第2章 第5節(jié) 海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護

1、第五節(jié)海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護明考綱要求理主干脈絡1.了解海水的綜合利用。2.了解常見元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3.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)。4.理解在化工生產(chǎn)中遵照“綠色化學”思想的重要性。海水資源的綜合利用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)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；產(chǎn)物制鹽酸：H2Cl22HCl；制漂白液：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)海水提鎂。海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl2·6H2OMgCl2Mg(3)海水提溴

2、。海水(酸化)Br2HBrBr2(液)(4)海帶中提碘。海帶海帶灰含I的溶液I2I2的有機溶液I21.判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)(2013·福建高考)從海水中提取物質(zhì)都必須通過化學反應才能實現(xiàn)。()(2)(2013·浙江高考)實驗室從海帶提取單質(zhì)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)蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水，將其電解可制得金屬鈉。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5

3、)×2海水是巨大的資源寶庫，以下是海水資源的利用：海水的淡化海水中提取食鹽海水中提取金屬鎂海水中提取碘海水中提取溴上述化工生產(chǎn)中涉及氧化還原反應的有_。答案：3從海水提取溴的工藝流程中出現(xiàn)了兩次BrBr2的過程，這樣設計的目的是什么？提示：把海水中的溴元素富集。4氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)加熱失去結晶水生成MgCl2時，為什么要在HCl的氣流中進行？提示：MgCl2易發(fā)生水解反應，在HCl的氣流中可抑制MgCl2的水解。一、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：制熟石灰：CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2。沉淀：Mg22O

4、H=Mg(OH)2。酸化：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。蒸發(fā)結晶：析出MgCl2·6H2O。脫水：在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂。電解：電解熔融氯化鎂制得鎂。二、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)提取：再用Cl2將HBr氧化得

5、到產(chǎn)品溴。三、海帶中碘元素的檢驗和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。主要物理原理：單質(zhì)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。1.(2014·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)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)Mg2從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：下列說

6、法不正確的是()A用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B步驟電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C步驟可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及化合、分解和復分解反應3.從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的左右。已知溴水呈橙色，將SO2氣體通入溴水時，可以使溴水褪色。則下列有關敘述中正確的是()ASO2使溴水褪色，顯示了SO2的漂白性BSO2使溴水褪色，顯示了SO2的還原性C從溴水中提取單質(zhì)溴，可以用乙醇進行萃取DSO2是形成酸雨的唯一原因4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

7、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(chǎn)，請解釋原因：_5.從海帶中提取碘的實驗過程涉及下列操作，其中正確的是()6(2014·南京模擬)從海帶中提取碘單質(zhì)，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()干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2A實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌B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碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取”答案專區(qū)1.解析：從海水中提取

8、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(zhì)Mg。答案：D2.解析：電解熔融MgCl2時陽極上得到Cl2，陰極上得到Mg。答案：B4.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，F(xiàn)e2、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(chǎn)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(chǎn)率太低3.解析：因為SO2具有較強的還原性，而溴單質(zhì)具有較強的氧化性，將SO2氣體通入溴水時，發(fā)生反應SO2Br22H2O=H2SO42HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取劑(從溴水中提取溴)。酸雨有硫酸酸雨(主要由SO2導致)和硝酸酸雨(主要由NO和NO2導致)兩種。答案：B5.解析：灼燒海帶應用坩鍋，A項錯誤；過濾時應用

10、玻璃棒引流，B項錯誤；苯的密度比水的小，萃取了單質(zhì)碘的苯在上層，應從分液漏斗的上口倒出，C項錯誤。答案：D6.解析：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。答案：A環(huán)境保護與綠色化學1環(huán)境污染(1)環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理的開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)“三廢”：主要指廢氣、廢水、廢渣的污染。(3)大氣污染物的來源：化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢氣及其攜帶的顆粒物。2綠色化學(1)綠色化學：其核心指利用化學原理從源頭上消除和減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。(2)原子經(jīng)濟性：環(huán)氧乙烷的生成，其特點為：反應物中的原子全部轉

11、化為期望的最終產(chǎn)物，原子的利用率達到100%。經(jīng)典方法：CH2=CH2Ca(OH)2Cl2CaCl2H2O?，F(xiàn)代化工生成方法：2CH2=CH2O2 。上述兩反應的原子經(jīng)濟性為100%的是。1.判斷下列描述的正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)(2013·廣東高考)用Na2S作沉淀劑，除去廢水中的Cu2和Hg2。()(2)(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。()(3)(2011·福建高考)CO2、CH4、N2等均是造成溫室效應的氣體。()(4)(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。

12、()(5)(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)2環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，下列名詞與環(huán)境污染無關的是_。溫室效應赤潮酸雨光化學煙霧臭氧層空洞潮汐大脖子病水華答案：、3“綠色化學”要求從技術上，經(jīng)濟上設計可行的化學反應，使其盡可能減少對環(huán)境的副作用，設計由銅、濃H2SO4等制取CuSO4的實驗方案，要求設計方案符合“綠色化學”的要求。提示：常見的環(huán)境污染與防治方法1常見的環(huán)境污染成因(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

13、、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(nóng)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法措施大氣污染污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氫化合物、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

14、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(nóng)藥、各種廢水使土壤板結、硬化水肥流失對垃圾回收和分類處理，綜合利用控制各種污水排放1.(2012·海南高考)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2.某硝酸廠附近的空氣中的主要污染物為氮的氧化物。為了保護環(huán)境和綜合利用，可采用氨堿兩級吸收法。此法兼有堿吸收和氨吸收兩法的優(yōu)點，其吸收工藝流程如下：(1)排空物質(zhì)的主要成分為_。(2)進入

15、吸收塔以前加一個緩沖器的目的是_。(3)從吸收塔排出的混合液的用途之一為_。.空氣的主要污染物為硫的氧化物和氮的氧化物。研究人員設計了同時凈化廢氣中二氧化硫和氮的氧化物的方法，將其轉化為硫酸和硝酸，工藝流程如下：各室中發(fā)生的反應如下：氧化室：在氧化室中SO2和NO2氣體與水作用生成H2SO4和NO。清除室：NONO2=N2O3；N2O32H2SO4=2NOHSO4H2O分解室：4NOHSO4O22H2O=4H2SO44NO2回答下列問題：(1)物質(zhì)和分別為(寫化學式)_、_。(2)寫出氧化室中發(fā)生反應的化學方程式_。答案專區(qū)1.解析：SO2及氮的氧化物是導致酸雨形成的主要物質(zhì)，而CO2是造成溫

16、室效應的主要物質(zhì)。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。答案：D.(1)根據(jù)各室中的反應，物質(zhì)、分別為分解室中NOHSO4與O2、H2O反應生成的NO2、H2SO4。(2)氧化室中SO2和NO2與水發(fā)生反應生成H2SO4和NO，反應方程式為：NO2SO2H2O=H2SO4NO。答案：.(1)N2、O2(2)使氨氣和污染的空氣充分混合(3)用作肥料2.解析：.(1)排空物質(zhì)是無污染的氣體，主要成分為N2、O2。(2)進入吸收塔以前加一個緩沖器的目的是使氨氣和污染的空氣充分混合，使氮的氧化物與氨氣充分反應，從而轉化為無毒的N2。(3)從吸收塔排出的混合液含有銨鹽，可以作

17、為氮肥。.(1)NO2、H2SO4(2)NO2SO2H2O=H2SO4NO蒸 餾 實 驗蘇教版教材較人教版教材，在蒸餾自來水制取蒸餾水的實驗中增加了溫度計和沸石(碎瓷片)，并詳細介紹了蒸餾的操作方法及蒸餾原理，更易被學生系統(tǒng)掌握。某些地區(qū)的自來水中含有Fe3，實驗室可通過蒸餾自來水的方法獲得少量純凈的水(蒸餾水)。在蒸餾燒瓶中加入幾粒沸石(或碎瓷片)，再加入少量含有Fe3的水，按圖所示組裝實驗儀器，加熱燒瓶，觀察實驗現(xiàn)象。(2012·浙江高考)粗產(chǎn)品蒸餾提純時，下列裝置中溫度計位置正確的是_，可能會導致收集到的產(chǎn)品中混有低沸點雜質(zhì)的裝置是_。答案：CAB教材中通過蒸餾水的制取，介紹了

18、蒸餾的操作要點及蒸餾原理，并明確了溫度計水銀球的位置。而高考命題者卻移動了溫度計水銀球的位置，并依據(jù)位置判斷收集餾分物質(zhì)的沸點高低，突出了實驗操作的創(chuàng)新意識。在實驗不變的情況下，高考還有可能從以下出題點設題：1在蒸餾裝置中，溫度計水銀球的位置為什么要放在蒸餾燒瓶的支管口處？提示：溫度計測量的是餾分蒸氣的溫度而不是混合液的溫度。2進行蒸餾實驗時，往往向蒸餾燒瓶的混合液中加入碎瓷片，其作用是什么？提示：為了防止暴沸。3蒸餾裝置中冷凝管冷卻水的進出水方向是如何選擇的？提示：水流方向與蒸氣氣流的方向相反，即下口進水，上口出水。4利用蒸餾裝置分離互溶的液體混合物時，兩組分的沸點高低有何要求？提示：要求兩組分的沸點差別在30以上，且差別越大，分離得效果越好。蒸餾是分離互溶、但沸點不同的液態(tài)混合物的常用方法，也是歷年高考中的常考點，蒸餾操作需要重點注意溫度計水銀球的位置，冷卻水的流動方向等。1進行蒸餾實驗操作的注意事項蒸餾燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱。蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的1/2。溫度計的量程應高于餾分的最高沸點，要使溫度計的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處。若對餾分在冷凝管里用自來水冷卻，自來水要從冷凝管的水口的低口進、高口出。2溫度計水銀球的位置對產(chǎn)品純度的影響(1)溫度計水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處，收集的是溫度計顯示的沸點的餾分。(2)若溫度計水銀球在蒸餾燒瓶的