内容正文:
第5节 海水资源的开发利用 环境保护和绿色化学
素养
呈现
1.了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。(科学态度与社会责任)。
2.了解科学、技术、社会的相互关系。(如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等)
3.了解在化工生产中遵照“绿色化学”思想的重要性。(科学态度与社会责任)
考点一 海水资源开发利用
[教材梳理·自主预诊]
一、海水淡化
1.海水的淡化
淡化方法
原理
蒸馏法
将海水加热蒸发汽化,然后蒸汽冷凝而得到蒸馏水
电渗析法
利用阴、阳离子交换膜对水中阴、阳离子的选择透过性,在外加直流电场作用下,使水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐目的
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的方法
二、氯碱工业
1.生产流程
2.反应原理
(1)电解NaCl溶液(写出化学方程式,下同)
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
其中阴极产物是 NaOH和H2 ,阳极产物是 Cl2 。
(2)产物制盐酸: H2+Cl22HCl ;
(3)制漂白液: Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O 。
三、海水提溴
1.工艺流程
2.基本步骤及主要反应:(写出空格处的化学方程式)
四、海水提碘
1.流程
2.发生反应的离子方程式: H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O 。
五、海水其他资源的开发利用
1.从海水中提取核能开发的重要原料: 铀和重水 。
2.潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)从海水中提取溴的工艺流程中两次出现Br-Br2的过程,其目的是将海水中的溴元素富集( √ )
(2)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现( × )
(3)碘是人体必需的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物( × )
(4)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等( × )
(5)实验室从海带中提取单质碘的方法:提取→灼烧→溶解→过滤→萃取( × )
(6)蒸发海水制成饱和食盐水,将其电解可制得金属钠( × )
2.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
解析:C [A.氯气具有强氧化性,能和溴离子反应生成溴单质,则向苦卤中通入Cl2是为了提取溴,A正确;B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯,B正确;C.工业常选用石灰乳作为沉淀剂,用氢氧化钠不经济,C错误;D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收,D正确。]
3.下列从海洋中获取物质的方案不合理的是( )
A.粗盐饱和食盐水Cl2漂白粉
B.苦卤Br2(aq)HBr(aq)粗Br2
C.干海带浸取液含I2溶液碘
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
解析:D [电解MgCl2溶液发生反应:MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,得不到金属Mg,制备金属Mg应电解熔融的MgCl2,D项错误。]
[题组集训·夯实基础]
◆[题组1] 从海水中提溴和碘
1.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( )
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Cl2
D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气
解析:B [A项,灼烧海带应在坩埚中进行,错误;C项,浓盐酸与MnO2制备Cl2时需要加热,错误;D项,应用碱液吸收Cl2,错误。]
2.溴主要以Br-的形式存在于海水中,海水呈弱碱性。工业上制备Br2的操作步骤如下:
①一定条件下,将Cl2通入浓缩的海水中,生成Br2;
②利用热空气将Br2吹出,并用浓Na2CO3溶液吸收,生成NaBr、NaBrO3等;
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物。
完成下列填空:
(1)Cl2氧化Br-应在 ________ 条件下进行,目的是避免________________________________________________________________________。
(2)Br2可用热空气吹出,其原因是________________________________________。
(3)写出步骤③所发生反应的化学方程式: ________________________ 。用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是 ________________________ 。步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化,主要原因是