优化探究高考化学总复习 4.5海水资源的开发利用 环境保护与绿色化学课件

第五节海水资源的开发利用环境保护与绿第五节海水资源的开发利用环境保护与绿色化学色化学 考纲要求 1.了解海水的综合利用。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。 一、海水水资源的利用 1利用方式 海水的淡化和直接利用海水进行 。 2海水的淡化 (1)途径：主要是从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去。考点一海水资源的开发利用考点一海水资源的开发利用循环冷却循环冷却 (2)方法和原理： 二、海水化学资源的开发利用 1氯碱工业 (1)电解NaCl溶液：(写出化学方程式，下同) _； (3)制漂白液：_。 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O 2溴的提取 (1)先将海水中的溴富集，再通过氧化还原反应将溴提取出来。 (2)流程： (3)有关反应的离子方程式 2BrCl2=2ClBr2， _。 3碘的提取 (1)工艺流程： (2)主要反应：2IH2O22H=I22H2O 4海水提镁 (1)生产流程：氯化氢氯化氢 三、海水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：_。 2潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。铀和重水铀和重水 (1)制取MgCl2时，应在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O，目的是防止MgCl26H2O在加热脱水时水解产生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。 (2)加碘食盐中的碘元素是以KIO3的形式存在，而不是KI、I2等。 判断正误，正确的画“”，错误的画“” (1)从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应。() (2)海水的淡化发生的都是物理变化。() (3)工业上从海水中获得Mg的一系列反应中不包括置换反应。() (4)海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化。() (5)从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2。() 答案：(1)(2)(3)(4)(5) 1海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。海水资源的开发利用海水资源的开发利用 下列判断正确的是() A步骤的操作分别是过滤、萃取 B可用淀粉溶液检验步骤的反应是否进行完全 C步骤中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇 D步骤的操作是过滤 解析：通过过滤除去海藻灰悬浊液中难溶性杂质而得到含有I的溶液，向该溶液中通入Cl2将I氧化为I2，经萃取后即得含碘有机溶液，A正确；淀粉只能检验生成了I2，而不能说明I已反应完全，B错误；裂化汽油中含有不饱和烃，能与I2发生反应，乙醇能与水互溶，C错误；步骤的操作是蒸馏，D错误。 答案：A 2海洋中有大量的宝贵资源。被称为“海洋元素”的溴，其工业制法为把海水浓缩得盐卤，然后加热到363 K，控制pH为3.5，通入氯气把溴置换出来，然后用一种气体X把溴吹出，再用纯碱溶液吸收，这时，溴转化为溴离子和溴酸根，最后用硫酸酸化，单质溴可从溶液中析出。 (1)把溴吹出的气体X，最可能用下面的_(填序号)。 A乙烯B空气 C氩气 DCO2 (2)某同学对上述工艺提出改进意见，认为氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建议是否合理_ (填“是”或“否”)，并说出理由_。 (3)提取溴的工厂往往会因为溴的挥发而造成空气污染，某实验小组准备收集工厂的空气测定溴的含量，提供乙醇溶液、蒸馏水、饱和Na2SO3溶液、饱和NaBr溶液，请你为他们设计收集一瓶工厂的空气的方法_ _。 (4)纯碱溶液吸收溴的化学方程式为_ _， 硫酸酸化得到单质溴的离子方程式为_ _。 3海水综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示： (1)海水中的镁以Mg2的形式存在，流程中将Mg2转化为Mg(OH)2，然后又重新转化为Mg2的目的是_ _。 (2)将MgCl26H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2，“一定条件”指的是_。 解析：(1)海水中的镁以Mg2的形式存在，流程中将Mg2转化为Mg(OH)2，然后又重新转化为Mg2，可以提高Mg2的浓度，起到富集的作用。 (2)在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时，由于存在MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡，所以需要在HCl气流中进行，以抑制MgCl2的水解，避免Mg(OH)2的生成。 答案：(1)提高Mg2的浓度，起到富集的作用 (2)在HCl气流中进行 4(2014年高考新课标全国卷)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。 回答下列问题： (1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是_(填序号)。 用混凝法获取淡水 提高部分产品的质量 优化提取产品的品种 改进钾、溴、镁等的提取工艺 (2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2，并用纯碱吸收。纯碱吸收溴的主要反应是Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2时，转移的电子数为_mol。 (3)海水提镁的一段工艺流程如下图： 浓海水的主要成分如下： 该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为_，产品2的化学式为_，1 L浓海水最多可得到产品2的质量为_g。 (4)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_。 海水资源综合利用的几个易错点 (1)钠、镁、溴和碘均以化合态形式存在且含量较低，需先富集再提取，提取过程中涉及氧化还原反应。 (2)提取溴的过程中要用硫酸酸化海水，防止溴单质与碱(因为海水呈弱碱性)反应而消耗。 (3)提取海水中NaCl、镁、溴、碘的过程中要用到结晶、过滤、萃取和分液等实验操作，要注意这些操作的使用条件和操作方法的规范性。 (4)海水中铀和重水的提取，潮汐能、波浪能的开发对于新能源的开发具有重要意义。 (5)直接加热MgCl26H2O不能得到无水MgCl2，最终得到MgO。 (6)Mg蒸气应在H2或稀有气体中冷却，不能在空气中冷却。 一、环境保护 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_的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的_。考点二环境保护与绿色化学考点二环境保护与绿色化学生态环境生态环境环境污染环境污染 2常见环境污染问题 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_、_和可吸入颗粒物。 (2)“三废”：主要是指 、 和废渣。 (3)大气污染物的来源： 的燃烧和工业生产过程中的废气及其携带的颗粒物。 4环境保护的措施 (1)工业废气和所携带颗粒物的回收利用。 (2)工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含_、_洗涤剂。 (3)回收、限制废弃塑料，研制 塑料。SO2NO2废水废水废气废气煤煤磷磷氮氮可降解可降解 二、绿色化学 1核心 绿色化学的核心就是利用化学原理从 对环境的污染。又称为“环境友好化学”“清洁化学”。 2原子经济 原子经济要求反应物的原子 ，原子的利用率达到 ，也就是说在化学反应中不产生任何废物。源头上减少和消除源头上减少和消除全部转化为期望的产物全部转化为期望的产物100% 1(1)电视中常说的PM2.5，你认为属于何种污染？ (2)符合“绿色化学”要求的化学反应是什么样的反应？说说你的看法。 提示：(1)PM2.5属于可吸入颗粒物。 (2)如化合反应，加成反应和加聚反应。 2判断正误，正确的画“”，错误的画“” (1)CO2属于大气污染物。() (2)酸雨是pH小于7的雨水。() (3)CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成。() (4)大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧。() 答案：(1)(2)(3)(4) 1下列有关环境问题的说法正确的是() A燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 B臭氧的体积分数超过104%的空气有利于人体健康 CCO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在 D含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染环境问题环境问题答案：答案：A 2(2014年齐齐哈尔模拟)化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法正确的是() A绿色化学的核心是对环境污染进行综合治理 B烟、云、雾在阳光照射下可观察到丁达尔现象 C“温室效应”、“酸雨”的形成都与氮氧化合物有关 D高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” 解析：绿色化学的核心指利用化学原理从源头上消除和减少工业生产对环境的污染，A项错；“温室效应”的形成与CO2有关，C项错；制作光导纤维的原料是SiO2，D项错， 答案：B 主要的大气污染物及其危害绿色化学绿色化学 答案：答案：A 答案：答案：C 5绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想，如减少污染，防止浪费等。下列符合绿色化学实验的是() A用铜与浓硫酸反应制取CuSO4，并用少量品红溶液吸收尾气 B将CO还原Fe2O3，后的尾气直接排入空气中 C用CCl4进行萃取操作练习时，将溴水改成碘水 D将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入水槽后，再清洗玻璃仪器 解析：品红溶液可以用来检验SO2气体，但不能用来吸收尾气，A错误；CO还原Fe2O3后的尾气中含有少量CO气体，直接排放到空气中会造成污染，B错误；溴易挥发，而碘不易挥发，C正确；锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境，D错误。 答案：C 6直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在下图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。 请回答下列问题： (1)煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有_(填写字母编号)。 A温室效应 B酸雨 C粉尘污染 D水体富营养化 (2)在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。 二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为_。 亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为_。 解析：(1)煤燃烧产生的烟气中含有的粉尘会造成粉尘污染，含有的二氧化硫(与空气接触可产生三氧化硫)会造成酸雨，二氧化碳可以造成温室效应，故应选A、B、C。 (2)因CO2CaCO3H2O=Ca(HCO3)2，故二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为Ca(HCO3)2；1 mol Ca(HSO3)2被氧气氧化肯定生成1 mol CaSO4，根据S元素守恒，还要有H2SO4生成，故反应方程式为Ca(HSO3)2O2=CaSO4H2SO4。 答案：(1)ABC(2)Ca(HCO3)2(或碳酸氢钙) Ca(HSO3)2O2=CaSO4H2SO4 有关实验题的答题流程及规范表述 一、气体的检验 典例1(2013年高考广东卷)化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，_ _。 抽样评析 踩点得分 解答此类题目的得分点是：操作试剂现象结论。 (1)操作：要规范准确，要有明显的动词，如“加入”“滴加”“通入”等，“倒入”不正确。 (2)现象：描述要准确完整，如颜色变化、溶液分层、有气泡或色沉淀生成等。 (3)结论：需要根据明显的实验现象得出明确的结论或判断。 答题模板 将气体通入或加入(操作)溶液(试剂)，(现象)，说明(结论)。 即时训练 1聚合硫酸铁又称聚铁Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)过程如下： 验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是_ _。 答案将气体通入少量品红溶液，溶液褪色，加热后又恢复原色 二、试纸的使用 典例2聚合硫酸铁又称聚铁Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)过程如下： 溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_。 抽样评析 踩点得分 解答此类题目的得分点是：取试纸蘸液点样对比读数。 (1)取试纸：取一小块pH试纸放在表面皿或玻璃片上。 (2)蘸液点样：用洁净的玻璃棒蘸取待测液。 (3)对比读数：与标准比色卡对照，确定溶液的pH。 答题模板 (1)定量试纸(如pH试纸)。 取一小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在试纸上，待试纸变色后再与标准比色卡对照，得出测量数据。 (2)定性试纸(如红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸等)。 检验溶液：将试纸放在表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸的中部，试纸由色变为色，即证明溶液具有性质。 检验气体：取一小片试纸用蒸馏水润湿，沾在玻璃棒的一端，靠近盛有待测气体容器口(如试管的管口)附近，试纸由色变为色，即证明该气体是。 即时训练 2.实验室可用如图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集气体甲。 (1)写出试管a中发生反应的化学方程式：_ _。 (2)检验b试管中收集满甲气体的方法是_。