專題12+海洋資源的綜合利用(方法講解)

海洋資源的綜合利用海洋約占地球表面積的71%，具有十分巨大的開發(fā)潛力。從海水中除了提取NaCl外，還可以提取溴、鎂、碘等。海洋資源的開發(fā)利用是高考化工流程試題?？嫉闹R點。1.海水提溴海水在曬鹽的中同時生產(chǎn)了鹵水，鹵水中含有NaBr,從鹵水中提取溴，體現(xiàn)了海水資源的綜合利用,化工生產(chǎn)的聯(lián)合性。案例1我國有廣闊的海岸線，海水綜合利用大有可為。海水中溴含量為65mg/L,從海水中提取溴的工業(yè)流程如下：低濃度通人低濃度通人熱空丸吹HiBis用硫駿酸工用純磁涪液吸收嚇、化蒸怖業(yè)Bi2溶液n 11b廠以上步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟II又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是： 步驟II通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，利用了溴的 。A.氧化性B.還原性C.揮發(fā)性D.腐蝕性以上流程II中涉及的離子反應(yīng)如下，請在下面方框內(nèi)填入適當?shù)幕瘜W計量數(shù)： 上述流程中吹出的溴蒸氣，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾。寫出溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)的離子方程式： 。由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是 。實驗室分離溴還可以用溶劑萃取法，下列可以用作溴的萃取劑的是 。A.乙醇 B.四氯化碳 C.氫氧化鈉溶液D.苯分析：本題考查了海水提溴，從整體把握各步發(fā)生的反應(yīng)，知道每一步操作的目的。根據(jù)流程分析可知：海水通過一定方法淡化得到淡水和鹵水，鹵水加入氧化劑氧化溴離子為單質(zhì)溴，通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2,利用的是溴單質(zhì)的易揮發(fā)性，再利用酸溶液中溴酸根離子和溴離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到溴單質(zhì)。解析：(1)步驟I中已獲得游離態(tài)的溴濃度很低，如果直接蒸餾，生產(chǎn)成本較高，不利于工業(yè)生產(chǎn)，步驟I中已獲得游離態(tài)的溴，步驟II又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴，其目的是富集溴元素，降低成本；(2)溴易揮發(fā)，步驟II通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2，就是利用溴的揮發(fā)性，答案選C；(3)該反應(yīng)中Br元素化合價由0價變?yōu)?1價、+5價，其最小公倍數(shù)是5,再結(jié)合原子守恒或電荷守恒得方程式為3B2+3CO32-=r23BrO3-+5Br-+3CO2 (4)上述流程中吹出的溴蒸氣，也可以用二氧化硫水溶液吸收，再用氯氣氧化后蒸餾,

溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，反應(yīng)的化學方程式為：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,離子方程式SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SO42-，硫酸和氫溴酸為強酸，強酸對設(shè)備的嚴重腐蝕；(5)A.乙醇易溶于水，所以不能作萃取劑，A錯誤；B.四氯化碳符合萃取劑選取標準，所以能作萃取劑，B正確；C.氫氧化鈉溶液和溴能發(fā)生加成反應(yīng)，所以不能作萃取劑，C錯誤；D.苯符合萃取劑選取標準，所以能作萃取劑，D正確；答案選BD。2.海水提鎂海水曬鹽后的鹵水中含有MgCl2或MgSO4，加堿可產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，再加鹽酸，可得MgCl2溶液，分離得到無水MgCl2，熔融電解得到Mg。加的堿是利用貝殼生產(chǎn)的Ca(OH)2，體現(xiàn)了化工生產(chǎn)的經(jīng)濟性原則。案例2鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟:試回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可以選用 ；加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是 ；試劑②可以選用 ；反應(yīng)的離子方程式為： ；無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2，寫出該反應(yīng)的化學方程 。分析：從海水中提鎂，試劑①應(yīng)加堿，可以是NaOH或Ca(OH)2，從經(jīng)濟方面考慮，最好是石灰乳,溶解Mg(OH)2，試劑②是鹽酸。解析：(1)MgSO4與NaOH或石灰乳反應(yīng)生成了Mg(OH)2，離子方程式為Mg2++2OH=Mg(OH)2J，要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入試劑的量應(yīng)過量，故答案為：過量的石灰乳或NaOH；⑵因Mg(OH)2沉淀不溶于水，可用過濾的方法分離，故答案為：過濾；(3)Mg(OH)溶于水，可用過濾的方法分離，故答案為：過濾；(3)Mg(OH)2與HC1反應(yīng)生成了MgCl2和H2O，方程式為:Mg(OH)2+2HCl=MgC12+2H2O，故答案為：鹽酸HC1)；Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O；⑷無水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會產(chǎn)生Mg和C12：MgC12(熔融) Mg+C12T，故答案為：MgC12(熔融) Mg+Cl2f。3.海帶提碘海帶有含有碘化物，利用h2o2可將i-氧化成i2,再用萃取的方法獲取i2。氧化i-最好選用h2o2，體現(xiàn)了綠色化學理念。案例3某學習小組按如下實驗流程探究海帶中碘的制取。實驗(一)實驗(二)另制海帶浸取原液，甲、乙兩種實驗方案如下：已知：3I2+6NaOH=5Nal+NaIO3+3H2O。請回答：TOC\o"1-5"\h\z步驟X的實驗操作名稱為 ，所用到的主要儀器有 。下列有關(guān)步驟Y的說法，正確的是 。A.應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積 B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進入水層C.主要實驗操作為過濾 D.NaOH溶液可以由乙醇代替步驟Z中加入了H2SO4溶液，請寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程 。實驗(二)中操作W的名稱是 。方案甲中采用蒸餾不合理，理由是 。分析：本題考查物質(zhì)的分離與提純方法的綜合應(yīng)用，試題涉及的知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力，注意熟練掌握化學實驗基本操作方法。解析：(1)碘易溶在四氯化碳中，則步驟X的實驗操作名稱為萃取，所用到的主要儀器有分液漏斗。(2)A.發(fā)生反應(yīng)3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O中，需要濃氫氧化鈉溶液，所以應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積，A正確；B.根據(jù)反應(yīng)3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O可知，步驟Y將碘轉(zhuǎn)化成離子進入水層，B正確；C.該操作的主要目的是將碘單質(zhì)轉(zhuǎn)化成碘酸鈉、碘化鈉，將碘轉(zhuǎn)化成離子進入水層，不是過濾操作，C錯誤；D.乙醇易溶于水和四氯化碳，將氫氧化鈉換成乙醇，仍然無法分離出碘單質(zhì)，D錯誤；答案選AB；(3)在酸性條件下，1-和IO3-反應(yīng)生成I2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5I-+IO3-+6H+=3I2+3也0。(4)由于碘單質(zhì)不溶