂，C 错误；氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关，由于氮肥会释放出氨气，因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关，D 正确。3(2017全国卷)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()APM2.5 是指粒径不大于 2.5 m 的可吸入悬浮颗粒物B绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C燃煤中加入 CaO 可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料答案 C解析 燃煤中加入 CaO 是为了除去煤燃烧生成的 SO2，可减少酸雨的形成，但不能减少温室气体的排放。4(2017江苏高考)2017 年世界地球日我国
14、的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法应提倡的是()A夏天设定空调温度尽可能的低B推广使用一次性塑料袋和纸巾C少开私家车多乘公共交通工具D对商品进行豪华包装促进销售答案 C5(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 是大气污染物之一答案 B6(2016浙江高考)为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含 NH4 废水和工业废气(主要含 N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：下列说法不正确的是()A固体 1 中
15、主要含有 Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3BX 可以是空气，且需过量C捕获剂所捕获的气体主要是 COD处理含 NH4 废水时，发生反应的离子方程式为 NH4 NO2=N22H2O答案 B解析 根据题中的流程，可以得出固体 1 为 CaCO3、CaSO3 和过量的 Ca(OH)2的混合物，A 正确；气体 1 为 N2、NO、CO 的混合物，因为存在反应 NONO22NaOH=2NaNO2H2O，通入 X，然后再与 NaOH 溶液反应生成的产物为NaNO2，故 X 具有氧化性，若为空气，一定不能过量，否则会生成 NaNO3，B 错误；气体 2 为 N2、CO，因“无污染气体”为 N2，故捕获的气体主要是 CO，C 正确；NH4 与 NO2 能够发生归中反应生成氮气，离子方程式为 NH4 NO2=N22H2O，D 正确。