1、第2课 海水资源的开发利用目标定位 1.了解海水资源，能认识海水综合利用的发展方向。2.了解海水淡化的方法，能用蒸馏的方法由海水制取蒸馏水。3.掌握海水化学资源的开发利用，会利用海水制盐、提镁、提溴、提碘。2018创新学案人教版必修21初中化学中的海水综合利用(1)海水淡化的方法有蒸馏法、。(3)海水晒盐的过程：海水 粗盐和母液。结晶法膜分离法蒸发池结晶池2海水中的盐(1)海洋中含盐3%，主要为，此外，还有、等盐类，所以海水，不能直接饮用。(2)粗盐的提纯：溶解、蒸发、结晶。3物质分离提纯的方法(1)方法有蒸馏、过滤、结晶、萃取、分液等。(2)蒸馏实验中，除酒精灯、锥形瓶外，还需用的玻璃仪器有
2、：、等；分液实验中用到的玻璃仪器有：、。NaClMgCl2MgSO4又咸又苦过滤蒸馏烧瓶冷凝管温度计分液漏斗烧杯【解析】海水中提取镁的方法为在海水中加入碱得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离出来后加入盐酸使之变为MgCl2，之后经结晶、过滤、干燥、电解就可得到金属镁。在此过程中不涉及Mg(OH)2的受热分解。【答案】C5如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。(1)图中有两处明显的错误是：_；_。(2)A仪器的名称是_，B仪器的名称是_。(3)实验时A中除加入少量自来水外，还需要加入少量的_，其作用是_。【解析】制取蒸馏水不需要温度计；冷却水的方向应该和出气的方向相反，冷却水进
3、出口方向标反了。蒸馏时还要加入少量的碎瓷片，防止液体暴沸。【答案】(1)制取蒸馏水不需要温度计 冷却水进口、出口方向标反了(2)蒸馏烧瓶 冷凝管(3)沸石(或碎瓷片)防止液体暴沸知识点一海水水资源的利用 1海水的淡化(1)海水淡化的主要方法：蒸馏法、。(2)海水的蒸馏 主要仪器：A：B：C：冷凝水的流向：口进，口出 电渗析法离子交换法圆底烧瓶冷凝器锥形瓶ab2直接利用 海水进行。据统计，城市用水约80%是工业用水，工业用水中约80%是工业冷却用水。因此直接利用海水进行循环冷却是解决水资源短缺的重要途径。循环冷却对应练习 1下列说法正确的是()A海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类
4、可以随意使用水资源，不必节约 B海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低 D以上说法都正确【解析】地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A错误；海水淡化中蒸馏法的成本较高，C错误。【答案】B2水资源非常重要，联合国规定2003年为国际淡水年，下列说法正确的是()A蒸馏法是海水淡化的惟一方法 B淡水的密度小于海水 C融化的雪水中矿物质含量比深井中的多 D在大海边异常口渴的时候可以喝海水【解析】海水淡化的方法很多，除蒸馏法外还有电渗析法、离子交换法等，A错误；海水中矿物质多，密度大，B正确；深井中的水不断与矿
5、物质接触，溶解有许多矿物质，C错误；海水中盐的浓度很高，不能饮用，D错误。【答案】B知识点二海水化学资源的开发利用 1海水中的元素常量元素(超过总量 的99%)H、O、13种 微量元素 常量元素之外的，总计含有多种 特点 种类很多，总储量很大，但许多元素的富集程度很低 Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr803其他物质和能量：(1)从海水中提取镁；提取核能开发中的重要原料；开发海洋药物等。(2)、波浪能等是有待开发的新型能源。铀和重水潮汐能对应练习 3从海水中可获得的在常温下为液体的单质是()AMg BK CBr2DI2【解析】以上四种单质在常温下呈液态的只有溴。【答案】C4
6、NaCl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()烧碱 纯碱 金属钠 氯气 盐酸 AB CD【答案】A5下列各组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()ACl、Na、C、FBS、Ca、U、I CB、F、H、SrDCl、Na、O【解析】海水中的H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr称为常量元素，其他称为微量元素。A、C、D三组全部为常量元素，故选B。【答案】B(1)灼烧海带时应在什么容器中进行？还需什么仪器？答：灼烧海带应在坩埚中进行，还需要泥三角、三脚架、酒精灯及坩埚钳等。(2)在海带提
7、取碘的过程中，涉及的分离物质的方法有哪些？答：从海带灰中得到水溶液利用过滤，从碘水中得到碘的有机溶液利用萃取分液，从碘的有机溶液中得到碘利用蒸馏，蒸馏后碘留在烧瓶中。(3)海带中含有碘，海带能使淀粉溶液变蓝吗？答：不能，单质碘能使淀粉溶液变蓝，而海带中含有的碘元素是碘离子。1从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是()【解析】灼烧海带应用坩埚，A选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B选项错误；苯的密度比水的小，萃取了I2的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，C选项错误。【答案】D(1)为什么不能将最初得到的含溴的海水直接蒸馏获取液溴？答：因为此时溶液中溴的浓度太小，若直接蒸馏，处理量大
8、，成本高，不划算。(2)用SO2吸收溴蒸气，体现了溴的什么性质？(3)吹出法提溴，利用了溴的什么性质？答：利用空气吹出法从海水中提溴，主要是利用Br2沸点低、易挥发、能被热空气和H2O(g)以溴蒸气形式吹入吸收塔。2从海水中提取的溴占世界溴年产量的左右。已知溴水呈橙色，将SO2气体通入溴水时，可以发现溴水褪色。则下列有关叙述中正确的是()ASO2使溴水褪色，显示了SO2的漂白性 BSO2使溴水褪色，显示了SO2的还原性 C从溴水中提取单质溴，可以用乙醇进行萃取 DSO2是形成酸雨的唯一原因【解析】SO2通入溴水中发生如下反应：SO22H2OBr2H2SO42HBr，该反应中SO2作还原剂，不显
9、示漂白性；乙醇与水互溶，因此不能用乙醇萃取溴水中的Br2；SO2和NOx均可导致酸雨的形成。【答案】B 探究点三 海水提镁 1海水提镁的生产流程可表示为 2海水提取镁的最基本方法是往海水中加碱，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成MgCl2；之后，经过结晶、过滤、干燥、电解，就可得到金属镁。(1)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？答：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CaCO3CaOCO2。(2)从海水中的Mg2到金属镁，经历了哪些化学变化？答：MgCl2Ca(OH)2Mg(OH)2Ca
10、Cl2 Mg(OH)22HClMgCl22H2O MgCl2(熔融)MgCl2(3)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：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。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/2 852 714 沸点/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()A海水NaOH Mg(OH)2电解 MgB海水H
11、Cl MgCl2 溶液MgCl2 晶体电解 MgC海水 石灰乳 Mg(OH)2灼烧 MgO电解 MgD海水 石灰乳 Mg(OH)2HCl MgCl2 溶液 HCl气流 MgCl2(熔融)电解 Mg【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】D【例1】海带是海洋中的一种褐藻，海带中含有丰富的碘，是人类经常食用的一种补碘食物。某资料中有“海带中碘的检验”的选做实验，操作步骤如下：取3 g左右干海带，除去表面杂质，剪碎，用酒精润湿，放在坩埚中灼烧成灰，冷却；将海带灰转移到小烧杯中加
12、蒸馏水，搅拌，煮沸23 min，使可溶物质溶解，过滤；向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象；取少量上述所得溶液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象；向剩余的滤液中加入1 mL CCl4，振荡静置，观察现象；向加有CCl4的溶液中加入NaOH溶液，充分振荡后，将混合液的下层液体放入指定的容器中。请回答下列问题：(1)海带中碘元素是_(填“碘离子”“碘单质”或“碘酸盐”)，步骤中除去海带表面的杂质一般用刷子刷净，不用水清洗，原因是_；(2)可说明海带中含有碘的现象有 _；(3)操作叫做_。操作的目的是_。【解析】海带中碘元素是以I形式存在；为防止碘元素的损失，除去海带表面的杂质一
13、般用刷子刷净，不用水清洗；实验中步中加入淀粉溶液后变蓝；步中下层液体呈紫红色可以说明海带中含有碘。操作是萃取碘水中的碘，操作是为了回收CCl4。【答案】(1)碘离子 防止碘元素的损失(2)步中加入淀粉溶液后变蓝；步中下层液体呈紫红色(3)萃取 回收CCl4【知能提升】碘元素的检验方法(1)淀粉遇单质碘变蓝，若是碘离子，通常先加入氯水氧化，再加入淀粉。(2)碘水呈褐色，通常加入有机溶剂四氯化碳或苯后有机层呈紫色。(3)加入硝酸酸化的硝酸银溶液后产生淡黄色沉淀，则原溶液中含碘离子。【变式训练】1某课外小组将灼烧海带的灰浸泡后过滤，得到澄清的滤液，他们设计了如下几个方案，你认为能证明海带灰中含有碘元
14、素的是()A取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成 B取适量滤液，加入苯，振荡、静置，苯层无色，证明不含碘元素 C取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素 D取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素 【解析】海带灰中碘元素以I形式存在，应先加入氧化剂将其氧化为I2，再加入淀粉溶液检验。【答案】D(1)步骤反应的离子方程式是_，步骤反应的化学方程式是_。(2)从 理 论 上 考 虑，下 列 物 质 也 能 吸 收 Br2 的 是_。ANaOH BFeCl2 CNa2SO3 DH2O(3)步骤中氧化剂是_，若反应中生成2 molHBr，则消耗_mo
15、l SO2。(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_。【解析】(1)读懂流程图，可以写出 2BrCl2Br22Cl，SO2Br22H2O2HBrH2SO4。(2)只从理论上考虑，NaOH 具有强碱性，能吸收 Br2，Fe2、SO23 具有强还原性也能吸收 Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能充分吸收。(3)Br2SO22H2OH2SO42HBr，该反应中氧化剂为 Br2，还原剂为 SO2，反应中每生成 2 mol HBr，则消耗 1 mol SO2。(4)最后再向含 HBr 的溶液中通入适量 Cl2，蒸馏得到 Br2。经过上述反应过程知氧化性由强到弱的顺
16、序为：Cl2Br2SO2。【答案】(1)2BrCl2Br22Cl SO2Br22H2OH2SO42HBr(2)A、B、C(3)Br2 1(4)Cl2Br2SO2【知能提升】海水提溴原理的理解误区 误认为流程经过步骤即得到了溴的单质，再加入有机溶剂萃取分液即可。忽视了实际情况：苦卤中溴的浓度太小，若直接萃取分液或蒸馏，处理量大，成本高，不经济，所以再经过“空气吹出”“二氧化硫吸收”“再氧化”目的是为了增大溴的浓度。2除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是()A加入适量的KI溶液 B通入溴蒸气 C加氢氧化钠溶液 D加入适量的溴化钠溶液【解析】A项Cl2和Br2均与KI反应且引入了
17、I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项发生反应：Cl22NaBr2NaClBr2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。【答案】D【例3】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：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；将所得到的产物熔融后电解。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、步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C第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【解
18、析】A原料来源于海水，故原料来源丰富，故 A 正确；B.贝壳煅烧得到生石灰，生石灰加水得到石灰乳，在海水中加入石灰乳，得到氢氧化镁；氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁，在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁，进行步骤的目的是从海水中提取氯化镁，故 B 正确；C.将得到的产物 MgCl2 熔融后电解，得到镁和氯气：MgCl2MgCl2；D.为分解反应和化合反应，为复分解反应，为复分解反应，为分解反应，整个变化过程中无置换反应，故 D 错误。【知能提升】由 MgCl2(aq)得到 MgCl2(s)的方法(1)先由 MgCl2(aq)得到 MgCl26H2O(s)将 MgCl2(aq)，进行加热浓缩、冷却结
19、晶，过滤、洗涤、干燥，即得到 MgCl26H2O(s)。(2)再由 MgCl26H2O得到 MgCl2(s)由 MgCl26H2O 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。【变式训练】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步骤电解MgCl2时阴极产生氯气 C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【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；电解熔解MgCl2时，阳极产生Cl2，阴极产生金属
20、镁，选项B错误。因MgCl2能水解：MgCl22H2OMg(OH)22HCl，为此将MgCl26H2O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，步骤是电解，涉及分解反应，步骤涉及MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应得到Mg(OH)2和CaCl2。故选B。【答案】B1下列说法正确的是()A海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约 B海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本最低 D
21、以上说法都正确【解析】地球表面咸水多，淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A错误；海水淡化中蒸馏法的成本较高，C错误。【答案】B 2(2016合肥高一检测)海水提碘时，不小心将碘与食盐混合，欲将二者分离开，最好的方法是()A溶解、过滤 B溶解，过滤、蒸发 C溶解，加AgNO3溶液、过滤 D加热使碘升华【解析】氯化钠很稳定，熔、沸点较高，单质碘易升华，故可用升华法。【答案】D3NaCl是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()烧碱 纯碱 金属钠 氯气 盐酸 A B C D【答案】A【解析】在氯碱工业中，2Na
22、Cl2H2O2NaOHH2Cl2，H2 与 Cl2 化合被水吸收可得盐酸。2NaCl(熔融)2NaCl2。在制纯碱工业中主要利用如下原理：NaCl CO2 NH3 H2ONaHCO3 NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3H2OCO2。46月5日是世界环境日，环境与可持续发展是永远的主题。利用海水是可持续发展的一个任务，对于海水的利用认识错误的是()A海水晒盐是利用蒸馏的原理 B海水可以成为廉价的能源基地，但不能开发过度，要适度使用和开发 C可以用太阳能光解海水以获取氢能源 D人类在利用海水时要兼顾海洋生物和海洋生态平衡【解析】海水晒盐利用了蒸发的原理，A符合题题意；海水利用时要兼顾海洋生物和
23、海洋生态平衡，不能过度开发，要适度使用和开发，B、D正确；利用太阳能光解海水可获得氢能源，C正确。【答案】A5海藻中含有丰富的碘元素(以I形式存在)。实验室中提取碘的流程如下：(1)实验操作的名称是_，所用主要仪器的名称为_。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_(填序号)。A酒精(沸点78)B四氯化碳(沸点77)C甘油(沸点290)D苯(3)在操作中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气)，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号)_溶液，反应的离子方程式为_ _ _。AKIO3BHClO CKIDBr2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_ _。【解析】提取碘单质应加入有机萃取剂如苯、四氯化碳(酒精和甘油均溶于水，不能作萃取剂)，然后在分液漏斗中分液即得到碘的有机溶液，再从碘的有机溶液中提取碘并回收溶剂，采用水浴加热蒸馏。在操作中，为使少量的ICl中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为IClKII2KCl。【答案】(1)萃取分液 分液漏斗(2)B、D(3)C IClII2Cl(4)蒸馏法