2.海水资源的开发利用_新人教版高中化学必修一、二_新人教版高中化学必修下册_微课高一化学必修2（视频课）_必修二讲义（2019人教版）_第八章化学与可持续发展[4节]

第 66 课时：海水资源的开发利用 【学习目标】 了解基本的海水资源利用方法。 熟悉基本实验操作。 【重点难点】 1.重点：海水淡化； 海水中卤素的提取。 2.难点：海水中镁元素的提取。 【高频考点】 工业中海水提炼每一步骤的作用。 【教学内容】 一、海水淡化 主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。 二、海水提镁 第 1 页三、海水提溴 Cl +2Br-===Br +2Cl- 2 2 Br +SO +2H O===2HBr+H SO 2 2 2 2 4 四、海水提碘 2I-+H O +2H+===I +2H O 2 2 2 2 【经典例题】 1.在海水提溴的实验中，每制备 1mol 溴单质， 需要消耗多少氯气？ 【本课小结】 海水中存在大量的资源。 海水提镁的实验中需要注意实验操作。 海水提溴利用了溴易挥发的性质。 第 2 页【课后作业】 1. 海水资源的利用包括海水的淡化，以下方法中，不能淡化海水的 是（ ）。 A. 蒸馏法 B. 过滤法 C. 电渗析法 D. 离子交换法 2. 不属于海水提溴过程的是（ ）。 A. 氧化 B. 蒸馏 C. 吹出 D. 吸收 3. 海带中含有碘离子，某化学兴趣小组设计如下步骤，从海带中提 取单质碘（粗碘）：①将干海带加水浸泡；②滤液用氧化剂氧化；③ 用氢氧化钠溶液进行碱化；④过滤；⑤结晶、过滤。以上操作的先后 顺序为（ ）。 A. ①③④②⑤ B. ①④②③⑤ C. ①②④③⑤ D. ①②③④⑤ 第 3 页4. 地球的表面积为 5.1 亿平方公里，其中海洋的面积为 3.67 亿平方 公里，占整个地球表面积的 。海洋是一个巨大的化学资源宝 库，根据海水资源的综合利用，ი৳ݰ请%回答下列问题： （1）淡化海水的方法有 （写一种合理方法即可）。由海 水提取的粗盐中含有 、 、 等离子，为了除去这些离 ຨ ຨ ꁰ 子，需要依次加入稍过C量a 的 Mg 、SO 、 （填化学式），之 后 （填操作名称），再加N入aO适H量BaCl （填试剂名称）。将所得溶 液加热浓缩、冷却结晶，得到精盐。 （2）由无水 制取金属镁的常用工业方法 是 MgCl 。 （3）向苦卤中通入 置换出 ，再用空气吹出溴并用 吸 收，转化为 ，反Cl复 多次，以B达r 到富集溴的目的。由海水S提O溴 过 ꁰ 程中的反应可B得r 出 、 、 还原性由强到弱的顺序 ꁰ ꁰ 是 。Cl SO Br （4）工业上也可以用 溶液吸收吹出的 ，生成溴化钠 和溴酸钠，同时放出 Na C。O写 出反应的离子方程Br 式 CO ，再用 处理所得溶液重新得 到 ，其反应的离子方程式为 H SO 。 Br 5. 空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工 艺流程如图： 第 4 页（1）步骤①获得 的离子反应方程 式： Br 。 （2）步骤③所发生反应的化学方程式： 。 （3）根据上述两个反应可判断 、 和 的氧化性由弱到强 的顺序： 。 Cl SO Br （4）步骤②通入热空气或水蒸气吹出 ，是利用了溴的 。 A.氧化性 B.还原性 C.挥发B性r D.腐蚀性 （5）在蒸馏溴水混合物Ⅱ的过程中，温度应控制在 。温 度过高或过低都不利于生产，请解释原 ݰი ი 因： 。 6.海洋资源的利用具有广阔前景。 （1）如图是从海水中提取镁的简单流程。 工业上常用于沉淀 的试剂 A 是 （填物质名称）， ຨ 转化为 的离M子g方程式 MgOH 是 MgCl 。 第 5 页（2）海带灰中富含以 形式存在的碘元素。实验室提取 的途径 ꁰ 如图所示： I I ①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是 。 ②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液，写出该反应的离子方程 式 。 ③反应结束后，加入 作萃取剂，采用萃取 － 分液的方法从碘 水中提取碘，主要操作CC步l 骤如图： 甲、乙、丙 3 步实验操作中，不正确的是 （填“甲”“乙”或 “丙”）。 【答案与解析】 1. B 2. B 海水提溴的过程：①把氯气通入预先酸化的浓缩海水中；②空气吹出 法：通入空气和水蒸汽将溴单质从海水中吹出来；③吹出来的溴蒸汽 用吸收塔吸收使溴蒸汽和吸收塔中的吸收剂 反应；④最后用氯 气将 （氢溴酸）氧化得到溴单质。根据以 上描述，其主要包过 氧化、吹th出、吸收，不包括蒸馏。 第 6 页3. A 从海带中提取单质碘，先将干海带加水浸泡，再用氢氧化钠进行碱化， 使 沉淀，过滤，再在滤液中加入氧化剂，生成 ，结晶过滤 ຨ 获得M粗g碘，顺序为①③④②⑤，故选 A 项。 I 4. （1）蒸馏法； ；过滤；盐酸 （2）电解法 Na CO （3） ＞ ＞ ꁰ ꁰ （4） SO B＋r Cl ＋ ＋ （2 分）、 ꁰ ꁰ ꁰ ꁰ ＋ ＋CO Br ＋Br B（r2O分）CO Br ꁰ ຨ 【解 Br 析 O】 H Br H O （1）淡化海水的方法有蒸留法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法 和冰冻法，其中最常用的是蒸馏法，氯化钡除去 离子，粗盐中 ꁰ 的镁离子可以加入氢氧化钠来除去；加 S溶O液 既可以除去溶 液中的钙离子还可以出去溶液中多余的钡N离a 子CO，需要依次加入稍过量 的 、 、 ，过滤后，在滤液中加入盐酸至不再有气 体生N成aO，H将所Ba得Cl 溶液N加a C热O浓 缩、冷却结晶，得到精盐。 （2）金属镁属于活泼金属，无水氯化镁在熔融状态下，通过电解 可以制取金属镁。 M（g3C）l 在自发进行的氧化还原反应中，还原剂的还原性大于还原产物 的还原性， 中还原性为 ＞ ， ꁰ ꁰ ꁰ ꁰ Cl ຨBr Br ຨCl 中还原性为 Br＞ Cl ，所 ꁰ S以O还 ຨ原性H强 O弱ຨ顺Br序 是 H＞ SO ຨ＞HBr。 SO Br ꁰ ꁰ SO Br Cl 第 7 页（4）工业上也可以用 溶液吸收吹出的 ，生成物有溴 化钠和溴酸钠及无色气体Na二 C氧O 化碳放出，化学反应Br为 ： ，离子方程式为B：r ຨ ꁰ ＋Na CO Na＋Br ຨ N＋aBrO ຨC，O生 成溴化钠和溴酸钠，最C后O再 ꁰ ꁰ 用 Br 处 理 B 得 r 到 BrO ，溴 C 离 O 子 和溴酸根离子在酸溶液中发生氧化 还原H反 S应O 生成溴单质，Br反 应的离子方程式为： ＋ ꁰ ꁰ ＋ ＋ 。 Br BrO ຨ 5.（H 1） Br H O ꁰ ꁰ （2） Br ຨ Cl Br ຨCl （3） Br ຨ SO ຨH O HBr ຨ H SO （4）CSO Br Cl （5）温度太高，水会随溴蒸馏出来，使得到的溴不纯，温度太低， 溴没有充分蒸馏出来，会降低溴的产率 【解析】 （1）步骤①为氯气氧化 获得 ，离子反应方程式为： ꁰ ꁰ 。 Br Br Br ຨ ꁰ （2）因 和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸，步骤③所发生反应 Cl Br ຨCl 的化学方S程O式为： 。 （3）氧化还原反应中氧 化剂的氧化性大于氧化产物的氧化 性，氧化 Br ຨ SO ຨH O HBr ຨ H SO 剂的氧化性大于还原剂的氧化性， 中， ꁰ ꁰ 氯气为氧化剂，氧化性 ，Br ຨ Cl Br ຨ Cl 中， 为氧化C剂l ，氧Br化 性 Br ຨ SO ຨ，所H 以O 、HBr和ຨ H SO Br Br SO Cl SO 第 8 页的氧化性由弱到强的顺序是： 。 B（r4）步骤②通入热空气或水蒸气吹S出O Br，是利Cl 用了溴的挥发性， 故选 C 项。 Br 综上所述，本题正确答案为 C。 （5）在溴水中，溴的沸点是 ，水的是 ，温度过高，大 量水蒸气随之排出，溴气中水分ݰ৳增加；温度过低，溴不能完全蒸出， 会降低溴的产率。 6. （1）石灰乳或氧化钙； ຨ ຨ （2）①坩埚 MgOH ຨH Mg ຨH O ② ຨ ꁰ ③丙H ຨI ຨ H O I ຨH O 【解析】 （1）工业上常用石灰乳或氧化钙沉淀镁离子； 氢氧化镁和盐酸反应 生成氯化镁和水，离子方程式为： ຨ ຨ 。 MgOH ຨH Mg ຨ （H2）O①灼烧固体时所用的主要仪器为坩埚； ② 加入酸化的过氧化氢将碘离子转化为单质碘，离子方程式为： ； ຨ ꁰ ③H振荡ຨ、I静ຨ置H分 O层操作合I理 ຨ，而H分 O离时分离下层液体由下口流出，上 层液体从上面倒出，则丙图不合理。 第 9 页