2018_2019学年高中化学期末大串讲专题13海水资源的开发利用（知识讲解）.docx

专题13 海水资源的开发利用知识网络重难突破一、海水淡化1、海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。2、海水的蒸馏原理(1)主要仪器：A：圆底烧瓶；B：冷凝管；C：锥形瓶。(2)冷凝水的流向：a口进，b口出。(3)A中加入碎瓷片的目的是防止海水暴沸。(4)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)，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。典例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()【答案】A【解析】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)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。典例2下列各组物质，不需要经过化学变化就能够从海水中获得的是()A氯、溴、碘 B钠、镁、铝C烧碱、氢气 D食盐、淡水【答案】D【解析】海水经过蒸发可得到食盐和淡水。A、B选项中，海水中存在Cl、Br、I、Na、Mg2、Al3，要获得它们的单质必须失去或得到电子才能实现。C中，需要电解饱和食盐水获取。【总结提升】海水淡化的方法和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，得到去离子水二、海水中提取Mg海水提镁的生产流程可表示为海水提取镁的最基本方法是往海水中加碱，得到_氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过结晶、过滤、干燥、电解，就可得到金属镁。典例3从海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水资源综合利用的示意图。试回答下列问题：(1)粗盐中含有Ca2、Mg2、SO等杂质离子，精制时所用试剂为A.盐酸；B.BaCl2溶液；C.NaOH溶液；D.Na2CO3溶液。则加入试剂的顺序是_(填字母)。(2)写出用海滩上的贝壳制Ca(OH)2的化学方程式：_。(3)电解无水MgCl2可制取镁和Cl2，其中副产品Cl2和Ca(OH)2可制得漂白粉。制漂白粉的化学方程式为_。(4)用海滩上的贝壳制Ca(OH)2，而不从异地山中开凿石灰石制取，主要考虑到什么问题？_。(5)从经济效益角度看，该化工厂厂址应选在_。【答案】(1)BCDA(或CBDA)(2)CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2(3)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(4)经济效益(5)海边【解析】化工生产是综合利用化学知识解决实际问题的过程，在此过程中，除运用到我们所学的化学知识外，还要从环境保护、能源利用、经济效益等方面考虑。(1)该小题属离子除杂题。除杂原则是在除去Ca2、Mg2、SO时，不能带入新的杂质离子。所以，解此题的关键是把握好加入离子的顺序：Ba2必须在CO之前加入；CO、OH必须在H之前加入，所以B、C不分先后，而D、A本身既分先后，A又必须放在B、C之后才能满足条件。(2)由贝壳Ca(OH)2的反应为CaCO3CaOCa(OH)2。(3)漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，可将Cl2通入石灰乳中制得。(4)海滩上的物质为海水综合利用创造了便利条件，不用运输，就地取材，从经济效益角度考虑是有利的。(5)由此可见，应在海滩建化工厂或在沿海陆地建厂。三、海水中制取溴、碘1、海水提溴主要方法：空气吹出法。海水提溴四个过程2、海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检测(2)海带中提碘流程海带晒干、灼烧浸泡过滤氧化提纯碘单质主要的化学原理：2H2IH2O2=I22H2O或Cl22KI=2KClI2。典例4工业上海水资源合理开发利用的部分工艺流程如图所示：(1)该工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？_(填“能”或“不能”)，原因是_。(2)溴单质在四氯化碳中的溶解度比其在水中的大得多，四氯化碳与水不互溶。但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。(3)写出反应的离子方程式。【答案】(1)不能若先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，使产品不纯(2)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大、经济效益低、环境污染严重(3)Cl22Br=Br22Cl；Ca2SO=CaSO4；Mg22OH=Mg(OH)2。【解析】(1)CaSO4和Mg(OH)2制备顺序与加入的试剂顺序有关，要求每次加入试剂后只能得到一种物质，如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4和Ca(OH)2沉淀，产品不纯。(2)属于对试剂使用的评价问题，四氯化碳与水相比，无论是从价格上还是环境污染问题上，都超过水。典例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：(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_。A.NaOH B.FeCl2 C.Na2SO3 D.H2O(3)步骤中氧化剂是_，若反应中生成2 mol HBr，则消耗_mol SO2。(4)根据上述反应判断SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是_。【答案】(1)2BrCl2=Br22ClSO2Br22H2O=H2SO42HBr(2)ABC(3)Br21(4)Cl2Br2SO2【解析】(1)读懂流程图，可以写出2BrCl2=Br22Cl，SO2Br22H2O=2HBrH2SO4。(2)只从理论上考虑，NaOH具有强碱性，能吸收Br2，Fe2、SO具有还原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度较小，不能充分吸收。(3)Br2SO22H2O=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。(4)最后再向含HBr的溶液中通入适量Cl2，蒸馏得到Br2。经过上述反应过程知氧化性由强到弱的顺序为Cl2Br2SO2。课后练习：1、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.利用潮汐发电是将化学能转化为电能B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化C.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备MgD.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质【答案】C【解析】A中，潮汐发电是将潮汐能转化为电能；B中，海水蒸发制海盐过程中只有物理变化；D中，海水中溴元素以溴离子(Br)形式存在，要得到单质溴必须发生化学变化才能实现。3、海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是()A.试剂1可以选用石灰乳B.从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2BrCl2=2ClBr2C.工业上，电解熔融MgO冶炼金属镁可减小能耗D.可用BaCl2溶液除去粗盐中的SO【答案】C【解析】煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料来源广泛，A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2BrCl2=2ClBr2，然后采用萃取的方法从溶液中获取溴，B正确；氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低，电解氧化镁冶炼镁增加成本，所以工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，C错误；氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡，且氯离子不是杂质离子，D正确。3、海水提镁的主要流程如下：下列说法正确的是()试剂M是盐酸流程中的反应全部都是非氧化还原反应操作b只是过滤用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A. B.C. D.【答案】D【解析】电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此是错误的。操作b应是结晶、过滤、干燥，因此是错误的。所以答案选D。4、海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如图所示：(1)请列举海水淡化的一种方法_。(2)步骤 中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br，其目的是_。(3)步骤 用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，该反应的离子方程式为_，由此反应可知，除保护