福建省福州文博中学高中化学 第四章《第一节 海水资源的开发利用》课件 鲁科版必修2

第第2课时海水资源的开发利用课时海水资源的开发利用情景设疑情景设疑目标定位目标定位海洋约占地球面积海洋约占地球面积的的2/3，海水中含有很，海水中含有很多物质，它是人类的资多物质，它是人类的资源宝库，海水不能直接源宝库，海水不能直接饮用。看来，海水除了饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一含有氢、氧元素外，一定还含有其他元素。那定还含有其他元素。那么，海水中还含有哪些么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中元素呢？它们在海水中的含量如何？的含量如何？(附图见附图见下页下页)1.了解海水资源及其利了解海水资源及其利用。用。 2.了解海水淡化的方法，了解海水淡化的方法，掌握海水的蒸馏。掌握海水的蒸馏。3.掌握海水化学资源的掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制开发和利用，即海水制盐，海水提镁、提溴、盐，海水提镁、提溴、提碘。提碘。4.了解海水综合利用的了解海水综合利用的重要方向。重要方向。2海水水资源的利用海水水资源的利用(1)海水的淡化海水的淡化海水淡化的主要方法海水淡化的主要方法:_、_。海水的蒸馏海水的蒸馏蒸馏法、电渗析法蒸馏法、电渗析法离子交换法离子交换法(2)直接利用：海水进行直接利用：海水进行_。(二二)海水化学资源的开发利用海水化学资源的开发利用1海水制盐海水制盐(1)方法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。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)食盐的用途食盐的用途循环冷却循环冷却Cl22NaOH=NaClNaClOH2O2海水提溴海水提溴在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子使之成为单质溴，反应的离子方程式为：离子使之成为单质溴，反应的离子方程式为：_。(三三)其他物质和能量其他物质和能量1从海水中提取核能开发的重要原料为从海水中提取核能开发的重要原料为_。2潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。Cl22Br=2ClBr2铀和重水铀和重水2海带中提碘海带中提碘(1)流程流程海带海带浸泡浸泡氧化氧化过滤过滤提纯提纯碘单质碘单质(2)主要的化学原理主要的化学原理Cl22KI=2KClI2特别提醒特别提醒从海带中提取从海带中提取I2时，用氧化剂时，用氧化剂Cl2将将I氧化为氧化为I2，然后，然后用有机溶剂用有机溶剂(如如CCl4)萃取水溶液中的萃取水溶液中的I2，分液后再用蒸馏法将，分液后再用蒸馏法将I2与与有机溶剂分离开。有机溶剂分离开。1(2009广东高考广东高考)广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是广东正在建设海洋强省。下列说法不正确的是()A从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应B往淡水中加入往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海产品的长途运等配成人造海水，可用于海产品的长途运输输C赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的而造成的D海洋经济专属区的资源开发可获得海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属等金属解析：解析：D项中项中B不是金属元素。不是金属元素。答案：答案：D2在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，在空气吹出法的工艺中，有选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的，也有选用也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是()A两种吸收过程中，两种吸收过程中，Br2只作氧化剂只作氧化剂B两种吸收过程都发生了氧化还原反应两种吸收过程都发生了氧化还原反应C用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱作还原剂D用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应解析：解析：纯碱溶液作吸收剂的反应为：纯碱溶液作吸收剂的反应为：3Na2CO33Br2=5NaBrNaBrO33CO2；SO2作吸收剂的反应为：作吸收剂的反应为：SO2Br22H2O=H2SO42HBr。分析以上两个反应可知：。分析以上两个反应可知：中中Br2既作氧化剂，又作还原剂，中既作氧化剂，又作还原剂，中Br2只作氧化剂。只作氧化剂。答案：答案：B(1)实验操作的名称是实验操作的名称是_，所用主要仪器名称为，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提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是_(填序号填序号)。A酒精酒精(沸点沸点78 )B四氯化碳四氯化碳(沸点沸点77 )C甘油甘油(沸点沸点290 ) D苯苯(沸点沸点80 )(3)在操作中，溶液中生成少量在操作中，溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气的性质类似于氯气)，为，为消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量消除此杂质，使碘全部游离出来，应加入适量(填序号填序号)_溶液，反应的离子方程式溶液，反应的离子方程式_。AKIO3 BHClOCKI DBr2(4)利用碘的有机溶液得到单质利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是的方法是_。思路点拨思路点拨：解答该题应注意以下两点：解答该题应注意以下两点：(1)结合实验目的和流程图中的信息，理清每一步操作或变化的目结合实验目的和流程图中的信息，理清每一步操作或变化的目的。的。(2)联系卤素单质的性质推理。联系卤素单质的性质推理。解析：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，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中的碘全部游中的碘全部游离出来，应加入还原剂，故只有离出来，应加入还原剂，故只有C项符合，发生的化学反应为项符合，发生的化学反应为IClKI=I2KCl。答案：答案：(1)萃取分液分液漏斗萃取分液分液漏斗(2)B、D(3)CIClI=I2Cl(4)蒸馏法蒸馏法规律方法规律方法常见生成常见生成I2的化学反应的化学反应I具有较强的还原性，氧化性较强的物质能氧化具有较强的还原性，氧化性较强的物质能氧化I生成生成I2，常见，常见的化学反应主要有：的化学反应主要有：Cl22I=2ClI2Br22I=2BrI22Fe32I=2Fe2I2IO5I6H=3I23H2OH2O22H2I=I22H2O1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：解析：灼烧海带应用坩埚，灼烧海带应用坩埚，A选项错误；过滤时应用玻璃棒引选项错误；过滤时应用玻璃棒引流，流，B选项错误；苯的密度比水的小，萃取了选项错误；苯的密度比水的小，萃取了I2的苯层在上层，应的苯层在上层，应从分液漏斗上口倒出，从分液漏斗上口倒出，C选项错误。选项错误。答案：答案：D(1)步骤反应的离子方程式是步骤反应的离子方程式是_。(2)步骤反应的化学方程式是步骤反应的化学方程式是_，从理论上考虑，下列也能吸收从理论上考虑，下列也能吸收Br2的是的是_。ANaOHBFeCl2CNa2SO3 DH2O(3)步骤蒸馏的过程中，温度应控制在步骤蒸馏的过程中，温度应控制在80 90 。温度过高。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因或过低都不利于生产，请解释原因_。答案：答案：(1)2BrCl2=Br22Cl(2)SO2Br22H2O=H2SO42HBrA、B、C(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，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，产率太低温度过低，溴不能完全蒸出，产率太低误区警示误区警示工业上用空气吹出法从海水中提取工业上用空气吹出法从海水中提取Br2时，不能直接时，不能直接用用“溴水混合物溴水混合物”而要用而要用“溴水混合物溴水混合物”进行蒸馏得到液态进行蒸馏得到液态溴，因为溴，因为“溴水混合物溴水混合物”中中Br2的浓度低，如果直接蒸馏，处理的浓度低，如果直接蒸馏，处理量大，生产成本高，而量大，生产成本高，而“溴水混合物溴水混合物”是经是经“空气吹出、空气吹出、SO2吸收、氧化吸收、氧化”等步骤得来，溶液中等步骤得来，溶液中Br2浓度高。浓度高。解析：解析：因为因为SO2具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化具有较强的还原性，而溴单质具有较强的氧化性，将性，将SO2气体通入溴水时，发生反应：气体通入溴水时，发生反应：SO2Br22H2O=H2SO42HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取剂能作萃取剂(从溴水中提取溴从溴水中提取溴)。酸雨有硫酸酸雨。酸雨有硫酸酸雨(主要由主要由SO2导致导致)和硝酸酸雨和硝酸酸雨(主要由主要由NO和和NO2导致导致)两种。两种。答案：答案：B热点实验碘盐中碘元素存在形式的实验热点实验碘盐中碘元素存在形式的实验探究举例探究举例碘缺乏会给人类的智力与健康造成极大的损害。我碘缺乏会给人类的智力与健康造成极大的损害。我国政府为了消除碘缺乏病，要求国民食用加碘食盐。某化学兴趣国政府为了消除碘缺乏病，要求国民食用加碘食盐。某化学兴趣小组为探究市售加碘食盐中碘元素的存在形式进行了以下实验探小组为探究市售加碘食盐中碘元素的存在形式进行了以下实验探究。实验中仅供选择的药品有：含碘食盐、究。实验中仅供选择的药品有：含碘食盐、0.5%的淀粉溶液、的淀粉溶液、3% H2O2、稀硫酸、稀硫酸、5%的的KI溶液、蒸馏水，实验中所需化学仪溶液、蒸馏水，实验中所需化学仪器任选。器任选。(1)提出假设：提出假设：假设：加碘食盐中碘是以假设：加碘食盐中碘是以I2的形式存在，用的形式存在，用_溶液进行验溶液进行验证。证。假设：加碘食盐中碘以假设：加碘食盐中碘以I的形式存在，用的形式存在，用H2O2和淀粉可以进行和淀粉可以进行验证，可能发生的反应的离子方程式为验证，可能发生的反应的离子方程式为_。假设：加碘食盐中碘以假设：加碘食盐中碘以IO的形式存在，根据反应：的形式存在，根据反应：IO5I6H=3I23H2O判断，检验判断，检验IO的存在所选取的试剂为：的存在所选取的试剂为：KI溶液、溶液、淀粉溶液、稀淀粉溶液、稀H2SO4和蒸馏水。和蒸馏水。(2)实验方案及结论：实验方案及结论：取少量加碘食盐加水溶解配制成溶液，分装到三支洁净试管中备取少量加碘食盐加水溶解配制成溶液，分装到三支洁净试管中备用。用。假设假设实验操作实验操作预期现象预期现象与结论与结论往一支试管中加入少量往一支试管中加入少量3%的的H2O2，滴入几滴，滴入几滴稀稀H2SO4，然后再滴入，然后再滴入几滴几滴0.5%的淀粉溶液的淀粉溶液 溶液不显蓝溶液不显蓝色，加碘食盐色，加碘食盐中不含中不含I答案：答案：(1)淀粉淀粉2IH2O22H=I22H2O(2)假设假设实验操作实验操作预期现象与结论预期现象与结论往一支试管中滴入几往一支试管中滴入几滴滴0.5%的淀粉溶液的淀粉溶液溶液不显蓝色，溶液不显蓝色，加碘食盐中不含加碘食盐中不含I2往一支试管中加入少往一支试管中加入少量量5%的的KI溶液、滴溶液、滴入几滴稀入几滴稀H2SO4，然，然后再滴入几滴后再滴入几滴0.5%的淀粉溶液的淀粉溶液溶液显蓝色，加溶液显蓝色，加碘食盐中含碘食盐中含IO13月月22日是世界水日。下列有关水的说法中不正确的是日是世界水日。下列有关水的说法中不正确的是()A用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一用太阳能蒸馏海水是海水淡化的方法之一B推广使用无磷洗衣粉主要是为了防止水体富营养化推广使用无磷洗衣粉主要是为了防止水体富营养化C水厂常同时用硫酸亚铁和氯气处理水，可起到消毒杀菌和除水厂常同时用硫酸亚铁和氯气处理水，可起到消毒杀菌和除去水中悬浮杂质的作用去水中悬浮杂质的作用D水在水在3.98 时，主要以时，主要以(H2O)2存在，这两个水分子间是以共价存在，这两个水分子间是以共价键相结合的键相结合的解析：解析：水分子间是以氢键结合的。水分子间是以氢键结合的。答案：答案：D2由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是顺序正确的是()ABC D解析：解析：要从海水中得到无水要从海水中得到无水MgCl2，首先要加熟石灰得到，首先要加熟石灰得到Mg(OH)2沉淀；然后过滤；再将沉淀加盐酸溶解，得到沉淀；然后过滤；再将沉淀加盐酸溶解，得到MgCl2溶溶液液;最后对溶液浓缩结晶，再对晶体脱水干燥即可，故选最后对溶液浓缩结晶，再对晶体脱水干燥即可，故选D。答案：答案：D3(2011西安高一检测西安高一检测)许多国家十分重视海水资源的综合利用。许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A氯、溴、碘氯、溴、碘 B钠、镁、铝钠、镁、铝C烧碱、氢气烧碱、氢气 D食盐、淡水食盐、淡水解析：解析：从海水中获得非金属单质从海水中获得非金属单质Cl2、Br2、I2、H2，金属单质，金属单质Na、Mg、Al或化合物或化合物NaOH，均需经过化学变化；海水晒盐得，均需经过化学变化；海水晒盐得NaCl，蒸馏海水得淡水只发生物理变化。蒸馏海水得淡水只发生物理变化。答案：答案：D4卫生部规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾卫生部规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾(KIO3)形式存在，形式存在，已知溶液中已知溶液中IO可以与可以与I发生如下反应：发生如下反应：IO5I6H=3I23H2O据此反应，可用试剂和一些生活中常见的物质进行实验，证明在食据此反应，可用试剂和一些生活中常见的物质进行实验，证明在食盐中存在着盐中存在着IO。可供选用的物质是：自来水。可供选用的物质是：自来水蓝色石蕊试纸蓝色石蕊试纸碘化钾淀粉试纸碘化钾淀粉试纸淀粉淀粉食糖食糖食醋食醋白酒。进行上述白酒。进行上述实验时必须使用的物质是实验时必须使用的物质是()A BC D解析：解析：从上述反应原理知，应提供从上述反应原理知，应提供I和和H及淀粉。碘化钾淀粉及淀粉。碘化钾淀粉试纸可提供试纸可提供I和淀粉，必须选，不必再选；食醋可提供和淀粉，必须选，不必再选；食醋可提供H，应选。应选。答案：答案：B5海水是巨大的资源宝库海水是巨大的资源宝库,可以进行综合利用。从海水中提取食盐和可以进行综合利用。从海水中提取食盐和溴的过程如下：溴的过程如下：(1)请写出一种海水淡化的方法：请写出一种海水淡化的方法：_。(2)步骤步骤获得获得Br2的离子方程式为的离子方程式为_；(3)步骤步骤用用SO2水溶液吸收水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的。其反应的化学方程式为集的目的。其反应的化学方程式为Br2SO22H2O=H2SO42HBr，在该反应中，氧化剂是，在该反应中，氧化剂是_(填化学式填化学式)。其反应中生。其反应中生成成2 mol HBr，则消耗，则消耗_ mol SO2。(4)根据上述反应判断根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺三种物质氧化性由强到弱的顺序是序是_。解析：解析：海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，海海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，海水淡化后得到水淡化后得到NaCl，电解其熔融态可生成，电解其熔融态可生成Na和和Cl2，利用生成的，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的氧化浓缩海水中的Br得到得到Br2，离子反应为，离子反应为Cl22Br=Br22Cl，然后通入空气，吹出，然后通入空气，吹出Br2，再用，再用SO2吸收吸收Br2，发生反应为，发生反应为Br2SO22H2O=H2SO42HBr，该反应中氧化剂为，该反应中氧化剂为Br2，还原，还原剂为剂为SO2，反应中每生成，反应中每生成2 mol HBr，则消耗，则消耗1 mol SO2，最后再向，最后再向含含HBr的溶液中通入适量的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到，蒸馏得到Br2。经过上述过程中的反。经过上述过程中的反应知氧化性由强到弱的顺序：应知氧化性由强到弱的顺序：Cl2Br2SO2。答案：答案：(1)蒸馏法蒸馏法(其他合理答案均可其他合理答案均可)(2)Cl22Br=Br22Cl(3)Br21(4)Cl2Br2SO2