8.1 自然资源的开发利用 第2课时（导学案）化学人教版必修第二册

该高中化学导学案聚焦海水资源的开发利用，涵盖海水水资源（淡化方法及原理）和化学资源（制盐、氯碱工业、提溴、提镁、海带提碘的流程与反应原理）的核心知识点。课堂导入通过播放海水资源开发视频，结合淡水资源短缺、食盐等生活实例提问，引导学生联系已有化学知识，构建前后知识脉络的学习支架。 资料特色在于任务驱动的分组探究（如讨论提溴、提镁工艺流程）、多媒体资源（视频、交互动画）的运用，培养学生科学思维（证据推理、模型认知）和科学探究与实践能力。习题设计分层且联系实际，强化科学态度与责任，帮助学生形成工业提取物质的一般思路，提升分析解决问题的能力。

第一节 自然资源的开发利用 课时2 海水资源的开发利用 一、知识目标 1.了了解海水资源广阔性、分散性的特点，知道海水水资源的开发利用方式包括直接循环冷却和海水淡化，掌握蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等常见海水淡化方法的原理。 2.掌握海水制盐、氯碱工业、海水提溴、海水提镁、海带提碘的生产流程与反应原理，能正确书写相关反应的化学方程式与离子方程式。 3.能对海水提溴等工业生产流程进行分析，初步形成工业上从自然资源中提取、分离物质的一般思路和方法，认识海水资源的广泛性和多样性。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：：从宏观层面认识海水中水资源和化学资源的存在特点，从微观离子变化角度理解海水提溴、提镁等工艺中化学反应的本质。 2.证据推理与模型认知：通过对海水提溴、海水提镁工艺流程的分析讨论，构建工业开发利用自然资源的一般认知模型，能基于工艺证据推理各生产环节的作用与原理。 3.科学探究与创新意识：通过分组探究海水资源开发的不同方案，体会工业生产中工艺选择的优化思路，提升科学探究与合作交流的能力。 一、教学重点 1.从海水中获得化学物质的原理与生产流程，海水制盐、氯碱工业、海水提溴、海水提镁的方法和工艺流程。 二、教学难点 1.海水提取化工产品的工艺流程分析，工业上提取物质一般思路与方法的建构。 一、海水水资源的利用 (1)利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 (2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有______、______、______和______等。其中______的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 二、海水化学资源的利用： 1.海水提溴 溴主要以Br-形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备的Br2的操作步骤为： 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，目的是为了避免______。 （2）Br2可用热空气吹出，其原因是______。 （3）写出步骤③所发生的化学反应方程式。 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，主要是因为_________ （4）为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中______。 a．通入HBr b．加入Na2CO3溶液 c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液 2.海水提镁 (1)流程：。 ____________、_______________； (2)涉及的部分化学反应： ：___________； ：___________； ：___________。 3.碘的提取 实验室里，从海带灰中提取碘单质包括___________四个步骤。其中，将氧化为是提取的关键步骤。由元素周期表中元素性质的递变规律可知，为了将氧化成，可以加入___________、___________等氧化剂。 一、新课导入 【播放视频】海水资源的开发利用 【提问交流】海洋约占地球表面积的71%，海水中水的储量约占地球总水量的97%，总储量达到了1.3×10¹⁸吨，除此之外海水中还溶解了80多种化学元素，是大自然给我们的天然“蓝色资源宝库”。我们现在不少地区面临淡水资源短缺的问题，大家每天吃的食盐、电动车框架用的镁合金、很多医用药物里的核心成分，很多都来自海水提取。 那老师想问问大家：结合你平时的了解，我们可以开发利用海水的哪些资源？工业上又是怎么从海水中提取这些有用物质呢？ 二、海水水资源的开发利用 任务1：请同学们分组讨论海洋中有哪些可以利用的资源！ 【问题思考】：① 海水资源有哪些典型特点？ ② 你能想到哪些海水水资源的利用方式？ 【交互动画】海水的综合利用 【学生答案】： ① 海水资源特点： ② 海水水资源利用方式： 【总结讲解】 一、海水水资源的开发利用 1.海水资源的特点 ⑴广阔性 ⑵分散性 任务2：请同学们分组讨论为什么核电站大都建在海边？ 【播放视频】建在海边的核电站 【教师提问】：为什么绝大多数火电厂、核电站都修建在海边？这体现了海水的哪种利用方式？ 【学生答案】： 【总结讲解】 一、海水水资源的开发利用 2.海水水资源的开发利用 ⑴用于循环冷却 【教师提问】：请你列举常见的海水淡化方法，说明对应原理，完成下表： 淡化方法 原理 优缺点 蒸馏法 反渗透法 电渗析法 离子交换法 【学生活动】：学生讨论后回答： 淡化方法 原理 优缺点 蒸馏法 反渗透法 电渗析法 离子交换法 【总结讲解】 一、海水水资源的开发利用 2.海水水资源的开发利用 ⑵海水淡化 ①蒸馏法 ②反渗透法 ③电渗析法 ④离子交换法 三、 海水化学资源的开发利用 【教师提问】：们最熟悉的从海水中提取的物质就是食盐，请同学们结合生活经验和已学知识，说一说海水制盐的基本流程，以及粗盐提纯的方法？ 【播放视频】建在海边的核电站 【学生活动】 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 1.海水制盐 ⑴过程： ⑵粗盐提纯的方法 任务2：请同学们分组探讨氯碱工业。 【教师提问】：我们得到的氯化钠除了食用，还是非常重要的基础化工原料，请同学们写出以氯化钠为原料的重要化工反应的化学方程式。 【交互动画】氯碱工业 【学生活动】 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 1.海水制盐 ⑶氯碱工业： ①制钠： ②制纯碱： ③工业制氯： ④氯碱工业： ⑤制钠和氯气： ⑥制盐酸： ⑦制漂白剂(84)： 任务3：请同学们分组讨论如何从海水中提取溴？ 【播放视频】海水中提取溴 【教师提问】：全球99%以上的溴元素都储存在海水中，工业上常用“吹出法”提取溴，请同学们分组讨论3分钟，梳理海水提溴的工艺流程和每一步的原理，完成下表： 环节 作用 离子方程式 氧化 空气吹出 SO2吸收 再氧化 【学生活动】生分组讨论后展示成果; 环节 作用 离子方程式 氧化 空气吹出 SO2吸收 再氧化 【师总结强调】 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 2.从海水中提取溴——吹出法 ⑴海水提溴的工艺流程 ⑵海水提溴的主要环节、作用、反应的方程式 环节 作用 离子方程式 氧化 空气吹出 SO2吸收 再氧化蒸馏 冷凝 典例精讲 【例1】某化学兴趣小组用海水样品(主要含、、和等)提取溴的流程如下，下列说法错误的是 A．步骤①中的氧化剂可以选择碘水 B．步骤②中利用了溴易挥发的性质 C．步骤③中的体现了还原性 D．步骤①③④的反应中均有电子转移 任务4：请同学们分组思考与讨论如何从海水中提镁？ 【教师提问】：镁是重要的轻金属材料，广泛用于航空、汽车行业，下图是工业海水提镁的工艺流程，请同学们写出每一步的反应方程式，并思考工艺设计的原理。 【交互动画】氯碱工业 【学生讨论】： 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 3.海水提镁 ⑴海水提镁工艺流程 ⑵海水提镁的主要反应的方程式 典例精讲 【例2】海水资源开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是 A．向盐卤中通入的氧化剂可以是氯气 B．工业生产中常选用作为沉淀剂 C．粗盐可采用溶解、沉淀、过滤和结晶等步骤提纯 D．工业生产中常用电解熔融氯化镁的方法制备金属Mg 任务5：请同学们分组讨论海带中含有碘元素的检验及碘的提取。 【教师提问】：碘是人体必需的微量元素，工业上碘主要来自海带海藻，请同学们说一说海带提碘的基本流程和反应原理。 【学生活动】 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 4.海带中含有碘元素的检验及碘的提取 ⑴工艺流程 (2)海带中提碘 典例精讲 【例3】灼烧海带提取时，下列实验原理与装置不能达到相应实验目的的是 A．用装置甲灼烧海带 B．用装置乙过滤得到浸出液 C．用装置丙反应生成 D．用装置丁萃取碘水中的I2 一、海水水资源的开发利用 1.海水资源的特点 ⑴广阔性 ①海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97%。 ②元素种类很多，总计含有80多种元素。 ⑵分散性 许多元素的富集程度很低。 海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是采取某种方法进行富集。 2.海水水资源的开发利用 海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 ⑴用于循环冷却 服务于火电厂、核电厂的循环冷却 ⑵海水淡化 ①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。 蒸馏法的成本较高，已逐渐被离子交换法和电渗析法代替。 ②反渗透法 利用半透膜的选择透过性，加压使水分子通过半透膜，盐分被截留，实现淡化； ③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。 ④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、海水化学资源的开发利用 1.海水制盐 ⑴过程： ， ⑵粗盐提纯的方法 ①蒸发结晶(蒸发溶剂)； ②降温结晶(冷却热饱和溶液)； ⑶氯碱工业： ①制钠： ②制纯碱： NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl ③工业制氯： ④氯碱工业： ⑤制钠和氯气： ⑥制盐酸： ⑦制漂白剂(84)： 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 2.从海水中提取溴——吹出法 ⑴海水提溴的工艺流程 ⑵海水提溴的主要环节、作用、反应的方程式 环节 作用 离子方程式 氧化 氯气氧化海水中的Br-得到Br2 2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2 空气吹出 利用溴易挥发的性质，将溴从海水中分离为溴蒸气 - SO2吸收 溴与二氧化硫反应生成氢溴酸，富集溴元素 Br2 + SO2+ 2H2O = 4H+ + SO2_4 + 2Br- 再氧化蒸馏 氯气氧化氢溴酸重新得到溴单质 2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2 冷凝 将气态溴转化为液态溴 3.海水提镁 ⑴海水提镁工艺流程 ⑵海水提镁的主要反应的方程式 CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2 Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 4.海带中含有碘元素的检验及碘的提取 ⑴工艺流程 (2)海带中提碘 ①工艺流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。 ②主要的化学反应原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 1．海水中蕴藏着丰富的资源。下列海水资源的利用中，不需要通过化学反应就能实现的是 A．蒸馏海水获得淡水 B．从海水中提取溴单质 C．电解熔融的氯化镁制金属镁 D．从海带中提取碘单质 2．地球上的大部分水是以海水形式存在的，海水淡化可以缓解淡水资源不足。下列有关海水淡化的方法在原理上可行的是 ①加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化  ②蒸馏海水，将水蒸气冷凝 ③将海水暴晒，滤掉析出的盐  ④将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 3.（23-24高一下·山西大同·期末）地球淡水资源严重短缺，而海水约占地球上总水量的97%，海水淡化可作为补充淡水的途径之一。下列有关说法正确的是 A．蒸馏法是目前技术成熟且低成本的海水淡化方法 B．海水用铁盐淡化后可直接用于农田灌溉 C．海水用离子交换法淡化后其pH不变 D．蒸馏法淡化海水可获得NaCl、MgCl2以及I2等副产品 4.海洋中蕴藏着大量的化学资源，海水的综合利用示意图如下，下列有关说法正确的是 A．海水淡化：蒸馏法、电渗析法、离子交换法，相对来说蒸馏法淡化更加节能 B．海水提钠：工业电解饱和食盐水制备金属钠与氯气 C．海水提溴：海水经历氧化、吹出、吸收、再氧化等多步操作目的是富集溴 D．海水制碱：直接向海水中先通入NH3，再通入CO2来制备纯碱 5.从海水中可提取，提取过程中主要物质转化如下。下列说法正确的是 A．试剂①可选用 B．试剂②可选用硫酸 C．电解熔融制取 D．加热制取 考点1海水水资源的开发利用 1．水荒目前已成为世界性的问题，是制约社会进步和经济发展的瓶颈。海水淡化是获得淡水的重要途径，下列不属于海水淡化方法的是 A．蒸馏法 B．电渗析法 C．萃取法 D．离子交换法 考点2 海水化学资源的开发利用 2.粗盐中含可溶性杂质(、、等)和难溶性杂质(泥沙等)，粗盐的提纯流程如下图所示。 下列有关说法正确的是 A．“溶解”和“过滤”操作中玻璃棒的作用相同 B．“步骤①”与“步骤③”的顺序可调换 C．“步骤④”中所加试剂为稍过量的稀盐酸 D．“步骤⑤”的操作是蒸发浓缩、冷却结晶 3．海洋是一座巨大的化学资源宝库，下图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法错误的是 A．除去粗盐中的等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液溶液溶液→过滤→盐酸 B．母液中加入石灰乳可得 C．③④⑤的目的是为了富集溴元素 D．海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法 4．为回收利用含的废液，某化学兴趣小组设计方案如下，下列说法错误的是 A．萃取过程中放气的操作为 B．可利用碘易升华的性质将和固体分离 C．步骤Ⅰ中，发生反应的离子方程式为 D．试剂X可用稀硫酸 5．从海水中提取溴、镁是海水综合利用的重要方向。主要工艺如下： 下列说法不正确的是 A．试剂①可选用，试剂②可选用盐酸 B．“吸收”过程的化学方程式： C．第一次通入的目的是氧化，第二次通入的目的是氧化过量的 D．电解熔融的化学方程式：(熔融) （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 自然资源的开发利用 课时2 海水资源的开发利用 一、知识目标 1.了了解海水资源广阔性、分散性的特点，知道海水水资源的开发利用方式包括直接循环冷却和海水淡化，掌握蒸馏法、反渗透法、电渗析法、离子交换法等常见海水淡化方法的原理。 2.掌握海水制盐、氯碱工业、海水提溴、海水提镁、海带提碘的生产流程与反应原理，能正确书写相关反应的化学方程式与离子方程式。 3.能对海水提溴等工业生产流程进行分析，初步形成工业上从自然资源中提取、分离物质的一般思路和方法，认识海水资源的广泛性和多样性。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：：从宏观层面认识海水中水资源和化学资源的存在特点，从微观离子变化角度理解海水提溴、提镁等工艺中化学反应的本质。 2.证据推理与模型认知：通过对海水提溴、海水提镁工艺流程的分析讨论，构建工业开发利用自然资源的一般认知模型，能基于工艺证据推理各生产环节的作用与原理。 3.科学探究与创新意识：通过分组探究海水资源开发的不同方案，体会工业生产中工艺选择的优化思路，提升科学探究与合作交流的能力。 一、教学重点 1.从海水中获得化学物质的原理与生产流程，海水制盐、氯碱工业、海水提溴、海水提镁的方法和工艺流程。 二、教学难点 1.海水提取化工产品的工艺流程分析，工业上提取物质一般思路与方法的建构。 一、海水水资源的利用 (1)利用途径：海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 (2)海水淡化：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法主要有______、______、______和______等。其中______的历史最久，技术和工艺也比较成熟，但成本较高。 【答案】 蒸馏法 电渗析法 离子交换法 膜分离法 蒸馏法 二、海水化学资源的利用： 1.海水提溴 溴主要以Br-形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备的Br2的操作步骤为： 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，目的是为了避免______。 （2）Br2可用热空气吹出，其原因是______。 （3）写出步骤③所发生的化学反应方程式。 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，主要是因为_________ （4）为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中______。 a．通入HBr b．加入Na2CO3溶液 c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液 【答案】 酸性 溴中毒及生成的溴与碱发生反应（且碱性溶液中氯气与碱反应） Br2易挥发 3H2SO4+5NaBr+NaBrO3=3Na2SO4+3Br2+3H2O 溴酸能将Cl-氧化成Cl2，原因是Br2有强氧化性。 c 2.海水提镁 (1)流程：。 ____________、_______________； (2)涉及的部分化学反应： ：___________； ：___________； ：___________。 【答案】(1) (2) 3.碘的提取 实验室里，从海带灰中提取碘单质包括___________四个步骤。其中，将氧化为是提取的关键步骤。由元素周期表中元素性质的递变规律可知，为了将氧化成，可以加入___________、___________等氧化剂。 【答案】 浸取、过滤、氧化、萃取 氯水 溴水 一、新课导入 【播放视频】海水资源的开发利用 【提问交流】海洋约占地球表面积的71%，海水中水的储量约占地球总水量的97%，总储量达到了1.3×10¹⁸吨，除此之外海水中还溶解了80多种化学元素，是大自然给我们的天然“蓝色资源宝库”。我们现在不少地区面临淡水资源短缺的问题，大家每天吃的食盐、电动车框架用的镁合金、很多医用药物里的核心成分，很多都来自海水提取。 那老师想问问大家：结合你平时的了解，我们可以开发利用海水的哪些资源？工业上又是怎么从海水中提取这些有用物质呢？ 二、海水水资源的开发利用 任务1：请同学们分组讨论海洋中有哪些可以利用的资源！ 【问题思考】：① 海水资源有哪些典型特点？ ② 你能想到哪些海水水资源的利用方式？ 【交互动画】海水的综合利用 【学生答案】： ① 海水资源特点： 广阔性：海水中水储量占全球总水量的，共含80多种化学元素，总储量极大，开发潜力大； 分散性：绝大多数元素富集程度很低，开发利用前需要先进行富集。 ② 海水水资源利用方式：分为直接利用、海水淡化两类，其中最常见的直接利用是作为火电厂、核电站的工业循环冷却水。 【总结讲解】 一、海水水资源的开发利用 1.海水资源的特点 ⑴广阔性 ①海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97%。 ②元素种类很多，总计含有80多种元素。 ⑵分散性 许多元素的富集程度很低。 海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是采取某种方法进行富集。 任务2：请同学们分组讨论为什么核电站大都建在海边？ 【播放视频】建在海边的核电站 【教师提问】：为什么绝大多数火电厂、核电站都修建在海边？这体现了海水的哪种利用方式？ 【学生答案】： 火电厂、核电站发电需要大量冷却水降温，海边可直接取用海水做循环冷却水，不需要消耗宝贵的淡水资源，体现了海水作为工业冷却水源的直接利用。 【总结讲解】 一、海水水资源的开发利用 2.海水水资源的开发利用 海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 ⑴用于循环冷却 服务于火电厂、核电厂的循环冷却 【教师提问】：请你列举常见的海水淡化方法，说明对应原理，完成下表： 淡化方法 原理 优缺点 蒸馏法 反渗透法 电渗析法 离子交换法 【学生活动】：学生讨论后回答：生依次发言，师整理总结 淡化方法 原理 优缺点 蒸馏法 加热海水使水汽化，再冷凝蒸气得到淡水 技术成熟，但能耗高、成本高，逐渐被其他方法替代 反渗透法 利用半透膜的选择透过性，加压使水分子通过半透膜，盐分被截留实现淡化 成本较低，是目前主流的淡化方法 电渗析法 外加直流电场，利用阴、阳离子交换膜的选择透过性，使水中离子定向迁移，实现除盐淡化 能耗较低，淡化效率高 离子交换法 利用阴、阳离子交换树脂吸附海水中的杂质离子，得到纯度较高的去离子水 得到的淡水纯度高，适合特殊工业需求 【总结讲解】 一、海水水资源的开发利用 2.海水水资源的开发利用 ⑵海水淡化 ①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。 蒸馏法的成本较高，已逐渐被离子交换法和电渗析法代替。 ②反渗透法 利用半透膜的选择透过性，加压使水分子通过半透膜，盐分被截留，实现淡化； ③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。 ④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。 三、 海水化学资源的开发利用 【教师提问】：们最熟悉的从海水中提取的物质就是食盐，请同学们结合生活经验和已学知识，说一说海水制盐的基本流程，以及粗盐提纯的方法？ 【播放视频】建在海边的核电站 【学生活动】把海水引入盐田，靠日晒蒸发水分，氯化钠结晶析出得到粗盐，粗盐经过除杂提纯得到精盐，流程可以总结为：，提纯利用蒸发结晶的方法分离氯化钠 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 1.海水制盐 ⑴过程： ， ⑵粗盐提纯的方法 ①蒸发结晶(蒸发溶剂)； ②降温结晶(冷却热饱和溶液)； 任务2：请同学们分组探讨氯碱工业。 【教师提问】：我们得到的氯化钠除了食用，还是非常重要的基础化工原料，请同学们写出以氯化钠为原料的重要化工反应的化学方程式。 【交互动画】氯碱工业 【学生活动】 ② ③ ④ 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 1.海水制盐 ⑶氯碱工业： ①制钠： ②制纯碱： NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl ③工业制氯： ④氯碱工业： ⑤制钠和氯气： ⑥制盐酸： ⑦制漂白剂(84)： 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 任务3：请同学们分组讨论如何从海水中提取溴？ 【播放视频】海水中提取溴 【教师提问】：全球99%以上的溴元素都储存在海水中，工业上常用“吹出法”提取溴，请同学们分组讨论3分钟，梳理海水提溴的工艺流程和每一步的原理，完成下表： 环节 作用 离子方程式 氧化 空气吹出 SO2吸收 再氧化 【学生活动】生分组讨论后展示成果; 环节 作用 离子方程式 氧化 氯气氧化海水中的Br-得到Br2 空气吹出 利用溴易挥发的性质，将溴从海水中分离为溴蒸气 无化学反应 SO2吸收 溴与二氧化硫反应生成氢溴酸，富集溴元素 再氧化 氯气氧化氢溴酸重新得到溴单质 【师总结强调】因为海水中溴离子浓度极低，所以氧化、吹出、吸收的整个过程本质是对溴进行富集，降低提纯成本，这个工艺也体现了工业提取低浓度物质的一般思路：预处理氧化/转化富集提纯，这个思路可以推广到大多数海水资源的开发过程中。 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 2.从海水中提取溴——吹出法 ⑴海水提溴的工艺流程 ⑵海水提溴的主要环节、作用、反应的方程式 环节 作用 离子方程式 氧化 氯气氧化海水中的Br-得到Br2 空气吹出 利用溴易挥发的性质，将溴从海水中分离为溴蒸气 无化学反应 SO2吸收 溴与二氧化硫反应生成氢溴酸，富集溴元素 - 再氧化蒸馏 氯气氧化氢溴酸重新得到溴单质 冷凝 将气态溴转化为液态溴 典例精讲 【例1】某化学兴趣小组用海水样品(主要含、、和等)提取溴的流程如下，下列说法错误的是 A．步骤①中的氧化剂可以选择碘水 B．步骤②中利用了溴易挥发的性质 C．步骤③中的体现了还原性 D．步骤①③④的反应中均有电子转移 【答案】A 【分析】向海水样品中通入氯气，可将Br⁻氧化为Br2；然后用空气从含Br2的海水中将Br2吹出，再用SO2吸收，发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4；将吸收液氧化，发生反应2HBr+Cl2=Br2+2HCl，得到溴水混合物，然后采用蒸馏的方法得到液溴。 【解析】A．步骤①的目的是将Br⁻氧化为Br2，碘水（I2）的氧化性弱于Br2，无法氧化Br⁻，A错误； B．步骤②通过空气吹出溴，利用了溴易挥发的性质，使溶液中的Br2随空气逸出，B正确； C．步骤③中SO2与Br2反应：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，SO2中S元素化合价从+4升高到+6，被氧化，体现还原性，C正确； D．由上述分析可知，步骤①、③、④所涉及的反应中都存在元素化合价变化，故均为氧化还原反应，均有电子转移，D正确； 故答案选A。 任务4：请同学们分组思考与讨论如何从海水中提镁？ 【教师提问】：镁是重要的轻金属材料，广泛用于航空、汽车行业，下图是工业海水提镁的工艺流程，请同学们写出每一步的反应方程式，并思考工艺设计的原理。 【交互动画】氯碱工业 【学生讨论】： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 工业生产需要综合考虑成本，石灰乳可以由海边的贝壳直接制备，原料易得、价格低廉，远低于，因此选择石灰乳。 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 3.海水提镁 ⑴海水提镁工艺流程 ⑵海水提镁的主要反应的方程式 ① ② ③ ④ ⑤ 典例精讲 【例2】海水资源开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是 A．向盐卤中通入的氧化剂可以是氯气 B．工业生产中常选用作为沉淀剂 C．粗盐可采用溶解、沉淀、过滤和结晶等步骤提纯 D．工业生产中常用电解熔融氯化镁的方法制备金属Mg 【答案】B 【分析】由流程可知，海水晒盐分离出粗盐和苦卤，向苦卤中通入氧化剂如Cl2置换出溴单质，发生反应，溶液中含镁离子，与沉淀剂生石灰或石灰乳反应生成氢氧化镁。 【解析】A．向盐卤中通入的氧化剂可能是Cl2，目的是将溴离子氧化成溴单质，故A正确； B．从生产成本的角度，工业生产中常选用生石灰或石灰乳作为沉淀剂，便宜易得，故B错误； C．粗盐溶于水，加氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠除去杂质后过滤，加入适量盐酸，蒸发结晶得到NaCl，故C正确； D．常用电解无水氯化镁的方法制备金属Mg，故D正确； 故选B。 任务5：请同学们分组讨论海带中含有碘元素的检验及碘的提取。 【教师提问】：碘是人体必需的微量元素，工业上碘主要来自海带海藻，请同学们说一说海带提碘的基本流程和反应原理。 【学生活动】工艺流程： 核心反应（氯气氧化碘化钾）：（若用双氧水氧化：） 【总结讲解】 二、海水化学资源的开发利用 4.海带中含有碘元素的检验及碘的提取 ⑴工艺流程 (2)海带中提碘 ①工艺流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。 ②主要的化学反应原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 典例精讲 【例3】灼烧海带提取时，下列实验原理与装置不能达到相应实验目的的是 A．用装置甲灼烧海带 B．用装置乙过滤得到浸出液 C．用装置丙反应生成 D．用装置丁萃取碘水中的I2 【答案】D 【解析】A．灼烧海带应在坩埚中进行，故A正确； B．海带灰中加水后得到悬浊液，应用过滤的方法得到浸出液，故B正确； C．向稀硫酸酸化的浸出液中滴入双氧水，双氧水能将溶液中的碘离子氧化为单质碘，故C正确； D．水与乙醇互溶，不能用乙醇萃取溶液中的碘，故D错误； 故选：D。 一、海水水资源的开发利用 1.海水资源的特点 ⑴广阔性 ①海水中水的储量约为1.3×109 亿吨，占地球总水量 97%。 ②元素种类很多，总计含有80多种元素。 ⑵分散性 许多元素的富集程度很低。 海水资源开发利用过程中需要解决的关键问题是采取某种方法进行富集。 2.海水水资源的开发利用 海水中水的储量约为1.3×1018 t，约占地球上总水量的97％。海水水资源的利用，主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。 ⑴用于循环冷却 服务于火电厂、核电厂的循环冷却 ⑵海水淡化 ①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。 蒸馏法的成本较高，已逐渐被离子交换法和电渗析法代替。 ②反渗透法 利用半透膜的选择透过性，加压使水分子通过半透膜，盐分被截留，实现淡化； ③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。 ④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、海水化学资源的开发利用 1.海水制盐 ⑴过程： ， ⑵粗盐提纯的方法 ①蒸发结晶(蒸发溶剂)； ②降温结晶(冷却热饱和溶液)； ⑶氯碱工业： ①制钠： ②制纯碱： NaCl＋CO2＋NH3＋H2O＝NaHCO3↓＋NH4Cl ③工业制氯： ④氯碱工业： ⑤制钠和氯气： ⑥制盐酸： ⑦制漂白剂(84)： 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O 2.从海水中提取溴——吹出法 ⑴海水提溴的工艺流程 ⑵海水提溴的主要环节、作用、反应的方程式 环节 作用 离子方程式 氧化 氯气氧化海水中的Br-得到Br2 2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2 空气吹出 利用溴易挥发的性质，将溴从海水中分离为溴蒸气 - SO2吸收 溴与二氧化硫反应生成氢溴酸，富集溴元素 Br2 + SO2+ 2H2O = 4H+ + SO2_4 + 2Br- 再氧化蒸馏 氯气氧化氢溴酸重新得到溴单质 2Br- + Cl2 = 2Cl- + Br2 冷凝 将气态溴转化为液态溴 3.海水提镁 ⑴海水提镁工艺流程 ⑵海水提镁的主要反应的方程式 CaCO3CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2 Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 4.海带中含有碘元素的检验及碘的提取 ⑴工艺流程 (2)海带中提碘 ①工艺流程：海带→浸泡→氧化→过滤→提纯→碘单质。 ②主要的化学反应原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。 1．海水中蕴藏着丰富的资源。下列海水资源的利用中，不需要通过化学反应就能实现的是 A．蒸馏海水获得淡水 B．从海水中提取溴单质 C．电解熔融的氯化镁制金属镁 D．从海带中提取碘单质 【答案】A 【解析】A．蒸馏是利用水与海水中盐类的沸点差异分离得到淡水，过程无新物质生成，不需要发生化学反应，A符合题意； B．海水中溴元素以形式存在，提取溴单质需要加入氧化剂将氧化为，发生化学反应，B不符合题意； C．电解熔融氯化镁生成镁单质和氯气，反应为，属于化学反应，C不符合题意； D．海带中碘元素以化合态形式存在，提取碘单质需要将氧化为，发生化学反应，D不符合题意； 故选A。 2．地球上的大部分水是以海水形式存在的，海水淡化可以缓解淡水资源不足。下列有关海水淡化的方法在原理上可行的是 ①加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化  ②蒸馏海水，将水蒸气冷凝 ③将海水暴晒，滤掉析出的盐  ④将海水加压，使水分子通过半透膜以滤去盐分 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】D 【解析】明矾的主要成分是KAl(SO4)2·12H2O，KAl(SO4)2·12H2O能水解生成Al(OH)3，Al(OH)3胶体吸附海水中的悬浮物，但不能使海水中的盐沉淀出来，所以不能使海水淡化，①错误；蒸馏法能将海水中的水蒸发而把盐留下，再将水蒸气冷凝为液态的淡水，②正确；海水暴晒后，滤掉析出的盐，剩下的液体是NaCl饱和溶液，无法得到淡水，③错误；某些由特殊材料制成的半透膜只允许水分子通过，而离子无法通过，由此可以将海水淡化，④正确。 故选D项。 3.（23-24高一下·山西大同·期末）地球淡水资源严重短缺，而海水约占地球上总水量的97%，海水淡化可作为补充淡水的途径之一。下列有关说法正确的是 A．蒸馏法是目前技术成熟且低成本的海水淡化方法 B．海水用铁盐淡化后可直接用于农田灌溉 C．海水用离子交换法淡化后其pH不变 D．蒸馏法淡化海水可获得NaCl、MgCl2以及I2等副产品 【答案】C 【解析】A．蒸馏法技术虽成熟，但成本较高，A错误； B．铁盐只能净化海水，不能淡化，净化后海水中NaCl的浓度不变，不能用于灌溉农田，B错误； C．离子交换法淡化海水，是用H＋交换阳离子，用OH-交换阴离子，H＋和OH-结合生成H2O，海水中H＋和OH-的浓度均不变，则pH不变，C正确； D．海水中不含碘单质，蒸馏海水时不能获得I2，D错误； 故选C。 4.海洋中蕴藏着大量的化学资源，海水的综合利用示意图如下，下列有关说法正确的是 A．海水淡化：蒸馏法、电渗析法、离子交换法，相对来说蒸馏法淡化更加节能 B．海水提钠：工业电解饱和食盐水制备金属钠与氯气 C．海水提溴：海水经历氧化、吹出、吸收、再氧化等多步操作目的是富集溴 D．海水制碱：直接向海水中先通入NH3，再通入CO2来制备纯碱 【答案】C 【分析】海水中主要是水，其中还含有NaCl、MgCl2、NaBr等多种可溶性盐，海水经淡化得到的淡水可以供人们饮用、灌溉农田、印染、纺织等工业用水等。海水中的NaCl通过分离提纯得到精盐NaCl，电解熔融NaCl可以制取金属钠和氯气；电解饱和NaCl溶液可以制取烧碱、氢气、氯气；海水中含有的NaBr浓度很低，要获得单质溴，需要将氯气通入到一定量的海水中，经氧化、吹出、吸收、蒸馏等环节，其目的是富集以提高溴的含量；利用海水制碱Na2CO3时，要先从海水中分离提纯NaCl，然后向饱和氯化钠溶液中先通入足量NH3，再通入足量CO2气体，将析出的NaHCO3过滤，分离出NaHCO3，然后煅烧NaHCO3，就制取得到纯碱。 【解析】A．海水淡化的方法有多种，如：蒸馏法、电渗析法、离子交换法，利用高分子反渗透膜将海水淡化，相较于传统的蒸馏法更加节能，A错误； B．工业上要用电解熔融的氯化钠制备金属钠与氯气，若电解饱和食盐水，则制备的物质是氢氧化钠、氢气与氯气，B错误； C．由于海水中NaBr的浓度很低，因此海水提溴的过程主要包括通入Cl2氧化Br-为Br2、然后吹入热空气吹出单质Br2、用SO2水溶液进行吸收、再通Cl2氧化Br-为Br2等环节，其目的是富集以提高溴的含量，C正确 D．海水中氯化钠浓度太低，利用海水制碱的操作应该是向饱和食盐水中先通入足量NH3，使溶液显碱性，然再通入足量CO2，使溶解度小的NaHCO3结晶析出，然后过滤、灼烧所得固体，就制备得到纯碱，D错误； 故合理选项是C。 5.从海水中可提取，提取过程中主要物质转化如下。下列说法正确的是 A．试剂①可选用 B．试剂②可选用硫酸 C．电解熔融制取 D．加热制取 【答案】C 【分析】海水中加石灰乳生成氢氧化镁沉淀，氢氧化铝和盐酸反应生成氯化镁溶液，在氯化氢气流中加热蒸发氯化镁溶液制得氯化镁晶体，氯化镁晶体在氯化氢气流中加热制得无水氯化镁，电解熔融氯化镁冶炼金属镁。 【解析】A．硫酸镁和反应生成氢氧化镁和硫酸钡两种沉淀，所以试剂①不能用，故A错误；     B．氢氧化镁和硫酸反应生成硫酸镁，所以试剂②应选用盐酸，不能选用硫酸，故B错误； C．电解熔融生成和氯气，故C正确； D．受热不分解，故D错误； 选C。 考点1海水水资源的开发利用 1．水荒目前已成为世界性的问题，是制约社会进步和经济发展的瓶颈。海水淡化是获得淡水的重要途径，下列不属于海水淡化方法的是 A．蒸馏法 B．电渗析法 C．萃取法 D．离子交换法 【答案】C 【解析】A．蒸馏法是把水从混合物中分离出来，是海水淡化的方法，A正确； B．电渗析法是使相应的离子通过半透膜以达到淡化海水的目的，B正确； C．萃取法不是海水淡化方法，C错误； D．通过离子交换树脂可以除去海水中的离子，从而达到淡化海水的目的，D正确； 答案选C。 考点2 海水化学资源的开发利用 2.粗盐中含可溶性杂质(、、等)和难溶性杂质(泥沙等)，粗盐的提纯流程如下图所示。 下列有关说法正确的是 A．“溶解”和“过滤”操作中玻璃棒的作用相同 B．“步骤①”与“步骤③”的顺序可调换 C．“步骤④”中所加试剂为稍过量的稀盐酸 D．“步骤⑤”的操作是蒸发浓缩、冷却结晶 【答案】C 【解析】A．“溶解”操作中玻璃棒的作用是搅拌，“过滤”操作中玻璃棒的作用是引流，A错误； B．过量的溶液还要除去步骤①中过量的钡离子，因此“步骤①”与“步骤③”的顺序不可调换，B错误； C．用稍过量的稀盐酸除去多余的和，C正确； D．“步骤⑤”的操作应为蒸发结晶，D错误。 故选C。 3．海洋是一座巨大的化学资源宝库，下图是从海水中提取若干种化学物质的流程图，则下列说法错误的是 A．除去粗盐中的等杂质，①中加入试剂的顺序为溶液溶液溶液→过滤→盐酸 B．母液中加入石灰乳可得 C．③④⑤的目的是为了富集溴元素 D．海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法和电渗析法 【答案】A 【分析】由流程可知，海水晒盐得到粗盐、淡水和母液；①为粗盐精制，加入试剂的顺序是：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐；第②步中氢氧化镁先与HCl反应生成氯化镁溶液，浓缩结晶得到MgCl2·6H2O，再在HCl气流中加热获得无水氯化镁，在HCl气流中加热防止水解，电解熔融氯化镁制取Mg；第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，以此来解答。 【解析】A．根据分析可知，加入试剂的顺序为：BaCl2溶液（除去）→NaOH溶液（除去）→Na2CO3溶液（除去和残留的氯化钡）→过滤后加盐酸（除去剩余的氢氧化钠和碳酸钠）得到精盐，A错误； B．母液中含有，加入石灰乳可生成沉淀，B正确； C．第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子再被氧化为溴单质，此过程的目的是浓缩、富集溴单质，C正确； D．海水淡化有多种方法，主要有蒸馏法、反渗透法和电渗析法，D正确； 故选A。 4．为回收利用含的废液，某化学兴趣小组设计方案如下，下列说法错误的是 A．萃取过程中放气的操作为 B．可利用碘易升华的性质将和固体分离 C．步骤Ⅰ中，发生反应的离子方程式为 D．试剂X可用稀硫酸 【答案】B 【分析】由题给流程可知，向碘的四氯化碳溶液中加入碳酸钠溶液，碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液，分液得到四氯化碳和溶液A，向溶液A中加入硫酸溶液，碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘，据此分析。 【解析】A．萃取操作时，振荡过程中需要放气，放气时应将分液漏斗倒转，通过打开分液漏斗下口的活塞进行，A正确； B．加热易分解，冷却后又可生成，加热时易升华，冷却后又生成固体，不可利用碘易升华的性质将和固体分离，B错误； C．步骤Ⅰ中，和碳酸钠溶液反应生成碘化钠、碘酸钠和二氧化碳，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为，C正确； D．由分析可知，向溶液A中加入硫酸溶液的目的是使碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘，则试剂X可用硫酸，D正确； 故答案选B。 5．从海水中提取溴、镁是海水综合利用的重要方向。主要工艺如下： 下列说法不正确的是 A．试剂①可选用，试剂②可选用盐酸 B．“吸收”过程的化学方程式： C．第一次通入的目的是氧化，第二次通入的目的是氧化过量的 D．电解熔融的化学方程式：(熔融) 【答案】C 【分析】海水中加入石灰乳沉淀镁离子，得到氢氧化镁沉淀，加入试剂盐酸，得到氯化镁溶液，蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化镁晶体，电解熔融氯化镁生成镁和氯气；所得滤液中的溴离子在酸性环境中被氯气氧化为溴单质，然后用空气吹出，吹出的溴单质被二氧化硫和水吸收反应为溴离子，实现溴的富集，最后再次利用氯气将溴离子氧化为溴单质，据此回答。 【解析】A．根据以上分析可知加入试剂①为，和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，以降低生产成本，试剂②可选用盐酸，故A正确； B．“吸收”过程中单质溴被还原，反应的化学方程式：，故B正确； C．根据以上分析可知两次通入氯气的目的均是氧化溴离子，故C错误； D．镁是活泼金属，电解熔融状态下的无水MgCl2，得到Mg和氯气，反应的化学方程式为：(熔融)，故D正确； 故选C。 （更多的见分层作业) / 学科网（北京）股份有限公司 $