2026年中考化学一轮复习教学素材：沸石离子筛法提钾技术

【教学素材】 沸石离子筛法提钾技术 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】“沸石离子筛法”提钾是一种利用改性沸石作为离子筛，选择性吸附海水中钾离子（K⁺）并经脱附获得富钾溶液的先进技术，实现了对海水中钾的高选择性和高倍率富集。该技术由河北工业大学袁俊生教授团队历经多年攻关研发，拥有我国原创性自主知识产权，核心材料为“改性沸石钾离子筛”，通过连续离子交换工艺，使钾提取率超过80%，生产成本降低30%，突破了工业化应用的经济性瓶颈，为海水钾矿资源的大规模产业化开发提供了科学依据。 沸石是一种具有吸附性能的天然矿物，具有较高的比表面积和孔隙结构，能够有效吸附海水中的钾离子。通过将预处理后的海水与沸石接触，使其吸附海水中的钾离子，然后通过高温脱附的方式将吸附的钾离子释放出来，最终通过结晶分离和收获的方式得到钾盐。 海水中含有丰富的钾盐资源，但是钾盐的浓度很低，一般只有0.03%左右。海水提钾沸石法是一种通过沸石吸附和脱附的方法，从海水中提取钾盐的有效途径。 一、技术原理与流程 “沸石离子筛法”提钾技术利用改性沸石钾离子筛作为核心吸附剂，通过吸附—脱附工艺，从海水或浓海水中选择性富集钾离子，再经蒸发结晶分离制得产品。该项目年产10万吨海水提取氯化钾，投产后年产值约3亿元，推动海水钾矿资源大规模开发。 （1）吸附阶段：利用改性沸石对预处理后海水中的钾离子进行选择性吸附，沸石作为固体吸附剂，具有较高的比表面积和孔隙结构，浓度可提升100倍以上。 （2）脱附阶段：将吸附后的沸石用洗脱液处理，释放出高浓度钾离子，形成富钾溶液。 （3）分离纯化：通过蒸发、结晶、离心、洗涤等工艺制取氯化钾或硫酸钾产品，纯度达到优等品标准。 二、核心优势 （1）高选择性：沸石仅吸附钾离子，有效避开钠离子和镁离子等干扰离子。 （2）高倍率富集：钾离子浓度提升百倍以上，显著提高提取效率。 （3）节能环保：废水回用率达95%，碳排放比传统采矿低45%。 （4）协同产业：可与海水淡化、制盐产业联动，每提取1吨钾肥可联产3吨精盐。 【情景创设】阅读下列科普短文，回答问题。 海洋是高质量发展战略要地之一。海水综合利用主要包括海水直接利用、海水淡化和海水化学资源利用。 海水化学资源丰富。海水中元素含量如图1，提取镁、钾、碘等能为工农业创造新价值。我国科研人员成功研发出“沸石离子筛法”海水提钾技术，即利用沸石对海水进行吸附如图2后再脱附，得到富钾溶液，实现了对海水中钾的高选择性和高倍率富集。 （1）海水综合利用主要有 个方面。海水含多种元素，其中，氢元素的含量为 %。 （2）海水中含量最高的元素是 （填元素符号）。获取海水中含量最高的物质，涉及的海水综合利用方法是 。 （3）太阳能海水蒸馏是目前最主要的太阳能海水淡化技术，主要原理是通过获取太阳能加热海水产生蒸气，水蒸气冷凝后获得淡水。这一过程中发生的主要是 （填“物理”或“化学”）变化。在水蒸气冷凝过程中，水分子间的间隔会 （“增大”或“减小”）。 （4）“沸石离子筛法”提钾经过吸附和 获得富钾溶液。沸石选择吸附的是 （填离子符号），此方法提钾的优点是 。 （5）海水提钾获得的KCl在农业上可用作 。氯化钾属于 （填“酸”“碱”或“盐”）。 （6）海水提钾后，获得的海水仍可通过 的方法获得氯化钠等产品。氯化钠是一种重要的化工原料，从元素守恒的视角，以氯化钠为基本原料，可能制取的物质有 （写一种）。 （7）以下说法正确的是 （填字母）。 A．海水流经该沸石后得到纯水 B．其中镁可用于制造金属材料由 C．海水晒盐得到的粗盐是纯净物 D．海水可直接灌溉所有农田 （8）海水流经该沸石后得到的液体还可用于提取金属镁，流程如图3。 加入的试剂a为 ，反应①在通电条件下发生了分解反应，反应的化学方程式为 。 （9）分离提纯是获取物质的重要方法，其思路有两种：一是除去杂质，二是提取产物。下列海水获取物质的过程用到“提取产物”这一思路的是 （填字母）。。 A．由海水晒盐所得粗盐制取精盐 B．利用沸石离子筛获取氯化钾 C．从海水中获取氯化镁 （10）海洋资源是宝贵的自然资源，需要我们共同保护。请提出保护海洋资源的措施： （至少一点）。 参考答案 （1）3；10.7；（2）O；海水淡化；（3）物理；增大；（4）脱附；K＋；实现了对海水中钾的高选择性和高倍率富集；（5）钾肥或化肥；盐；（6）蒸发结晶；碳酸钠或钠、氯气等（合理即可）；（7）B；（8）稀盐酸；MgCl2 ( 通电 )Mg＋Cl2↑；（9）BC；（10）不向海洋中排放垃圾，禁止过度捕捞或建立海洋保护区（合理即可）。 学科网（北京）股份有限公司 $