【导学案】2021版高中化学(人教版-必修2)教师用书-4.1.2海水资源的开发利用

第2课时海水资源的开发利用1.了解海水资源及其利用。2.了解海水淡化的方法,把握海水的蒸馏。3.把握海水化学资源的开发和利用,即海水制盐、海水提溴、海带提碘。4.了解海水综合利用的重要方向。同金属冶炼这一古老产业相比,海水资源的利用还处于初级阶段,教学时可以利用图片、录像、多媒体课件等为同学供应丰富的背景材料,以便形成丰富的感性学问,让同学的认知向前进展。一、海水水资源的利用1.海水水资源(1)海水中水的储量约占地球上总水量的①97%。(2)海水中水资源的利用主要包括海水的淡化和海水的②循环冷却。(3)海水淡化的目的是从海水中提取③淡水,其方法主要有④蒸馏法、⑤电渗析法、⑥离子交换法。2.海水的蒸馏(1)主要仪器:A⑦圆底烧瓶、B⑧冷凝器、C⑨锥形瓶。(2)冷却水的流向:⑩a口进水,b口出水。(3)A中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。二、海水化学资源的开发利用1.从海带中提取碘的过程(1)酸性条件下利用双氧水将海带中含有的碘离子氧化成碘,写出相关反应的离子方程式:H2O2+2I-+2H+I2+2H2O。(2)检验是否有碘生成,所加的试剂是淀粉溶液,若有碘单质存在,现象是淀粉溶液变蓝。2.海水提溴在预先经过酸化的浓缩海水中,用氯气氧化溴离子使之成为单质溴,反应的离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。3.海水的综合利用(1)从海水晒盐得到的苦卤中提取溴、镁等元素。(2)从海水中不仅可以制得氯化钠、烧碱、纯碱等化工产品,还可以获得其他物质和能量,如铀和重水、潮汐能和波浪能等。1.以海水为原料可以制取淡水、食盐、氯、溴、碘、烧碱等物质,其中不需要经过化学变化过程就能获得的物质有哪些?【答案】淡水、食盐。2.Cl2也能将I-氧化为I2,从海带中提取碘时,为什么用H2O2而不用Cl2?【答案】Cl2有毒且过量Cl2会氧化I2:I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl,而H2O2是绿色氧化剂,不会产生污染,也不会把I2氧化。探究:从海水中提取物质海水中溴元素以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:(1)步骤①主要反应的离子方程式是。

(2)步骤③反应的化学方程式是。

(3)Br的原子序数是,在周期表中位于周期族。

(4)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应把握在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产,理由是。

(5)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行蒸馏得到液溴?。

【解析】空气吹出法是工业上从海水中提取溴的常用方法,其中一种工艺是在预先酸化的浓缩海水中,用氯气与海水中的溴离子反应,使之成为单质溴:2Br-+Cl22Cl-+Br2,继而通入空气和水蒸气,将溴吹入吸取塔,使溴蒸气和吸取剂SO2发生作用转化成氢溴酸:SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,以达到富集的目的。然后,再用氯气将其氧化得到产品溴:2HBr+Cl22HCl+Br2,最终蒸馏得到液溴。【答案】(1)2Br-+Cl22Cl-+Br2(2)SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr(3)35;第四;ⅦA(4)温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴蒸气中水增加;温度过低,溴不能完全蒸出,回收率低(5)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,假如直接蒸馏,处理量大,生产成本高,“空气吹出、SO2吸取、氯气氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩海水中含有大量的镁离子,目前世界上60%的镁是从海水中提取的,请设计试验流程从海水中提取镁。【答案】1.从海水中提取溴的四个过程浓缩:在海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩。氧化:向酸化的浓缩的海水中通入氯气,将Br-氧化成Br2。富集:利用溴的挥发性,通入热空气和水蒸气,吹出的溴蒸气用SO2吸取。提取:再用Cl2将HBr氧化得到产品Br2。2.海带中提取碘(1)流程海带—浸泡—氧化—过滤—提纯—碘单质(2)原理①主要的化学原理:Cl2+2KI2KCl+I2。②主要的物理原理:单质碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。1.从溴水中提取溴也可以用溶剂萃取法,下列可用于从溴水中萃取溴的试剂是()。A.乙醇B.四氯化碳C.硝酸 D.己烯【答案】B2.若实行海水淡化来供应用水,下列方法在原理上不行行的是()。A.加入明矾,使海水的盐分沉淀,从而将海水淡化B.利用太阳能,将海水蒸馏淡化C.将海水通过离子交换树脂,以除去所含的盐分D.利用半透膜,接受反渗透法而使海水淡化【答案】A3.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NaD.利用潮汐发电是将化学能转化为电能【答案】C4.Ⅰ.全球海水中的溴的储量丰富,约占地球溴总储量的99%,故溴有“海洋元素”之称,工业上可以用空气吹出纯碱吸取法提取溴:将氯气通入富含溴离子的海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸取,最终用硫酸酸化,即可得到单质溴。该方法涉及的反应有:①(写出化学方程式);②3Br2+3CBr+5Br-+3CO2↑;③Br+5Br-+6H+3Br2+3H2O。其中反应②中氧化剂是,还原剂是。

Ⅱ.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以离子的形式存在。从海藻中提取碘的流程如图所示:(1)指出提取碘的过程中有关的试验操作名称①;写出过程②中有关反应的化学方程式:。

(2)提取碘的过程中可选择的有机试剂为(填字母)。

A.酒精、四氯化碳B.四氯化碳、苯C.汽油、醋酸 D.汽油、甘油(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,试验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、药品,尚缺少的玻璃仪器是。

【答案】Ⅰ.Cl2+2Br-2Cl-+Br2;Br2;Br2Ⅱ.(1