1、第2课时 海水资源的开发利用,课前自主学习 (学生用书P95),一海水中水资源的利用 1.海水水资源的利用主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等 2.海水淡化方法:蒸馏法电渗析法离子交换法等,其中蒸馏法历史最久,技术工艺也较成熟 二海水中的化学资源的开发利用 1.海水中的化学资源 海水中的HO两种元素,加上ClNaKMgCaSCFBBrSr等11种元素的总量超过99%,其他为微量元素,2.海带中碘元素的存在 (1)海带中碘元素以I-形式存在 (2)H2O2与I-反应的离子方程式 H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O 3.海水提溴 向浓缩的海水中通入Cl2,反应的离子方程式为:Cl2+
2、2Br-=Br2+2Cl-,4.新能源的开发 (1)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 思考与交流:举例说明对海水资源的开发利用情况 提示:(1)从海水中提取淡水海水淡化 (2)海水制盐 (3)从海水中提取化工产品 (4)从海水中获取铀作为核能开发的重要原料 (5)从海水中获取其他物质(如镁钾溴)和能量等,课堂深化探究 (学生用书P95),一常用物质分离的几种方法 1.蒸馏法:适用于分离互溶,但沸点不同的液态混合物,如C2H5OH与H2O分离海水淡化等 2.结晶法:适用于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
3、,另一种不溶的固态混合物,如NaCl与CaCO3的分离 4.分液法:适用于分离两种互不相溶的液态混合物,如苯与水的分离 5.萃取法:适用于溶质在两种互不相溶的溶剂中,溶解度不同的混合物的分离,如用苯提取碘水中的碘,6.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CaCO3的分离 7.洗气法:适用于各种气体与吸收剂作用不同来分离气态混合物如CO2与H2的分离通入碱液吸收CO2,分离出H2,然后再加入稀H2SO4,将碳酸盐转化为CO2,二海水中所含物质的提取方法 1.海水晒盐 在盐池中蓄海水,然后靠风吹日晒来使海水浓缩结晶,得到食盐,2.海水提溴,(2)有关反应化学方程式 2NaBr
4、+Cl2=Br2+2NaCl; Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr;2HBr+Cl2=Br2+2HCl,3.海带中提取碘 (1)流程,(2)有关反应化学方程式 2KI+H2O2+H2SO4=K2SO4+I2+2H2O,4.海水中提镁 (1)流程,(2)有关反应的化学方程式 MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O MgCl26H2O MgCl2+6H2O MgCl2(熔融) Mg+Cl2 特别提示:生产工艺流程要考虑:原料来源及成本(原料易得且价廉);中间副产物的可利用程度(中间产物能够循环利用或用作其他用途);生产条件
5、(对设备及能源的要求尽量低),典例剖析 (学生用书P96),知识点一 海带中碘元素的检验 例1 某同学为了验证海带中含有碘元素,拟进行如下实验,请完成相关问题 (1)第1步:灼烧操作是将足量海带灼烧成灰烬该过程中不会用到的实验仪器有_(填代号) A.试管 B.瓷坩埚 C.坩埚钳 D.铁三脚架 E.泥三角 F.酒精灯 G.烧杯 H.量筒,AGH,(2)第2步:I-溶液的获取操作是_ (3)第3步:氧化操作是依次加入合适的试剂下列氧化剂最好选用_(填代号) A.硝酸 B.新制氯水 C.酸性KMnO4溶液 D.H2O2 理由是_,将灰烬转移到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮 沸,过滤,D,
6、双氧水又称“绿色氧化剂”,其参加氧化还原反应时还原产 物为H2O,无污染且不引入新的杂质,相关离子方程式为_ (4)第4步:碘单质的检验操作是取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中含有碘元素,2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,解析 本题给出实验任务和步骤,考查对实验原理的理解以及如何选择仪器试剂等有关实验能力解答本题时 要结合化学实验基本操作中有关分离提纯操作要求,弄清每步操作的目的才能正确解答(1)先分析灼烧固体物质所用的仪器有哪些,然后再选出不会用到哪些仪器(2)海带灼烧后的灰烬中含有可溶性碘盐和难溶固体物质要得到含有I-的溶液,须将灰烬充分溶解,并过滤以除
7、去残渣(3)硝酸新制氯水酸性KMnO4溶液H2O2均能将I-氧化为I2前三者会引入新杂质,而H2O2的还原产物为H2O,无其他物质生成,所以氧化剂最好选用H2O2,知识点二 海水的综合利用 例2 海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法正确的是( ) A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质 B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2 D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能,解析 海水中钾元素以K+的形式存在,生成钾单质必然发生化学反应,A错蒸发制海盐发生的是物理变化,B错潮汐发电是将潮汐能转化为电能,D错
8、答案 C,课内针对性训练 (学生用书P96),1.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从海水中获得的物质是( ) A.Cl2Br2I2 B.NaMgAl C.食盐淡水 D.NaOHH2 答案:C 解析:ABD中的物质必须经化学变化,才能够从海水中获取,2.从海水中提取单质镁,下列正确的途径是( ),答案:C,解析:首先把制盐后剩下的苦卤中加入石灰乳,得到Mg(OH)2,再用盐酸溶解Mg(OH)2得MgCl2,MgCl2电解得Mg,3.从海水中可获得的在常温下为液体的单质是( ) A.Mg B.Na C.I2 D.Br2 答案:D 解析:海水中含有Br-,Br2单质在常温下为液
9、态,4.海水中有非常丰富的化学资源,下列有关叙述不正确的是( ) A.地球上99%的溴元素以溴单质形式存在于海洋中 B.在每升海水中含量低于1 mg的元素称为海水中的微量元素 C.为了健康,从海水中提取的食用盐中需加一定量的KIO3 D.世界上生产的镁大部分来自海水 答案:A 解析:地球上99%的溴元素以溴离子形式存在于海洋中,5.下列物质用于原子弹制造的是( ) A.NaCl B.铀 C.Br2 D.镁 答案:B,课后优化训练 (学生用书P97) 基础强化,1.下列不能作为海水淡化方法的是( ) A.蒸馏法 B.电渗析法 C.离子交换法 D.过滤法 答案:D 解析:大量的盐都溶解在海水中,过
10、滤不能除去海水中的盐分,2.从海水中可以提取溴,主要反应为2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,下列说法正确的是( ) A.溴离子具有氧化性 B.氯气是还原剂 C.该反应属于复分解反应 D.氯气的氧化性比溴单质强 答案:D 解析:溴离子已达8电子稳定结构,不能再得电子,不具有氧化性,A不正确;Cl2在反应中得电子是氧化剂,B不正确;反应中有电子得失,是氧化还原反应,C不正确,3.中国食盐产量居世界首位下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是( ) A.蒸馏 B.蒸发 C.过滤 D.萃取 答案:B 解析:从海水中获取食盐,用的是晒盐的方法,使水分蒸发得到食盐晶体,4.从海水中可以提取镁,其方法是
11、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 答案:C 解析:海滩上的贝壳(主要成分为CaCO3)高温分解生成生石灰CaO,CaO+H2O=Ca(OH)2,使海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,既符合化学原理又经济实惠,降低了成本,5.下列关于海水的知识不正确的是( ) A.海水资源的利用包括海水水资源利用和化学资源利用 B.海水既苦又涩,不能直接利用 C.海水中某些金属元素总储量很大,但富集程度却很低 D.海水淡化应同化工生产结合,同能源技术结合 答案:B 解析:海水
12、也可直接利用,如冲洗厕所,作核电站的冷却水等,6.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;浓缩结晶其先后顺序正确的是( ) A. B. C. D. 答案:D 解析:要从海水中得到无水MgCl2,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MgCl2溶液;最后对溶液浓缩结晶,再对晶体脱水干燥即可,故选D,7.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,苯层无色,证
13、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,答案:D 解析:将灼烧的海带灰烬浸泡过滤后的滤液中含有的碘元素主要以I-形式存在,加热滤液蒸干不会有I2生成,加入苯,苯层不会呈现紫色,加入淀粉也不会呈现蓝色,故ABC不能证明碘元素是否存在;在滤液中加入酸化的H2O2,发生反应2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,有I2生成加入淀粉变蓝,故D可证明海带中含碘元素,8.随着全球淡水资源危机日益严重,世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海,希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水
14、(1)海水淡化亦称海水脱盐该工艺过程包括海水预处理脱盐淡化水的后处理等下列属于海水预处理的是_(填序号) 淡水收集 除掉悬浮物 杀灭海洋生物 除掉海水中的盐分 水质检测 降低海水浑浊度,为了检验所收集的淡水中是否含有氯离子,通常采用的试剂是_ 若已知每1 kg海水中含有19.10 g Cl-,则海水中Cl-的物质的量浓度约为_(假设此地海水的密度为1.10 gcm-3),硝酸银溶液和稀硝酸,0.59 mol/L,(2)除了从海水中获得淡水之外,人们还可以从中提取其他物质天工开物中就有海水晒盐的记载试比较蒸馏法淡化海水与海水晒盐的主要异同点,每项至少写两点 相同点:_ 差异点: _ ,都是通过水
15、的汽化将水与盐分离,原料相同产品不同,前者获得淡水,后者获得食盐 生产工艺不同,能力提升 1.光明日报报道,我国首个以海水为能源的空调示范项目于2005年在华电青岛发电有限公司获得成功2005年11月吉林石化公司双苯厂发生爆炸,引起松花江大面积的水污染,居民的饮用水一度处于紧张状态下列关于水的说法中错误的是( ),A.用离子交换的方法可以使海水淡化 B.高效催化剂可使水分解,同时释放出能量 C.氯气漂白精主要成分是Ca(ClO)2活性炭是常见的水处理剂,但它们处理水的原理并不完全相同 D.固态冰的密度小于液态水的密度与水分子间形成的氢键有关 答案:B,解析:催化剂只能改变反应的速率,并不能提供
16、能量也不能改变反应物和生成物的性质,H2O的分解是一定需要吸收能量的吸热反应,这是由反应物总能量与产物总能量的相对大小决定的,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( ),A.溶质质量增加 B.溶剂质量减少 C.溶液质量不变 D.溶质质量分数减小 答案: B 解析:右侧水量减少后,溶质质量未变,A错;溶液质量减少,C错;溶质质量分数增大,D错,3.甲乙丙三种溶液中各有一种X-(X-为Cl-Br-或I-)离子,向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,再加
17、丙溶液,颜色无明显变化,则甲乙丙依次含有( ) A.Br-I-Cl- B.Br-Cl-I- C.I-Cl-Br- D.Cl-I-Br- 答案:A 解析:向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,则说明甲中含有Br-,被氧化为Br2再加丙溶液无明显变化,则丙应含Cl-,4.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有非常广阔的前景回答下列问题:,(1)2008年3月20日媒体报道,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,温度升高最可能的原因是( ) A.发生了盐分解反应 B.发生了水分
18、解反应 C.由于浓度差产生放热 D.盐的溶解度增大 答案: C,(2)蒸馏法是人类最早使用的淡化海水的方法你认为蒸馏法淡化海水最理想的能源是_,太阳能,(3)从海水中可得到多种化工原料和产品,下图是利用海水资源的流程图,反应的离子方程式为_ ; 反应后的溶液中得到纯净的单质溴的实验操作方法是_ 在母液苦卤中含有较多的NaClMgCl2KClMgSO4等物质用沉淀法测定苦卤中Mg元素的含量(g/L),实验过程中应测定的数据有_,蒸馏,苦卤样品的体积Mg(OH)2沉淀的质量,解析:(1)海水与淡水混合时,不可能发生化学反应,故AB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选项也错误 (2)蒸馏法淡化海水最理想的能源是太阳能 (3)根据题目中流程图知反应为SO2与Br2的反应,离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H+2Br-+SO ;用沉淀法测定镁元素的含量时,需要知道苦卤样品的体积及产生的Mg(OH)2的质量,
