1、第2课时 海水资源的开发利用,第四章 第一节 开发利用金属矿物和海水资源,知道海水淡化的意义和方法，熟知从海水中提取溴、碘、金属镁的原理，会写相关反应的化学方程式。,学习目标定位,内容索引,一 海水水资源的利用及溴、碘的提取,二 从海水中提取镁,当堂检测,40分钟课时作业,一 海水水资源的利用及溴、碘的提取,1.海水水资源的利用：主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。其中 的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。因此，海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合
2、，成为海水综合利用的重要方向。 2.某同学从科普书中摘录了从海水中提取溴的方法，请仔细阅读，然后回答问题。,答案,导学探究,蒸馏法,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，溴的含量提高了100倍左右。只要把卤水加入反应塔中，通过氯气和水蒸气蒸馏，就可以把“溴”蒸出来。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。土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提取溴。,答案,(1)从海水中提取溴，一般要经过 、 和提取三个步骤。其流程为,(2)卤水中通入Cl2时发生反应的离子方程式为 。 (3)通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是 。 (4)借助煤油从海水中
3、提取溴是利用了溴 的性质。,浓缩,氧化,苦卤,Br2,2BrCl2=Br22Cl,溴单质易挥发,易溶于有机溶剂,3.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以离子的形式存在。从海藻中提取碘的实验流程如图所示：,答案,(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：_；写出过程中有关反应的化学方程式：_。 (2)提取碘的过程中可选用的有机试剂为_(填字母)。 A.酒精、四氯化碳 B.四氯化碳、苯 C.汽油、醋酸 D.汽油、甘油 (3)为使海藻灰中碘离子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、物品，尚缺少的玻璃仪器是_。,过滤,2Na
4、ICl2=2NaClI2,B,漏斗、分液漏斗,归纳总结,1.海水中制取溴 主要方法：空气吹出法。 主要流程：,2.海带中提碘 (1)海带中含有碘元素的检测,(2)海带中提碘 流程 海带 晒干、灼烧 浸泡 过滤 氧化 提纯 碘单质 主要的化学原理： 或_。,答案,2H2IH2O2=I22H2O,Cl22KI,=2KClI2,活学活用,1,2,1.溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65 mgL1。在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_。
5、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。,解析答案,理解感悟,1,2,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。 答案 氧化 Cl22Br=2ClBr2 分液漏斗 四氯化碳 橙,理解感悟,理解感悟,本题考查有关海水中含有溴元素的证明和提取的实验原理、仪器，以及萃取的实验操作等。将非金属阴离子置换为单质要用到氧化剂，将金属阳离子置换为单质要用到还原剂，常见的氧化剂有过氧化氢、新
6、制氯水、酸性高锰酸钾溶液等。,1,2,1,2,返回,解析答案,2.从海带中提取碘的实验过程中，涉及到下列操作，其中正确的是( ),1,2,解析 物质的灼烧应该选用耐高温的坩埚，A错； 过滤操作时，向漏斗中加液要用玻璃棒引流，B错； 碘的苯溶液在上层，应由分液漏斗的上口倒出，C错； 固液分离可以用蒸馏法分离，D对。 答案 D,返回,二 从海水中提取镁,导学探究,海水提镁的生产流程可表示为,答案,1.海水提取镁的最基本方法是往海水中加_，得到_沉淀，将沉淀分离出来后再加入_把它变成_；之后，经过结晶、_、干燥、_，就可得到金属镁。,电解,碱,氢氧化镁,盐酸,氯化镁,过滤,答案,2.海水提镁要用到海
7、滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？,3.从海水中的Mg2到金属镁，经历了哪些化学变化(用化学方程式表示)?,答案,4.在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？,答案 提高经济效益的措施，一是在主要原料地(靠海处)建厂；二是同时建造盐酸厂，充分利用电解氯化镁的副产物氯气。这给我们的启示是，设计工业生产要从整体出发，对各个生产要素和环境保护进行综合设计，既要提高综合经济效益，又要保护环境。,归纳总结,由MgCl26H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCl气体，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。,3,4,
8、解析答案,活学活用,3.下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据：,请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是( ),3,4,解析 本题要求学生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,3,4,解析答案,4.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：,下列说法不正确的是( ) A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B.步骤电解MgCl2时阴极产生氯气 C.步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水 D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应,解析 海水中含有大量的镁元素，从海水中提取镁的优点之一是原料来
9、源丰富，选项A正确；,3,4,电解熔融MgCl2时，阳极产生Cl2，阴极产生金属镁，选项B错误；,因MgCl2能水解：MgCl22H2OMg(OH)22HCl，为此将MgCl26H2O晶体在HCl气氛中加热脱水，其目的是抑制MgCl2水解生成Mg(OH)2，选项C正确；,步骤涉及CaCO3发生分解反应得到CaO，CaO与H2O发生化合反应得到Ca(OH)2，步骤是电解，涉及分解反应，步骤涉及MgCl2与Ca(OH)2发生复分解反应得到Mg(OH)2和CaCl2。故选B。,答案 B,学习小结,返回,当堂检测,1,2,4,3,5,解析答案,1.下列关于海水资源利用的认识错误的是( ) A.海水中金
10、、锶、碳、铜、铁等元素属于微量元素 B.海底多数金属结合矿含有铁、锰、钴等多种元素 C.通过蒸馏法、电渗析法、离子交换法等可以实现海水的淡化 D.海水提溴过程中溴元素依次了生氧化反应，还原反应、氧化反应,解析 碳、锶不是微量元素。,A,1,2,4,3,5,答案,2.海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中其他各种离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化分析正确的是( ),B,A.溶质质量增加 B.溶剂质量减小 C.溶液质量不变 D.溶质质量分数减小,1,2,4,3,5,3.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在
11、海水中主要以I的形式存在，几种粒子之间的转化关系如图所示。,解析答案,下列说法中不正确的是( ) A.用淀粉-KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉-KI试纸会变蓝 B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉KI试纸褪色，原因可能是5Cl2I26H2O=2HIO310HCl C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2I2 D.途径中若生成1 mol I2，则反应中转移的电子数为10NA,1,2,4,3,5,根据图示转化关系可知B正确；,答案 C,1,2,4,3,5,4.海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可按照如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将
12、沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物； 将所得的产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法不正确的是( ) A.此法的优点之一是原料来源丰富 B.进行、步操作的目的是从海水中提取氯化镁 C.第步电解时会产生氯气 D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应、置换反应和复分解反应,答案,D,1,2,4,3,5,5.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： 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
13、淀粉溶液。(涉及反应的离子方程式为2IH2O22H=I22H2O) 在实验过程中用到的玻璃仪器有_。 能证明海带中含有碘的实验操作是_(填序号)，现象是_。,答案,烧杯、玻璃棒、漏斗、酒精灯,滴入淀粉溶液后变蓝,返回,40分钟课时作业,1,2,4,3,5,6,一、海水水资源的利用 1.下列说法正确的是( ) A.海洋约占地球表面积的71%，所以地球上不缺水，人类可以随意使用水资源，不必节约 B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法 C.海水淡化的各种方法中，蒸馏法的成本比较低 D.以上说法都正确,7,8,10,9,11,12,13,14,经典基础题,解析答案,解析 地球表面咸水多，
14、淡水少，许多国家面临着淡水资源的危机，故不可以随意浪费水资源，A错误； 海水淡化中蒸馏法的成本较高，C错误。,B,2.随着人口增长、工业发展，淡水供应出现危机。若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是( ) A.加入明矾，使海水中的泥沙沉淀并淡化 B.利用太阳能，将海水蒸馏淡化 C.将海水通过离子交换膜除去其所含的盐分 D.利用电渗析法使海水淡化,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,答案,A,3.据报道，挪威和荷兰正在开发一种新能源盐能。当海水和淡水混合时，温度将升高0.1 ，世界所有入海口的这种能源相当于电力需求的20%。海水和淡水混合时，温度
15、升高最可能的原因是( ) A.发生了盐分解反应 B.发生了水分解反应 C.由于浓度差产生放热 D.盐的溶解度增大,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 海水与淡水混合时，不可能发生化学反应，故A、B两项错误；温度升高可以使盐的溶解度增大，而盐的溶解度增大不可能使温度升高，所以D选项错误。,C,4.下列说法正确的是( ) A.海水中含量最高的元素是氯 B.海水中含量最高的物质是氯化钠 C.加碘食盐溶液遇淀粉溶液显蓝色 D.加碘食盐中的碘是含碘元素的化合物,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 海水中含量最高的
16、物质是水，含量最高的元素是氧；加碘食盐中的碘是KIO3；碘单质遇淀粉溶液显蓝色，含碘元素的化合物遇淀粉溶液不显蓝色。,D,二、从海水中提取溴、碘 5.海水提溴过程中将Br氧化成Br2，可向其中加入氧化剂，合适的是( ) A.酸性KMnO4溶液 B.氯水 C.FeCl3溶液 D.碘水,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 Fe3和I2的氧化性都不如Br2的强，C、D不正确；酸性KMnO4溶液能氧化Br，但KMnO4价格比较贵，不适合工业生产用。,B,6.从淡化海水中提取溴的流程如下：,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解
17、析答案,下列有关说法不正确的是( ) A.X试剂可用Na2SO3饱和溶液 B.步骤的离子反应：2BrCl2=2ClBr2 C.工业上每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤包含萃取、分液和蒸馏,解析 Na2SO3Br2H2O=Na2SO42HBr，A正确； 步骤利用氯的非金属性比溴强，可以利用置换反应制取Br2，B正确； 反应和反应均使用到Cl2，故制取1 mol Br2消耗2 mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误； 从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂(如苯)萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得到纯净的溴，D正确。 答案 C,1,2,4,3,5,6,
18、7,8,10,9,11,12,13,14,7.从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是( ) A.加入适量的Na2CO3溶液 B.通入溴蒸气 C.加入适量的NaOH溶液 D.加入适量的NaBr溶液,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 Na2CO3溶液和NaOH溶液都能与溴反应，不能用于除杂。,D,8.某课外小组将灼烧海带产生的灰烬浸泡后过滤，得到澄清的滤液。他们设计了如下的几个方案，你认为能证明海带的灰烬中含有碘元素的是( ) A.取适量滤液，蒸干，观察是否有紫色固体生成 B.取适量滤液，加入苯，振荡，静置，苯层无
19、色，证明不含碘元素 C.取适量滤液，向其中加入淀粉溶液，无明显现象，证明不含碘元素 D.取适量滤液，加入酸化的H2O2，再加入淀粉溶液，呈蓝色，证明含有碘元素,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 海带的灰烬中含有的碘元素，是以I形式存在的，不是以单质形式存在，所以A、B、C均不正确； D中发生了氧化还原反应：H2O22I2H=I22H2O，产生了I2，使淀粉溶液呈蓝色。 答案 D,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,9.从淡化海水中提取溴的流程如下图所示，下列有关说法错误的是( ),1,2,4,3,5,6,7,8,10
20、,9,11,12,13,14,答案,D,A.X为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3 B.设备Y为蒸馏塔 C.在提取溴的过程中一定有Br被氧化 D.工业上，每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2体积最多为44.8 L(标准状况),三、从海水中提取镁 10.从海水中提取金属镁的生产步骤有：浓缩结晶 加熟石灰 加盐酸 过滤 熔融电解，正确的操作顺序是( ) A. B. C. D.,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 海水中含有Mg2，加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg22OH=Mg(OH)2，过滤可得到Mg(OH)2固体。再将Mg(
21、OH)2转化为MgCl2，MgCl2熔点低，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2(熔融) MgCl2。,C,11.海水中可以提取镁，其方法是首先使海水中的Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。从化学知识的角度和经济效益的角度考虑，可在海水中加入的物质是( ) A.NaOH B.KOH C.CaO D.Na2O,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 若使Mg2转化为Mg(OH)2沉淀，须在海水中加入碱，理论上加入NaOH、KOH、CaO、Na2O都可实现上述转化，但NaOH、KOH、Na2O为重要的化工原料，其成本较高，而CaO可由石灰石或贝壳等分解而获
22、得，原料易得，成本较低，故可加入CaO，CaOH2O=Ca(OH)2，从而使Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。,C,12.工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,能力提升题,(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？_(填“能”或“不能”)，原因是_。,解析答案,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析 CaSO4和Mg(OH)2制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2
23、，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。,答案 不能 若先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使产品不纯,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染问题上，都超过水。,(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳,原因是_ _。,四氯化碳萃取法工艺复杂、,设备投资大、经济效益低、环境污染发严重,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,答案,(3)写出反应
24、的离子方程式。,Cl22Br=Br22Cl,Mg22OH=Mg(OH)2,13.海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr形式存在)及综合利用的生产流程简图：,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 从溶液中提纯易溶于水的晶体，常用蒸发、冷却结晶、过滤的方法。,DEC,请回答下列问题： (1)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl26H2O晶体，需要进行的实验操作依次为_(填字母)。 A.蒸馏 B.灼烧 C.过滤 D.蒸发 E.冷却结晶,(2)母液中常含有MgCl2、NaCl、Mg
25、SO4、KCl等，可进一步加工制得一些重要的产品。下图是上述四种物质的溶解度曲线图，若将母液加热升温到60 以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是_。,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,解析 将母液加热升温到60 以上，由图可知MgSO4的溶解度随着温度的升高而降低，NaCl的溶解度基本保持不变，所以随着水分的蒸发，会有MgSO4晶体和NaCl晶体析出。,MgSO4、NaCl,(3)过滤上述晶体后，将滤液降温到30 以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的_晶体。,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,
26、11,12,13,14,解析答案,解析 将滤液降温到30 以下，析出的晶体主要是MgCl2、KCl，用冷水洗涤该晶体，由于MgCl2的溶解度较大，最后可得到比较纯净的KCl晶体。,KCl,14.海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,(1)请列举海水淡化的两种方法：_、_。,(2)步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br，其目的是_。 (3)步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_。,1,2,4,3,5,6,7,8
27、,10,9,11,12,13,14,(4)某化学研究性学习小组为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料知：Br2的沸点为59 ，微溶于水，有毒并有强腐蚀性。他们参观生产过程后，画了如下装置简图：,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,请你参与分析讨论： 图中仪器B的名称是_； 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是_； 实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件？_； C中液体颜色为_。为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_。,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,解析答案,返回,解析 橡胶中含有碳碳双键，可以与溴发生加成反应而被腐蚀。,1,2,4,3,5,6,7,8,10,9,11,12,13,14,答案 (1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种 (2)富集溴元素 (3)Br2SO22H2O=4H 2Br 强酸对设备的严重腐蚀 (4)冷凝管 Br2会腐蚀橡胶 控制温度计b的温度，并收集59 的馏分 深红棕色 分液(或蒸馏),返回,本课结束,
