高中化学第四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第二课时课件新人教版必修

第2课时

海水资源的开发利用知识铺垫新知预习自主预测1.蒸馏实验中,除酒精灯、锥形瓶和牛角管外,还需要的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管,温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处,冷凝管中水流的方向是下口进,上口出。2.氯气、双氧水将碘离子(I-)氧化成单质碘(I2)的离子方程式为Cl2+2I-==I2+2Cl-,H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O。3.工业上冶炼镁采用电解法,反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。知识铺垫新知预习自主预测一、海水资源的利用1.海水水资源海洋约占地球表面积的71%,海水约占地球总水量的97%。2.海水水资源的利用(1)海水淡化的主要方法:蒸馏法、电渗析法、离子交换法。(2)海水蒸馏知识铺垫新知预习自主预测二、海水化学资源的开发利用1.海水中的化学元素2.海水资源的开发利用(1)海水制盐:

(2)从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品。知识铺垫新知预习自主预测1.下列说法正确的是(

)A.海洋约占地球表面积的71%,所以地球上不缺水,人类可以随意使用水资源,不必节约B.海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法C.海水淡化的各种方法中,蒸馏法的成本最低D.以上说法都正确解析地球表面咸水多,淡水少,许多国家面临着淡水资源的危机,故不可以随意浪费水资源,A项错误;海水淡化中蒸馏法的成本较高,C项错误。答案B知识铺垫新知预习自主预测

探究一探究二从海带中提取碘问题探究1.海带中的碘元素以何种形式存在?如何将海带中的碘元素转化成单质碘?答案海带中的碘元素以I-形式存在,可加入氧化剂把I-氧化成I2。2.检验溶液中含有I-,所用试剂是硝酸银溶液和稀硝酸,二者的添加顺序如何?答案先向含I-的溶液中添加硝酸银溶液,再加稀硝酸,若先加稀硝酸,I-被氧化为I2。探究一探究二思维建模海带中提取碘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:H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O。(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。探究一探究二素能应用【典例1】

(2018江苏化学)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是(

)探究一探究二A.用装置甲灼烧碎海带B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气解析灼烧碎海带应用坩埚,A项错误;海带灰的浸泡液用过滤法分离获得含I-的溶液,B项正确;MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,C项错误;Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小,不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2,尾气Cl2应用NaOH溶液吸收,D项错误。答案B探究一探究二提能训练1海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤,合理的操作顺序是(

)①通入足量Cl2②将海带焙烧成灰后加水搅拌③加CCl4振荡④用分液漏斗分液⑤过滤A.①②③④⑤

B.②⑤①③④C.①③⑤②④

D.②①③⑤④解析从海带中提取碘的过程是焙烧→溶解→过滤→用Cl2把I-氧化成I2→CCl4萃取→分液。答案B探究一探究二海水提溴与海水提镁问题探究1.海水提镁的过程中没有涉及的基本反应类型是哪种?答案置换反应。2.海水提溴经历了氧化→热空气吹出→氧化,两次氧化的目的是什么?热空气吹出利用了溴的哪方面的性质?答案富集溴;溴单质的挥发性。探究一探究二思维建模1.海水提溴海水提溴的主要方法是空气吹出法。(1)主要流程:(2)主要反应:Cl2+2Br-==Br2+2Cl-(氧化)Br2+SO2+2H2O==2HBr+H2SO4(富集)Cl2+2Br-==Br2+2Cl-(提取)探究一探究二2.海水提镁(1)主要反应原理:探究一探究二(2)工艺流程。

探究一探究二素能应用【典例2】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:探究一探究二(1)步骤①反应的离子方程式是

。

(2)步骤③反应的化学方程式是

。

从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是

。

A.NaOH B.FeCl2C.Na2SO3 D.H2O(3)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因

。

(4)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?

。

探究一探究二

探究一探究二答案(1)2Br-+Cl2==Br2+2Cl-(2)SO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBr

ABC(3)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,所得气体中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低(4)“溴水混合物Ⅰ”中虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏,处理量大,生产成本高。而“溴水混合物Ⅱ”实际上将溴水浓缩了探究一探究二提能训练2溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65mg·L-1。实验室模拟海水中溴的提取。实验方法:将适量新制氯水加入到20mL富含溴离子的海水中(海水可以用0.1mol·L-1NaBr溶液代替),把溴置换出来。氯水中的氯气作

剂,涉及反应的离子方程式为

。得到的单质溴可以用有机溶剂在

(仪器)中实现萃取富集,萃取试剂用

、苯等,得到的有机层显

色。解析把溴离子转化为溴单质时,溴离子发生氧化反应,因此需要氧化剂,氯气可以将Br-氧化为Br2。根据萃取的原理,要从水溶液中萃取某种溶质,所选择的萃取剂一定要和水互不相溶,且该溶质在萃取剂中的溶解度比在水中的大。溴单质在有机溶剂中的颜色是橙红色。答案氧化Cl2+2Br-==2Cl-+Br2分液漏斗四氯化碳橙红探究一探究二【典例3】

镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用

,要使MgSO4完全转化为沉淀,加入试剂的量应

。

(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是

。(3)试剂②选用

,其反应的离子方程式为

。(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后产生镁和氯气,该反应的化学方程式为

。

探究一探究二解析(1)工业上常加入廉价的石灰乳使海水中的MgSO4转化为Mg(OH)2;为使MgSO4完全转化为Mg(OH)2,应加入过量石灰乳。(2)加入石灰乳产生Mg(OH)2,通过过滤将Mg(OH)2分离出来。(3)用盐酸溶解Mg(OH)2,反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+==Mg2++2H2O。(4)工业上电解熔融MgCl2制取Mg,反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。答案(1)石灰乳过量(2)过滤(3)盐酸Mg(OH)2+2H+==Mg2++2H2O(4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑探究一探究二提能训练3海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中提取镁,可按照如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物;④将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是(

)A.此法的优点之一是原料来源丰富B.进行①②③步操作的目的是从海水中提取氯化镁C.第④步电解时会产生氯气D.以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、置换反应和复分解反应探究一探究二解析海水和贝壳都易于得到,而且十分丰富,所以此法的优点之一是原料来源丰富,故A项正确;海水中含有氯化镁,但浓度低且含有其他杂质,不能直接蒸发结晶,故B项正确;贝壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,发生的是分解反应;电解氯化镁时产生氯气和镁,属于分解反应;生石灰和水反应是化合反应,氢氧化钙与氯化镁反应、氢氧化镁与盐酸反应都属于复分解反应,所以提取镁的过程中没有涉及的反应类型是置换反应,C项正确,D项错误。答案D123451.中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是(

)A.蒸馏 B.蒸发C.过滤 D.搅拌解析实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发的特点,其中的溶质因溶剂减少而析出的过程,这与海水晒盐的原理是类似的。答案B123452.(2018重庆高一检测)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B.取适量滤液,加入苯,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溶液,再加入淀粉溶液,溶液呈蓝色,证明含有碘元素解析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:H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O,产生了I2,使淀粉溶液呈蓝色。答案D123453.从海水中提取金属镁的生产步骤有:①浓缩结晶;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤熔融电解。正确的生产顺序是(

)A.①②③④⑤ B.⑤④③①②C.②④③①⑤ D.③④②①⑤答案C123454.从海水中提取溴的主要反应为2Br-+Cl2==Br2+2Cl-,下列说法正确的是(

)A.溴离子具有氧化性B.氯气是还原剂C.该反应属于复分解反应D.氯气的氧化性比溴单质的强解析溴离子中的Br为-1价,处于最低价态,没有氧化性;在反应中Cl2中的Cl价态由0价降低到-1价,作氧化剂;从基本反应类型来看,该反应属于置换反应;氯气为氧化剂,Br2为氧化产物,因此,氯气的氧化