资源描述
,欢迎进入化学课堂,海洋是人类可持续发展的重要基地。浩瀚的海洋中，蕴藏着极其丰富的矿物资源、生物资源和药物资源，其经济价值可观，开发前景十分诱人。,开发利用海洋是解决当前人类社会面临的人口膨胀、资金短缺和环境恶化等一系列难题的可靠途径。在陆地资源日渐枯竭的今天，海洋正成为人类繁衍发展的生命线。我国大陆海岸线长达18000km，海岛海岸线长达14000km，这为我们开发利用海水资源提供了良好的自然条件。那么，海水的开发利用都包括哪些方面呢？你知道怎样才能开发出海洋中的这些资源吗？,梳理导引1海水中水资源的利用：海水中水资源的利用，主要包括_和_等。海水淡化的方法主要有_、_、_等。,答案：1.海水的淡化直接利用海水进行循环冷却蒸馏法电渗析法离子交换法2含碘离子的溶液含碘的水溶液3溴单质HBr溴单质,问题探究1从海水中提溴的实际过程是怎样的？提示：海水中的溴元素主要以Br形式存在；从海水中提溴主要是把Br转化为Br2的过程。答案：(1)用蒸馏法将海水浓缩。用硫酸将浓缩的海水酸化。(2)向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质，反应方程式为：2NaBrCl2=Br22NaCl,(3)向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内，反应方程式为Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(4)向吸收塔中的溶液内通入适量的氯气，反应方程式为：2HBrCl2=Br22HCl(5)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔中溶液里的溴单质。,细品教材1海水资源海洋约占地球表面积的71%，具有十分巨大的开发潜力。仅以海水资源为例，海水中水资源的利用和海水中蕴藏的丰富的化学资源的利用具有非常广阔的前景。海水中的元素可分为以下几种：,2海水资源的利用海水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却，海水的淡化方法主要有：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。其中蒸馏法的历史最久，技术和工艺也比较完善，但成本较高。(1)蒸馏法淡化海水的装置,(2)蒸馏法淡化海水的实验操作步骤按上图连接好装置；检查装置的气密性；向蒸馏烧瓶中加入海水和碎瓷片；接通冷却水，并给烧瓶加热；收集蒸馏水；停止对烧瓶加热，待冷却至室温后停止通冷却水。,温馨提示：烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸；冷凝管中水流的方向是下口进，上口出。(3)海水中化学资源的开发利用以海水中NaCl为原料的相关化工产品,相关化学反应：,从海水中提取溴目前，从海水中提取的溴占世界溴年生产量的1/3左右。空气吹出法是用于工业上大规模从海水中提取溴水的常用方法，其中一种工艺是在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气与海水中溴离子反应，使之成为单质溴：2BrCl2=2ClBr2，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用转化成氢溴酸：SO2Br22H2O=H2SO42HBr，以达到富集的目的。然后，再用氯气将其氧化得到产品溴：2HBrCl2=2HClBr2。,主要流程：,从海带中提取碘的工艺流程,用淀粉溶液是否变蓝检验最后所得碘水中I2的存在。H2O2(H)氧化I的离子方程式：_从海水中提取金属镁的流程,3海水资源的开发前景我国海水制盐具有悠久的历史。目前，从海水中制得的氯化钠除食用外，还有作工业原料，如生产烧碱、纯碱、金属钠以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。铀和重水目前是核能开发中的重要原料，从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义。海水是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库，从海水获得其他物质和能量具有广阔的前景。例如：化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能等也是越来越受到重视和开发的新型能源。,典例精析【例1】从化学原理和经济利益角度分析，下列从海水中提取镁单质的方法中，最可行的是(),【解析】首先向制盐剩下的苦卤里加入熟石灰，得Mg(OH)2，再用盐酸溶解Mg(OH)2得MgCl2，MgCl2电解制得Mg单质。【答案】D,【点拨】石灰乳原料来自石灰石(CaCO3)的分解产物CaO，此原料容易得到且成本低；Mg(OH)2易从混合体系中分离；MgCl2的熔点低，耗能少，易熔化为自由移动的离子，便于电解。,【例2】水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法，错误的是()A蒸馏法是海水淡化的方法之一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,【答案】D,一位遇上海难的水手，随着木排在海上漂流。他用完了淡水，虽然感到异常口渴，但他不喝海水，因为他知道喝海水会致命。理由是()A海水有苦涩味，根本喝不下去B海水中含有多种盐，能使肠胃腐烂致人死亡C海水中有许多微生物，有些微生物能致人死亡D海水会造成水分从血液和组织内脱离出来，进入肠胃中，使人脱水死亡,【解析】海水是由氯化钠等多种成分组成的混合物。很多人都有过误喝海水的经历，观点A、B、C不正确。人体内氯化钠的含量约0.9%，海水中盐的含量要高很多。因此，饮用海水后，会因渗透压的不同导致脱水，造成死亡。【答案】D,海水中有取之不尽的化学资源，从海水中可提取多种化工原料。下图是某工厂对海水资源的综合利用的示意图。,_。,(2)海水提取食盐后的母液中有K、Na、Mg2等阳离子。从离子反应的角度思考，在母液里加入石灰乳起什么作用？_(3)海水里的镁元素处于游离态还是化合态？从海水中提取氯化镁的反应是不是氧化还原反应？用电解法冶炼金属镁的反应是不是氧化还原反应？为什么？_,(4)电解无水氯化镁所得的镁蒸气冷却后即为固体镁。请思考镁蒸气可以在下列哪种气体氛围中冷却()AH2BCO2C空气DO2,【解析】以海水资源的综合利用为载体，分别考查了离子反应方程式的书写、离子反应、氧化还原反应知识、金属镁的有关性质。,(2)加入石灰乳的目的是为了使Mg2以沉淀的形式分离出来，便于后续操作。(3)海水中的镁是以盐的形式存在，其中铁元素处于化合态。从海水中提取氯化镁的过程并不涉及元素化合价的变化，因此是非氧化还原反应。电解法冶炼金属镁时，镁的化合价由2价降低到0价，氯的化合价由1价升高到0价，因此该反应是氧化还原反应。(4)预习本课时的内容可知金属镁的化学性质。,(2)石灰乳作沉淀剂，2OHMg2=Mg(OH)2，使Mg2以沉淀的形式分离出来，便于后续操作。(3)化合态。从海水中提取氯化镁的过程并不涉及元素化合价的变化，因此是非氧化还原反应。电解法冶炼金属镁时，镁的化合价由2价降低到0价，氯的化合价由1价升高到0价，因此该反应是氧化还原反应。(4)A,细品教材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。(1)主要仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝器、锥形瓶。,(2)装置图(如下图)。,(3)注意事项：蒸馏烧瓶需垫石棉网加热或水浴加热。蒸馏烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的1/2。需向蒸馏烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。温度计的量程应高于馏分的最高沸点，要使温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。若对馏分在冷凝器里用自来水冷却，自来水要从冷凝器的水口的低口进、高口出。,2结晶法：适用分离各组分均溶于水，但溶解度随温度变化差别较大的固体混合物。如NaCl与KNO3的分离。3过滤法：适用于一种可溶，另一种不溶的固态混合物。如NaCl与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：适用各气体与吸收剂作用不同来分离气态混合物。如CO2与CO的分离。7升华法：适用于分离其中一组分有升华特征的固体混合物。如碘与沙子的分离。,典例精析【例3】下列分离混合物的方法中不正确的是()A从酒精和水的混合物中分离出酒精蒸馏法B使浑浊的食盐水变澄清过滤法C从溴水中分离出溴分液法D把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离出来蒸发结晶法,【解析】A酒精与水互溶为均匀的液态混合物；酒精的沸点比水的沸点明显的低。应用蒸馏法可以把酒精从酒精与水的混合物中分离出来。B食盐水浑浊，说明食盐水里混着固体混合物，过滤法可以除去混在液体里的固体物质，使液体由浑浊变澄清。C溴水是溴和水形成的均匀液态混合物，分液法不能使溴从溴水中分离出。要用分液法从溴水中分离出来，要先用萃取剂(如四氯化碳、苯、直馏汽油)将溴从溴水中萃取出来，然后再进行分液。,D硝酸钾和氯化钾都易溶于水；硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，氯化钾的溶解度受温度的影响较小。由此，可以用蒸发结晶法把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离出来。【答案】C【点拨】混合物分离或提纯的方法是由混合物的性质决定的，要先分析混合物的性质再确定分离或提纯的方法。,【例4】选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来，这种萃取剂必须具备的性质是()A不溶于水并且必须是无色的B不溶于水并且必须比水更容易溶解碘C不溶于水并且必须密度比水大D不溶于水并且必须比水沸点低,【解析】萃取，即利用溶质的强溶解性溶剂使溶液里的溶质转移至其内的提取物质的方法，通常称这种强溶解性溶剂为萃取剂。萃取剂应具备的基本性质是：不跟被萃取物及其原溶剂发生化学反应；对被萃取物的溶解能力比原溶剂明显的强；与被萃取物的原溶剂互不相溶。在中学化学中通常学习与研究的是从水溶液里萃取溴或碘，与之相应的萃取剂有四氯化碳、苯、直馏汽油、二硫化碳等。【答案】B【点拨】掌握萃取的原理是解决有关萃取问题的关键。,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。实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示。,(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。如上流程图所示，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，指出右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)从流程图中提示可知操作是过滤；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)检验实验装置的错误，要按照实验的进程，逐一检查，通常是从左到右，自下而上。该装置上缺石棉网，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)使蒸馏烧瓶内均匀受热、控制加热温度不会过高蒸馏烧瓶,【点拨】解题时应先读懂流程图中的每一个信息，即反应或操作的变化与目的。然后联系已有的卤素性质和实验知识，进行综合分析。要耐心而有条理地分析清楚每步实验的原理，注意事项及所需仪器。,下面这段文字说明了从海水中提取溴的方法，请仔细阅读，然后回答问题。在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。经过晒盐后的卤水中，溴的含量已提高100倍左右。只要把卤水加入反应塔中，通过氯气(1)和水蒸气蒸馏，就可以把“溴”蒸出来(2)。也有借助煤油从海水中提取溴的，煤油用过之后还可以回收。上法提取溴可用浓盐酸作用于漂白粉或用二氧化锰氧化浓盐酸制取氯来提取溴。,请回答以下几个问题：(1)写出卤水中通入氯气时发生反应的离子方程式。(2)为什么通过水蒸气就可以将溴蒸出来？【解析】海洋提炼溴的方法是首先将海水浓缩，然后加入合适的氧化剂将溴离子氧化成溴单质，因为溴易挥发且易溶于有机溶剂，所以可以利用萃取法或蒸馏法将溴提取出来。【答案】(1)2BrCl2=Br22Cl(2)因为溴单质易挥发,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,同学们,来学校和回家的路上要注意安全,
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