2018_2019学年高中化学第4章化学与自然资源的开发利用第1节开发利用金属矿物和海水资源课时2海水资源的开发利用学案新人教版必修2.doc

1、1课时 2 海水资源的开发利用学习目标：1.了解海水淡化的方法，掌握海水蒸馏的原理。2.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐、海水提溴、海水提碘。3.树立资源环保意识及合理开发意识。自 主 预 习探 新 知1海水水资源的利用(1)海水水资源的利用类型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。(2)海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。(3)海水的蒸馏原理主要仪器：A：圆底烧瓶；B：冷凝管；C：锥形瓶。冷凝水的流向：a 口进，b 口出。A 中加入碎瓷片的目的是防止海水暴沸。原理将海水加热，海水中的水分受热变成气态(其余成分因沸点较高，不易汽化，留在烧瓶中)

2、，经过冷凝管后又冷凝成液态水。经过蒸馏冷凝得到的液态水即为淡水。2海水中的化学资源海水中 H、O 两种元素，加上 Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr 等 11 种元素的总量超过 99%，其他为微量元素，共计含有 80 多种元素。3海水制盐海水 粗盐 粗盐 烧碱 纯碱。 日 晒 结 晶 提 纯 制 备 电 解4海水中提取碘与溴海水提碘流程：海带灼烧浸泡过滤氧化萃取提纯碘单质主要的化学原理：2I H 2O22H =I22H 2O(写出离子方程式)海水提溴方法：在预先经过酸化的浓缩海水中，用 Cl2氧化溴离子使之成为溴单质主要的化学原理：Cl 22NaBr= =Br22NaCl5

3、.新能源的开发(1)从海水中提取铀和重水，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。2基础自测1判断对错(对的打“” ，错的打“”)。(1)海水中含有 Br2和游离态的 Na、Mg、Cu( )(2)加入明矾可以淡化海水( )(3)“海水晒盐”化学原理是蒸馏( )(4)海水中碘可以用氧化剂氧化而得到 I2( )(5)海带中含有碘，能使淀粉变蓝( )(6)用 SO2溶液吸收溴蒸气，是利用了 SO2具有漂白性( )【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6)2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： 【导学号：43722221】(1)请列举海水淡

4、化的两种方法：_、_。(2)步骤中已获得 Br2，步骤中又将 Br2还原为 Br ，其目的为_。(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_。【解析】 (1)海水淡化方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。(2)步骤中已获得 Br2，步骤中又将 Br2还原为 Br ，目的是低浓度的 Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为 HBr 后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素。(3)步骤用 SO2水溶液吸收 Br2，Br 2具有氧化性，SO 2具有还原性，二者发生氧化还原反应，产生硫酸和 HBr。根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒，可得有关反应的离子方

5、程式：SO 2Br 22H 2O=4H SO 2Br 。24【答案】 (1)蒸馏法 电渗析法 离子交换法等(任意两种即可)(2)富集溴元素(3)SO2Br 22H 2O=4H SO 2Br 243合 作 探 究攻 重 难海水水资源的开发利用(1)海水淡化三种方法的原理方法 原理蒸馏法 将海水加热至沸腾汽化，然后将蒸气冷凝而得到蒸馏水电渗析法在外加直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性，使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阴、阳离子，得到去离子水(2)海水蒸馏实验的操作步骤及注意事项操作步骤：连接装置

6、检查装置气密性向烧瓶中加入海水和碎瓷片接通冷却水给烧瓶加热收集蒸馏水停止对烧瓶加热待冷却至室温后停止通入冷却水整理仪器。注意事项a烧瓶加热时，一定要垫石棉网，防止烧瓶炸裂。b烧瓶中的海水量不能超过烧瓶容积的 。23c冷凝管内的冷却水要从下口入、上口出，这样冷却的效果最好。d加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。e实验前认真检查装置的气密性。f当烧瓶中有少量液体时，停止加热。g实验结束时，应先停止加热，后停止通入冷却水。对点训练1下列是四位同学对于海水淡化供居民用水所提供的方法，其中原理上完全不可行的是( )4A 海水淡化的方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。选项 A，明矾的主要成分是KAl(SO4)

7、212H2O，加明矾不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化。2利用蒸馏法使海水淡化的实验中，下列说法不正确的是( )A海水淡化的主要目的是除去海水中的盐B海水的蒸馏实验中，在海水中加碎瓷片的目的是防止海水暴沸C实验结束时，先停止通冷却水再停止加热D海水的体积不能超过烧瓶容积的23C 实验结束时，先停止加热，让馏分充分液化再停止通冷却水。海水中化学资源的开发利用问题思考(1)阅读下面文字，交流讨论后面的问题：空气吹出法是工业规模海水提溴的常用方法：在预先经过酸化的浓缩海水中通入氯气使溴离子成为单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸，以达到

8、富集的目的。然后，再用氯气将其氧化得到溴，最后蒸馏得到液溴。通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，是利用了溴的什么性质？除通过蒸馏提取液溴外，还有什么方法可提取液溴？【提示】 溴的沸点低，易挥发。由于溴易溶于有机溶剂，还可用萃取的方法提取液溴。(2)下面流程图为海带中碘元素检验的实验步骤，据此思考回答问题。海 带 灼 烧 海 带 灰 水 ， 加 热 过 滤 溶 液 H2SO4 H2O2溶 液 淀 粉 溶 液海带灼烧前，为什么不用水冲洗海带表面的附着物，而是用刷子刷？写出加入稀硫酸酸化的 H2O2时发生的离子方程式。根据什么现象证明海带中有碘元素。【提示】 为减少海带中 I 的流失，不能用水冲洗。2

9、I H 2O22H =I22H 2O当加入淀粉溶液时，溶液变蓝，证明有 I2生成，从而说明海带中含有碘元素。(1)海水提溴海水提溴的主要方法是空气吹出法。主要流程：海 水 浓 缩 酸 化 浓 缩 海 水 (Br ) 通 入 Cl2、 通 入 空 气 水 蒸 气5吸 收 塔 (SO2) 反 应 后 富 集 溴 HBr、 SO24 通 入 Cl2后 提 取 Br2Br2、 Cl主要反应：Cl22Br =Br22Cl (氧化)Br2SO 22H 2O=2HBrH 2SO4(富集)Cl22Br =Br22Cl (提取)(2)海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检验a关键反应的反应原理：2H 2I H 2

10、O2=I22H 2O。b实验步骤及证明方法(2)海带中提碘a流程：海带浸泡氧化过滤提纯碘单质。b主要的化学反应原理：Cl 22KI= =2KClI 2。(3)海水提镁主要反应原理CaCO3 CaOCO 2= = = = =煅 烧 CaOH 2O=Ca(OH)2Ca(OH)2MgCl 2=Mg(OH)2CaCl 2Mg(OH)22HCl= =MgCl22H 2OMgCl2(熔融) MgCl 2工艺流程对点训练3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6B取适量滤液，加

11、入苯，振荡，静置，苯层无色，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D 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：H 2O22I 2H =I22H 2O，产生了 I2，使淀粉溶液呈蓝色。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，可以按照如下步骤：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；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；将所得产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法不

12、正确的是( )【导学号：43722222】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、化合反应和置换反应D 海水和贝壳符合来源丰富。第步用于生成氢氧化钙，包括分解和化合两种反应；第步用于生成氢氧化镁，为复分解反应；第步用于制备氯化镁，也是复分解反应；第步为电解熔融的氯化镁得到镁，为分解反应。5海水中溴元素以 Br 形式存在，工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图所示： 【导学号：43722223】(1)步骤反应的离子方程式是_，步骤反应的化学方程式是_。(2)从理论上考虑，下列物质也能吸收 Br2的是

13、_。ANaOH BFeCl 27CNa 2SO3 DH 2O(3)步骤中氧化剂是_，若反应中生成 2 mol HBr，则消耗_mol SO2。【解析】 由流程图和反应原理可写出步骤的离子方程式和步骤的化学方程式分别为 2Br Cl 2=Br22Cl 和 SO2Br 22H 2O=2HBr H2SO4；从理论上考虑，NaOH 具有强碱性，能吸收 Br2，Fe 2 、SO 具有强还原性也能吸收 Br2。步骤中发生的反应为23Br2SO 22H 2O=H2SO42HBr ，该反应中氧化剂为 Br2，还原剂为 SO2，反应中每生成 2 mol HBr，则消耗 1 mol SO2，最后再向含 HBr 的

14、溶液中通入适量 Cl2蒸馏得到 Br2。【答案】 (1)2Br Cl 2=Br22Cl SO2Br 22H 2O=H2SO42HBr(2)ABC (3)Br 2 1当 堂 达 标固 双 基1下列有关说法不正确的是( )A工业上可利用海水制取镁B实验室可以海带为原料获得碘C工业上可用还原剂还原赤铁矿(含 Fe2O3)获得铁D从海水中提取溴元素(以 Br 形式存在)，可以考虑向其中通入 F2D 海水中含大量 Mg2 ，海带中含碘元素，因此工业上可利用海水制镁，实验室中用海带制碘，A、B 正确；赤铁矿主要成分为 Fe2O3，可用还原剂如焦炭还原 Fe2O3获得铁，C正确；因 F2能与水剧烈反应，反应

15、方程式：2F 22H 2O=4HFO 2，因此 D 错误。2海水是一个巨大的化学资源宝库，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 Cl2D利用潮汐发电是将化学能转化为电能C 海水中的钾元素以化合态形式存在，要使化合态转化为游离态，一定发生氧化还原反应，A 不正确；海水蒸发制海盐，是发生了物理变化，B 不正确；电解熔融 NaCl 可以制得 Na 和 Cl2，C 正确；潮汐发电是将机械能转化为电能，因此 D 也不正确。3海洋约占地球表面积的 71%，

16、对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是( )【导学号：43722224】8A可用 BaCl2溶液除去粗盐中的 SO24B从苦卤中提取 Br2的反应的离子方程式为 2Br Cl 2=2Cl Br 2C试剂 1 可以选用石灰乳D工业上，电解熔融 MgO 冶炼金属镁D 工业上用电解熔融 MgCl2的方法冶炼金属镁。因为氧化镁的熔点高于氯化镁的熔点，电解氧化镁消耗电能较大，成本较高。4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。(1)海水淡化由来已久。二次大战时，一艘为盟军运送军事物资的商船遇难漂流到一座荒

17、岛上。为了获取淡水，船员们将救生艇上的铜皮空气箱拆下，在空气箱上加盖一块边缘向内卷曲形成水槽的铜盖，做成一个简易蒸馏器。加热箱内的海水，水蒸气在盖顶冷凝后顺着边缘流进水槽，再滴入淡水桶内。根据上述文字的描述，为下图简易蒸馏器示意图补画铜盖。(2)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(3)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_。【解析】 (2)中属于海水淡化后的处理，属于脱盐，属于海水预处理。(3)检验 Cl 的方法是加入硝酸酸化的 AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成。【答案】 (1)如图(2) (3)AgNO 3溶液和稀硝酸9