1、第四章 化学与自然资源的开发利用第一节 开发利用金属矿物和海水资源自学导引第2课时 海水资源的开发利用典例导析规律技巧随堂演练课时作业知识与技能 了解海水资源开发和利用的方法过程与方法了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。情感、态度与价值观1.认识合理利用金属矿物和海水资源的意义。2.提升爱护自然资源，保护人类生存环境的意识。三维目标一、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、_、_。自学导引(2)海水的蒸馏2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
2、径。3海水制取食盐：主要方法是利用_。4海水提铀：主要方法是采用各种高效吸附剂富集铀，再分离得到铀。5海水制取溴：主要方法是_。(1)主要流程：(2)主要反应：_。6海带中含有的碘元素，以 I形式存在，因此可先用_将其_为_，然后利用_这一特性检验。二、海水中化学资源的开发利用1海水中的化学元素常量元素：H、O 等元素共 13 种。微量元素：I、U 等元素。2海水化学资源的开发利用(1)从海水中制得 NaCl。除食用外，还用作工业原料，如生产_、_、_以及_、_、_等含氯化工产品。(2)从海水中制取_、_、_及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。答案：一、1.(1)电渗析法 离子交换法(
3、2)圆底烧瓶 碎瓷片 冷凝器 锥形瓶2循环冷却3太阳能晒制5空气吹出法(2)Cl22Br=2ClBr2Br2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=2HClBr26氧化剂 氧化 I2 I2 遇淀粉溶液变蓝二、2.(1)钠单质 烧碱 纯碱 氯气 盐酸 漂白粉(2)钾 镁 溴一、海水水资源的综合利用1海水淡化(1)海水淡化途径：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去。规律技巧(2)海水的蒸馏2海水制盐(1)方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。(2)原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。(3)食盐用途氯碱工业：2NaCl2H2O=通电2NaOHH2Cl2制钠和氯气：2
4、NaCl(熔融)=通电 2NaCl2。3海水提溴(1)浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br得到浓缩。(2)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Cl22Br=Br22Cl。(3)富集：利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收。反应的化学方程式为Br2SO22H2O=2HBrH2SO4。(4)提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。4海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检验关键反应的反应原理：2H2IH2O2=I22H2O实验步骤及证明方法(2)海带中提碘流程海带浸泡氧化过滤提纯碘单质主要的化学原理：Cl22KI=2KClI25海水提镁(1
5、)反应流程：(2)有关反应的化学方程式：MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OMgCl26H2O=HCl MgCl26H2OMgCl2(熔融)=通电 MgCl2二、常用于物质分离的几种方法物质的分离是指通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开(要还原成原来的形式)，分别得到几种比较纯净的物质。(1)蒸馏法适用于分离互溶、但沸点不同的液态混合物。如酒精与水的分离、海水淡化等。(2)结晶法适用于分离各组分均溶于水，但溶解度随温度变化差别较大的混合物。如NaCl与KNO3的分离。(3)过滤法适用于分离一种可溶，另一种不溶的固态混合物。如NaCl与
6、BaSO4的分离。(4)分液法适用于分离两种互不相溶的液态混合物。如苯和水的分离。(5)萃取法适用于分离溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同的混合物。如用CCl4提取碘水中的碘。(6)洗气法适用于分离各气体与吸收剂的作用不同的混合物。如CO2与CO的分离。(7)升华法适用于分离其中一种组分有升华特征的固态混合物。如碘与沙子的分离。典例导析【例1】若将海水淡化作饮用水使用，下列方法在原理上完全不可行的是 ()A加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化B利用太阳能使海水蒸馏淡化C将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水D将海水通过离子交换树脂，以除去所含杂质离子知识点一 海水水资源的利用【解析】明矾净水是利用Al3
7、水解生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些悬浮物，并不能除去海水中的多数杂质离子而使海水淡化。利用太阳能使海水蒸馏淡化，是极有研究价值的一种淡化途径。海水缓慢凝固后可结成冰，在这个过程中可以除去海水中的杂质离子而使海水淡化。将海水通过离子交换树脂是一种已被应用的海水淡化方法。【答案】A变式训练1 以下说法正确的是()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、离子交换法C海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本比较低D以上说法都正确【答案】B【例2】海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在
8、。实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示：知识点二 海水中提取溴和碘(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：_，_。写出实验中有关反应的离子方程式：_。(2)提取碘的过程中，可供选择的有关溶剂是_。A甲苯，酒精 B四氯化碳，苯C汽油，乙酸D汽油，甘油(3)为了使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室准备了烧杯、玻璃棒、锥形瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品。还缺少的玻璃仪器是_。(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂还需经过蒸馏，指出如图实验装置中的错误之处：_；_；_。(5)进行上述蒸馏法操作时，使用水浴的原因是_；最后，晶态碘在_里聚集。【解析】(1)从流
9、程图中可知操作是过滤；是萃取；中的反应是Cl2将I氧化成I2的反应。(2)根据萃取的原理，要从含碘的水溶液中萃取碘，所选择的萃取剂一定要和水互不相溶或很难相溶，而选项中的酒精、乙酸、甘油皆与水互溶，因此B是正确选项。(3)按照流程图考虑每一步骤需要的仪器，还缺少普通漏斗和分液漏斗。(4)检查实验装置的错误，要按照实验的进程，逐一检查，通常是从左到右，自下而上。该装置缺石棉网，温度计不应插入液体中，冷凝管进出水的方向错了。(5)利用水浴可使被加热物质受热均匀而温度又不会超过100，最后在蒸馏烧瓶中得到晶态碘。【答案】(1)过滤 萃取 Cl22I=I22Cl(2)B(3)分液漏斗，普通漏斗(4)缺
10、少石棉网 温度计插到了液体中 冷凝管进出水的方向颠倒(5)使蒸馏烧瓶内物质均匀受热，控制加热温度不会过高 蒸馏烧瓶变式训练2 海水中溴元素以Br形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图：(1)步骤反应的离子方程式是_。(2)步骤反应的化学方程式是_。从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是_。ANaOH BFeCl2CNa2SO3 DH2O(3)步骤蒸馏的过程中，温度应控制在8090。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因_。【解析】(1)(2)2BrCl2=Br22Cl，SO2Br22H2O=2HBrH2SO4；只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2、SO23具
11、有强还原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能被充分吸收。(3)温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低。【答案】(1)2BrCl2=Br22Cl(2)SO2Br22H2O=H2SO42HBr ABC(3)若温度过高，大量水蒸气随溴排出，溴气中水蒸气的含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低【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；将所得的产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法不正确的
12、是()知识点三 海水中提取金属镁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、化合反应和复分解反应【解析】为分解反应，为复分解反应，为分解反应，无化合反应。【答案】D变式训练3 已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800、604，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁，正确的方法是()A海水NaOHMg(OH)2电解 MgB海水 HCl MgCl2溶液 脱水 MgCl2(熔融)电解MgC海水石灰乳Mg(OH)2灼烧 MgO电解 MgD海水 石灰乳
13、Mg(OH)2 HClMgCl2溶液 脱水MgCl2(熔融)电解 Mg【答案】D1从海水中提取下列物质，可以不涉及化学变化的是()AMg BNaClCBr2 DK随堂演练2海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质B海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化C从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能3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()4水资源非常重要，我国是水资源紧缺的国家，节约用水应该是我们的良好习惯。下列关于水的说法错误的是 ()A蒸馏法是海水淡
14、化的方法之一B淡水的密度小于海水的密度C融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D0以上，温度越高，水的密度越小5海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A利用潮汐发电是将化学能转化为电能B海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化C从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备MgD海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质6下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是()A氯、溴、碘 B钠、镁、铝C烧碱、氢气D食盐、淡水7从海水中提镁，最基本的方法是往海水里加碱，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，经浓缩、干燥、
15、电解，即可得到金属镁。下列对从海水中提镁的有关说法中，正确的是()A整个过程中没有涉及置换反应B往海水里加碱是指直接加入NaOHC电解MgCl2溶液即可得到金属镁D电解时得到的镁蒸气应在CO2氛围中冷却8(1)如图所示的蒸馏装置中，如果有错误请指出并加以改正：_(2)一化学兴趣小组的同学通过如下实验提取海带中的碘：a粉碎海带，加一定量的氢氧化钠溶液后高温灰化；b用水浸泡海带灰，过滤；c用盐酸酸化滤液，加入碘酸钾(KIO3)氧化溶液中的碘离子(I)，生成碘单质；d用四氯化碳溶液萃取水溶液中的碘。请回答下列问题：实验步骤c中相关反应的离子方程式为：_。实验步骤c中也可用H2O2代替KIO3，相关反
16、应的离子方程式为：_。检验用四氯化碳萃取碘后的水溶液中是否还含有碘单质的实验方法是：_。9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：海藻 灼烧 海藻灰 浸泡 悬浊液 含I的溶液适量Cl2 含I2溶液 碘的有机溶液 晶体碘(1)实验操作的名称是_，所用主要仪器名称为_。(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(沸点80)(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_。AKIO3 BHClOCKI
17、DBr2(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_。答案与解析：1B 海水中存在大量的NaCl，可以通过蒸发的方法将NaCl从海水中分离出来，而Mg、Br2、K必须经过化学反应才能得到。2C 海水中的钾元素以化合态形式存在，要使化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B错误；电解熔融NaCl可以制得Na和Cl2，C正确；潮汐发电是将机械能转化为电能，因此D也不正确。3D 灼烧海带应用坩锅，A项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B项错误；苯的密度比水的小，萃取了单质碘的苯层在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。4D5C A中，潮汐发电是将潮汐能转化为
18、电能。B中，海水蒸发制海盐过程中只有物理变化。D中，海水中溴元素以溴离子(Br)形式存在，要得到单质溴必须发生化学变化才能实现。6D 海水经过蒸发即可得到食盐和淡水。A、B选项中，海水中存在Cl、Br、I、Na、Mg2、Al3，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C中，需要电解饱和食盐水获取。7A8(1)蒸馏烧瓶中温度计水银球应在支管口处，而不应插在液面下冷凝管的冷水流向是错误的，应从a处流入，b处流出接收仪器应用小口的锥形瓶，而不应用大口的烧杯，以免蒸气挥发太多没用石棉网(2)IO3 5I6H=3I23H2O2IH2O22H=I22H2O取少量水溶液放入试管，向其中滴入几滴淀粉溶液，
19、若溶液变蓝，则说明水溶液中还含有I2；反之，不含有(或：用玻璃棒蘸取溶液，点在淀粉试纸中部，若试纸变蓝，则说明水溶液中还含有I2；反之，不含有)解析：(2)中，由于KIO3中碘元素为5价(高价态)，碘离子(I)为1价(低价态)，二者在酸性条件下可发生氧化还原反应，生成单质碘：IO3 5I6H=3I23H2O。中，用H2O2代替KIO3，同样发生氧化还原反应：2IH2O22H=I22H2O。中，利用单质碘遇淀粉变蓝的性质，可用淀粉溶液或淀粉试纸检验。9(1)萃取分液 分液漏斗(2)B、D(3)C IClI=I2Cl(4)蒸馏法解析：从碘水中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，其中在操作中，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IClKI=I2KCl。温示提馨请做：课时作业（25）