1、1第 2 课时 海水资源的开发利用目标导航 1.了解海水淡化的方法及其意义。2.了解海水的主要组成元素。3.了解海水化学资源的开发和利用，熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理。4.以海水资源的综合利用为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。一、海水水资源的开发利用1直接利用海水进行循环冷却。2海水淡化：主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法。3海水的蒸馏(1)原理(2)注意事项烧瓶需垫石棉网加热。2烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的 ，也不能少于 。23 13需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。冷凝器里的冷却水要从冷凝器的下口进、上口出。议一议若实现海水淡化供应饮用水，下列方法在原
2、理上完全不可行的是( )A加明矾使海水中盐分沉淀而淡化B利用太阳能使海水蒸馏淡化C将海水电解，然后让两极气体燃烧得到饮用水D将海水通过离子交换树脂，以除去所含离子答案 A解析 明矾具有净水作用，可使海水中的悬浮物形成沉淀而除去，但不能使海水中盐分沉淀。二、海水化学资源的开发利用1海水中的化学资源海水中 H、O 两种元素，加上 Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr 等 11 种元素的总量超过 99%，其他为微量元素，共计含有 80 多种。2海水制盐海水 粗盐精盐。 日 晒 结 晶3海带提碘(1)流程：海带 灼烧 浸泡 过滤氧化 提纯 碘单质。(2)原理：2I Cl 2=I22C
3、l 。4海水提溴(1)过程：浓缩 氧化 富集 提取。3(2)原理：2Br Cl 2=Br22Cl 。5海水提镁(1)过程：浓缩沉淀 过滤溶解 结晶(MgCl 26H2O)MgCl2晶体金属镁。(2)原理：Mg 2 2OH =Mg(OH)2；Mg(OH) 22HCl= =MgCl22H 2O；MgCl 26H2O MgCl26H 2O；= = = = =HCl MgCl 2(熔融)MgCl 2。6新能源的开发(1)从海水中提取铀和重水，铀和重水是核能开发的重要原料。(2)潮汐能、波浪能是待开发的新型能源。议一议判断正误，正确的打“” ，错误的打“”(1)海水中含有 Br2( )(2)海带中含有碘
4、，能使淀粉变蓝( )(3)用 SO2溶液吸收溴蒸气，是利用了 SO2具有漂白性( )答案 (1) (2) (3)一、海水中溴的提取例 1 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：4(1)步骤反应的离子方程式是_，步骤反应的化学方程式是_。(2)从理论上考虑，下列物质也能吸收 Br2的是_。ANaOH BFeCl 2CNa 2SO3 DH 2O(3)步骤中氧化剂是_，若反应中生成 2 mol HBr，则消耗_mol SO2。(4)根据上述反应判断 SO2、Cl 2、Br 2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_。解析 (1)读懂流程图，可以写出2Br Cl 2=
5、Br22Cl ，SO 2Br 22H 2O=2HBrH 2SO4。(2)只从理论上考虑，NaOH 具有强碱性，能吸收 Br2，Fe 2 、SO 具有还原性也能吸收 Br2，但 Br2在水中的溶解度较小，23不能充分吸收。(3)Br 2SO 22H 2O=H2SO42HBr，该反应中氧化剂为 Br2，还原剂为SO2，反应中每生成 2 mol HBr，则消耗 1 mol SO2。(4)最后再向含 HBr 的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到 Br2。经过上述反应过程知氧化性由强到弱的顺序为 Cl2Br2SO2。答案 (1)2Br Cl 2=Br22Cl SO 2Br 22H 2O=H2SO42HBr(
6、2)ABC (3)Br 2 1 (4)Cl 2Br2SO2规律总结 海水提溴四个过程5变式训练 1 溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为 65 mgL1 。实验室模拟海水中溴的提取。实验方法：将适量新制氯水加入到 20 mL 富含溴离子的海水中(海水可以用 0.1 molL1的 NaBr 溶液代替)，把溴置换出来。氯水中的氯气作_剂，涉及反应的离子方程式为_。得到的单质溴可以用有机溶剂在_(仪器)中实现萃取富集，萃取试剂用_、苯等，得到的有机层显_色。答案 氧化 Cl 22Br =2Cl Br 2 分液漏斗 四氯化碳 橙红解析 把溴离子转化为溴单质时，溴离子发生氧化反应，因此需要氧化剂，氯气可
7、以将Br 氧化为 Br2。根据萃取的原理，要从水溶液中萃取某种溶质，所选择的萃取剂一定要和水互不相溶。溴单质在有机溶剂中的颜色是橙色到橙红色。二、海水中碘的提取例 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。实验室从海藻中提取碘的流程如下：(1)指出从海藻中提取 I2的实验操作名称：_，_，反应的离子方程式_。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是_。A甲苯、酒精 B四氯化碳、苯C汽油、乙酸 D汽油、甘油(3)为使海藻中 I 转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器。还缺少的仪器是6_。(4)从含碘的有机
8、溶剂中提取碘，还要经过蒸馏，指出下列蒸馏装置中的错误之处_。(5)进行蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是_，最后晶态碘在_中。解析 (1)为了从悬浊液中分离 I ，应用过滤；从 I2的水溶液中把它提取出来，应用萃取。(2)A 中酒精，C 中乙酸，D 中甘油，都是易溶于水的物质，所以不能用于萃取碘。(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗，过滤时所需仪器必有普通漏斗。答案 (1)过滤 萃取 2I Cl 2=I22Cl (2)B(3)分液漏斗，普通漏斗 (4)没有石棉网；温度计插入液面以下；冷凝管进、出水方向颠倒 (5)萃取剂沸点较低，I 2易升华 烧瓶归纳总结 海带中碘元素的检验(1)反应原理：2H
9、2I H 2O2=I22H 2O(2)实验步骤及证明方法变式训练 2 海带中的碘元素主要以 I 的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。证明海带中含有碘的实验方法：7用剪刀剪碎海带，用酒精湿润，放入坩埚中。灼烧海带至完全成灰，停止加热，冷却。将海带灰加蒸馏水溶解，搅拌、煮沸、过滤。在滤液中滴加稀 H2SO4及 H2O2，然后加入几滴淀粉溶液。(涉及反应的离子方程式为2I H 2O22H =I22H 2O)(1)在实验过程中用到的玻璃仪器有_。(2)能证明海带中含有碘的实验操作是_(填序号)，现象是_。答案 (1)烧杯、玻璃棒、漏斗、酒精灯 (2) 滴入淀粉溶液后变蓝三、海水
10、中镁的提取例 3 下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据：物质 氧化镁 氯化镁熔点/ 2 852 714沸点/ 3 600 1 412请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是( )A海水 Mg(OH)2MgB海水 MgCl2溶液 MgCl 2晶体 MgC海水 Mg(OH)2MgOMgD海水 Mg(OH)2MgCl2溶液 MgCl2(熔融)Mg解析 解答本题既要知道镁是由电解熔融的 MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用 NaOH)。答案 D归纳总结 从海水中提取镁的方法(1)工艺流程8(2)有关反应的化学方程式CaCO 3CaOCO 2
11、；CaOH 2O=Ca(OH)2；MgCl 2Ca(OH) 2=Mg(OH)2CaCl 2；Mg(OH) 22HCl= =MgCl22H 2O；MgCl 26H2OMgCl26H 2O；MgCl 2(熔融)MgCl 2。变式训练 3 从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题：(1)粗盐中含有 Ca2 、Mg 2 、SO 等杂质离子，精制时所用试剂为 A.盐酸；B.BaCl 2溶液；24C.NaOH 溶液；D.Na 2CO3溶液。则加入试剂的顺序是_(填字母)。(2)写出用海滩上的贝壳制 Ca(OH)2的化学方程式：_。9(3)电解无水 MgCl2可制取
12、镁和 Cl2，其中副产品 Cl2和 Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为_。(4)用海滩上的贝壳制 Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到什么问题？_。(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在_。答案 (1)BCDA 或 CBDA 或 BDCA(2)CaCO3CaOCO 2、CaOH 2O=Ca(OH)2(3)2Cl22Ca(OH) 2=CaCl2Ca(ClO) 22H 2O(4)经济效益(5)海边解析 化工生产是综合利用化学知识解决实际问题的过程，在此过程中，除运用到我们所学的化学知识外，还要从环境保护、能源利用、经济效益等方面考虑。(1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去 Ca2 、Mg 2 、SO 时，不能带入新的杂质离24子。所以，解此题的关键是把握好加入离子的顺序：Ba 2 必须在 CO 之前加入；CO23、OH 必须在 H 之前加入，所以 B、C 不分先后，而 D、A 本身既分先后，A 又必须放在23B、C 之后才能满足条件。(2)由贝壳Ca(OH) 2的反应为 CaCO3CaOCa(OH) 2。(3)漂白粉的主要成分为 CaCl2和 Ca(ClO)2，可将 Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件，不用运输，就地取材，从经济效益角度考虑是有利的。(5)由此可见，应在海滩建化工厂或在沿海陆地建厂。
