第2章 第5節(jié)《海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護》

1、土橋中學2016屆高三化學備課組1.了解常見元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的 影響。2.了解科學、技術、社會的相互關系(如化學與生活、 材料、能源、環(huán)境等)。3.理解在化工生產中遵照“綠色化學”思想的重要性。第五節(jié)海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護循著圖示·想一想 特色特性·記一記1特殊的污染名詞：霧霾、酸雨、臭氧空洞、光化學煙霧、溫室效應、白色污染、水華、赤潮2特殊的制備流程：(1)海水提鎂：海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2Mg(2)海水提溴：海水Br2HBrBr2(3)海帶提碘：海帶海帶灰含I的溶液I2的有機溶液I23必記四反應：(1

2、)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(2)Cl22Br=Br22Cl(3)Br2SO22H2O=2HBrH2SO4(4)H2O22H2I=I22H2O考點一 海水資源的綜合利用教材知識層面1水資源的利用2化學資源的開發(fā)利用(1)氯堿工業(yè)。電解NaCl溶液(寫出化學方程式，下同)：2NaCl2H2O電解,2NaOHH2Cl2；產物制鹽酸：H2Cl2點燃,2HCl；制漂白液：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)海水中鎂的提取。海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl2·6H2OMgCl2Mg。(3)海水中溴的提取。海水(酸化)Br2HBrBr2(液)。(4)海帶中提

3、碘。海帶海帶灰含I的溶液I2I2的有機溶液I2高考考查層面命題點1從海水中提取鎂的方法1工藝流程2基本步驟及主要反應(1)制熟石灰：CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2。(2)沉淀：Mg22OH=Mg(OH)2。(3)酸化：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。(4)蒸發(fā)結晶：析出MgCl2·6H2O。(5)脫水：在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂。(6)電解：電解熔融氯化鎂制得鎂。典題示例1(2015·泰安模擬)從海水中提取鎂，正確的方法是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2晶體MgC海水Mg(OH

4、)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)Mg解析：選D從海水中提取鎂時，首先用石灰乳將海水中的Mg2沉淀出來，然后再用鹽酸將其溶解得到MgCl2溶液，從MgCl2溶液中冷卻結晶得到MgCl2·6H2O，在HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O得到無水MgCl2，最后電解熔融MgCl2得到單質Mg。2(2014·全國卷節(jié)選)(1)海水提鎂的一段工藝流程如下圖：濃海水的主要成分如下：離子NaMg2ClSO濃度/(g·L1)63.728.8144.646.4該工藝過程中，脫硫階段主要反應的離子方程式為_，產

5、品2的化學式為_，1 L濃海水最多可得到產品2的質量為_g。(2)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應的化學方程式為_；電解時，若有少量水存在會造成產品鎂的消耗，寫出有關反應的化學方程式_。解析：(1)由題給海水的主要成分，脫硫就是除掉硫酸根離子，發(fā)生反應：Ca2SO=CaSO4；由框圖信息知，產品2為Mg(OH)2；1 L濃海水中含有Mg2 28.8 g，物質的量為1.2 mol，則最多生成Mg(OH)2 1.2 mol，質量為1.2 mol×58 g/mol69.6 g。(2)電解熔融氯化鎂生成氯氣和單質鎂，若有水存在，則高溫下鎂與水反應。答案：(1)Ca2SO=C

6、aSO4Mg(OH)269.6(2)MgCl2MgCl2、Mg2H2OMg(OH)2H2命題點2從海水中提取溴的方法1工藝流程2基本步驟及主要反應(1)濃縮：海水曬鹽和海水淡化的過程中Br得到濃縮。(2)氧化：向濃縮的海水中通入Cl2，將Br氧化為Br2，反應的離子方程式為：Cl22Br=Br22Cl。(3)富集：利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣或水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收。反應的化學方程式為：Br2SO22H2O=2HBrH2SO4。(4)提?。涸儆肅l2將HBr氧化得到產品溴。典題示例1(2014·全國卷)將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海

7、水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產品。回答下列問題：(1)下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設想和做法可行的是_(填序號)。用混凝法獲取淡水提高部分產品的質量優(yōu)化提取產品的品種改進鉀、溴、鎂等的提取工藝(2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2，并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應是Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2時，轉移的電子數為_mol。解析：(1)海水中主要含有NaCl等鹽，用混凝法不能除去NaCl，錯誤。(2)由方程式可知，Br2既是氧化劑又是還原劑，根據得失電子守恒知，吸收1 mol Br2轉移5/3 mol電子

8、。答案：(1)(2)2海水中溴元素以Br形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖：(1)步驟反應的離子方程式是_。(2)步驟反應的化學方程式是_。從理論上考慮，下列也能吸收Br2的是_。ANaOHBFeCl2CNa2SO3DH2O(3)步驟蒸餾的過程中，溫度應控制在8090。溫度過高或過低都不利于生產，請解釋原因：_解析：(1)(2)離子方程式和化學方程式分別為：2BrCl2=Br22Cl，SO2Br22H2O=2HBrH2SO4；只從理論上考慮，NaOH具有強堿性，能吸收Br2，Fe2、SO具有強還原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度較小，不能用水吸收。(3)溫度過高，

9、大量水蒸氣隨溴排出，溴氣中水蒸氣的含量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產率太低。答案：(1)2BrCl2=Br22Cl(2)SO2Br22H2O=H2SO42HBrABC(3)若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴氣中水蒸氣的含量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產率太低命題點3從海帶中提取碘的方法1海帶中含有碘元素的檢驗(1)反應原理：2H2IH2O2=I22H2O(2)實驗步驟及證明方法2海帶中提碘(1)工藝流程。(2)兩種原理。主要的化學原理：Cl22KI=2KClI2。主要的物理原理：單質碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸餾法將碘與有機溶劑分開。典題示例1從海帶中提取碘的實驗過程涉及下列操作，

10、其中正確的是()解析：選D灼燒海帶應用坩堝，A項錯誤；過濾時應用玻璃棒引流，B項錯誤；苯的密度比水的小，萃取了單質碘的苯在上層，應從分液漏斗的上口倒出，C項錯誤。2(2015·南京模擬)從海帶中提取碘單質，成熟的工藝流程如下，下列關于海水制碘的說法，不正確的是()A實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌B在含I的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，碘元素發(fā)生氧化反應C在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍色D在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取”解析：選A灼燒干海帶應在坩堝中進行，而不應在蒸發(fā)皿中灼燒海帶?？键c達標層面1判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯誤的打“&#

11、215;”)。(1)(2013·福建高考)從海水中提取物質都必須通過化學反應才能實現。()(2)(2013·浙江高考)實驗室從海帶中提取單質碘的方法是：取樣灼燒溶解過濾萃取。()(3)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬凈化法等。()(4)海水中提取鎂所涉及的化學反應全都是氧化還原反應。()(5)從海水提取溴的工藝流程中兩次出現BrBr2的過程，其目的是將海水中的溴元素富集。()(6)將氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)直接加熱可制得無水氯化鎂。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)(6)×2海洋是一座

12、巨大的化學資源寶庫，如圖是從海水中提取若干種化學物質的流程圖，則下列說法正確的是()A除去粗鹽中的SO、Ca2、Mg2、Fe3等雜質，中加入試劑的順序為Na2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液過濾后加鹽酸B中包含制取MgCl2溶液、無水MgCl2及電解熔融狀態(tài)的MgCl2幾個階段C中溴元素均被氧化D蒸餾法是技術最成熟也是最具發(fā)展前景的海水淡化方法解析：選BA項中的加入順序會導致Ba2無法除盡，A錯誤；單質鎂是通過電解熔融MgCl2的方法制取的，B正確；流程圖中的第步中溴元素被還原，C錯誤；蒸餾法會消耗大量的能源，不是最具有發(fā)展前景的方法，D錯誤。考點二 環(huán)境保護與綠色化學教材知識層面1環(huán)境污

13、染(1)環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農業(yè)生產和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)“三廢”：主要是指廢氣、廢水和廢渣。(3)大氣污染物的來源：化石燃料的燃燒和工業(yè)生產過程中的廢氣及其攜帶的顆粒物。2環(huán)境保護的措施(1)工業(yè)廢氣和所攜帶顆粒物的回收利用。(2)工業(yè)、生活污水經處理達標后排放，限制使用含氮、磷洗滌劑。(3)回收、限制廢棄塑料，研制可降解塑料。3綠色化學(1)綠色化學：其核心是指利用化學原理從源頭上消除和減少工業(yè)生產對環(huán)境的污染。(2)原子經濟性：其特點為反應物中的原子全部轉化為期望的最終產物，原子的利用率達到100%。如環(huán)氧乙烷的生

14、成：經典方法：CH2=CH2Ca(OH)2Cl2CaCl2H2O?，F代化工生成方法：2CH2=CH2O2。上述兩反應的原子經濟性為100%的是。高考考查層面命題點1環(huán)境污染及其防治1常見的環(huán)境污染及成因(1)酸雨SO2及NOx的排放。(2)光化學煙霧主要是NOx、碳氫化合物造成的。(3)臭氧空洞氟氯代烴、NOx的排放。(4)溫室效應大氣中CO2、CH4含量的增加造成的。(5)白色污染聚乙烯等難降解的塑料制品。(6)水華、赤潮含磷洗衣粉的大量使用、工農業(yè)及城市污水的任意排放造成水體富營養(yǎng)化。2環(huán)境污染的類型及防治措施主要污染物及來源主要危害防治措施大氣污染污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氫化合物、

15、固體顆粒來源：化石燃料的燃燒，工業(yè)煙塵危害人體健康破壞建筑物影響動、植物生長改變氣候開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒對工業(yè)尾氣進行處理立法管理水污染污染物：重金屬鹽、耗氧有機物，氮、磷化合物等來源：工業(yè)廢水、生活廢水、實驗室和醫(yī)院廢水污染飲用水、影響人畜健康影響植物生長形成水華、赤潮，影響水中生物生長對廢水進行無害化處理后排放立法管理土壤污染污染物：重金屬鹽、廢塑料、工業(yè)廢料、建筑垃圾來源：生活垃圾、工廠、建筑、化肥、農藥、各種廢水使土壤板結、硬化水肥流失對垃圾進行回收和分類處理，綜合利用控制各種污水排放典題示例1PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5×106 m的顆粒物，它主要來自

16、化石燃料的燃燒(如機動車尾氣、燃煤等)。下列有關說法正確的是()APM2.5又稱可入肺顆粒物，對人體健康無害BPM2.5在空氣中一定能產生丁達爾效應C開發(fā)利用新能源，實施“低碳經濟”，可減少PM2.5的產生DPM2.5中含有的鉛、鉻、砷等元素均為主族元素解析：選CPM2.5粒子半徑小，易附帶有毒、有害物質，且在大氣中停留時間長，因而對人體健康有害，A項錯誤；PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，顆粒物直徑不一定在膠體粒子直徑(1100 nm)的范圍內，因而在空氣中不一定能產生丁達爾效應，B項錯誤；鉛、砷等元素為主族元素，鉻為副族元素，D項錯誤。2(2012·海南高考)

17、化學與環(huán)境密切相關，下列有關說法正確的是()ACO2屬于大氣污染物B酸雨是pH小于7的雨水CCO2、NO2或SO2都會導致酸雨的形成D大氣中CO2含量的增加會導致溫室效應加劇解析：選DSO2及氮的氧化物是導致酸雨形成的主要物質，而CO2是造成溫室效應的主要物質，C錯誤；CO2無毒，不屬于大氣污染物；酸雨是pH小于5.6的降水。命題點2綠色化學1核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”。綠色化學的理想在于不再使用有毒有害的物質，不再產生廢物，不再處理廢物，這是一門從源頭上減少或消除污染的化學。2綠色化學的研究主要圍繞化學

18、反應、原料、催化劑、溶劑和產品的綠色化開展的，因此化學反應及其產物具有以下特征：采用無毒、無害的原料；在無毒、無害的條件(包括催化劑、溶劑)下進行；產品應該是環(huán)境友好的；具有“原子經濟性”，即反應具有高選擇性、極少副產物，甚至實現“零排放”。此外，它還應當滿足“物美價廉”的傳統(tǒng)標準。典題示例1下列生產工藝不能體現“綠色化學”思想的是()A海水提鎂：用電解MgCl2(熔融)產生的Cl2制取鹽酸B工業(yè)制硫酸：提高尾氣排放的煙囪高度C工業(yè)制膽礬：使用稀硫酸、雙氧水溶解銅D火力發(fā)電：在燃煤中加入適量生石灰解析：選BA項，用電解MgCl2(熔融)產生的Cl2制取鹽酸，實現有毒氣體的利用，減少污染，能體現

19、“綠色化學”思想。B項，工業(yè)制硫酸中提高排放尾氣的煙囪高度，不能減少尾氣的排放，不能體現“綠色化學”思想。C項，工業(yè)制膽礬采用稀硫酸、雙氧水溶解銅，不僅可以減少尾氣排放，且提高了硫酸的利用率，能體現“綠色化學”思想。D項，火力發(fā)電時，在燃煤中加入適量生石灰，可以減少SO2的排放，能體現“綠色化學”思想。2在“綠色化學工藝”中，理想狀態(tài)是原子利用率為100%。在用CH3CCH合成CH2=C(CH3)COOCH3的過程中，欲使原子利用率達到最高，還需要其他的反應物有()ACO和CH3OHBCO2和H2OCH2和CO2 DCH3OH和H2解析：選A從原子守恒和綠色化學的思想出發(fā)：CH3CCH其他的反

20、應物CH2=C(CH3)COOCH3，則其他的反應物的原子組成為C2H4O2，只有選項A中的物質按等物質的量混合符合題意?？键c達標層面1判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)(2014·海南高考)裝飾材料釋放的甲醛會造成污染。()(2)(2014·海南高考)Na2S可除去污水中的Cu2。()(3)(2013·浙江高考) 和CO2反應生成可降解聚合物，該反應符合綠色化學的原則。()(4)(2012·江蘇高考)改進汽車尾氣凈化技術，減少大氣污染物的排放。()(5)(2011·福建高考)CO2、CH4、N2等均是造成溫室效應的氣體。()(6)(2011·天津高考)使用無磷洗衣粉，可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題。()(7)(2011·福建高考)使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)×(6)×(7)2(2