人教版新教材必修第二册 第八章第一节 自然资源的开发利用第2课时 学案Word格式文档下载.docx
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主要方法是空气吹出法。
(1)主要流程:
(2)主要反应:
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2、Br2+SO2+
2H2O===2HBr+H2SO4、2HBr+Cl2===2HCl+Br2。
6.海带中含有的碘元素,以I-形式存在,因此可先用氧化剂将其氧化为I2,然后利用I2遇淀粉溶液变蓝这一特性检验。
二、海水中化学资源的开发利用
1.海水中的化学元素
大量元素:
H、O等元素共13种。
微量元素:
I、U等元素。
2.海水化学资源的开发利用
(1)从海水中制得NaCl。
除食用外,还用作工业原料,如生产钠单质、烧碱、纯碱以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。
(2)从海水中制取钾、镁、溴及其化工产品,是在传统海水制盐工业上的发展。
课堂互动探究
海水资源的综合利用
1.海水淡化
(1)海水淡化途径:
通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去。
2.海水制盐
(1)方法:
把海水引到盐滩上,利用日光和风力使水分蒸发,得到食盐。
(2)原理:
蒸发海水,使食盐浓缩结晶。
(3)食盐用途
①氯碱工业:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
②制钠和氯气:
2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
3.海水提溴
(1)浓缩:
海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br-得到浓缩。
(2)氧化:
向浓缩的海水中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
(3)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吸收。
反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
(4)提取:
再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。
提取Br2的流程如下图:
4.海带中提碘
(1)海带中含有碘元素的检验
①关键反应的反应原理:
2H++2I-+H2O2===I2+2H2O
②实验步骤及证明方法
(2)海带中提碘
①流程
海带―→浸泡―→氧化―→过滤―→提纯―→碘单质
②主要的化学原理:
Cl2+2KI===2KCl+I2
5.海水提镁
(1)反应流程:
(2)有关反应的化学方程式:
①MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2
②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
③MgCl2·
6H2O
MgCl2+6H2O
④MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
典例题组训练
题组 海水水资源的综合利用
1.从海水中可以获得淡水、食盐,并可提取镁和液溴等物质。
(1)下列物质不需要通过化学变化就能够从海水中获得的是BC(填序号,下同)。
A.金属镁B.粗盐
C.淡水D.液溴
(2)食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料,从海水中得到的粗盐中常含有可溶性杂质CaCl2、MgCl2、Na2SO4等,先将粗盐加水溶解,再通过以下几个步骤可制得纯净的食盐水:
①加入稍过量的Na2CO3溶液;
②加入稍过量的NaOH溶液;
③加入稍过量的BaCl2溶液;
④滴入适量的稀盐酸;
⑤过滤;
其正确的操作顺序是AB。
A.②③①⑤④B.③①②⑤④
C.②③①④⑤D.③⑤②①④
(3)从海水中提取溴和镁的流程如图所示:
①提取溴单质(Br2)时,通入Cl2是将海水中的溴离子(Br-)氧化成Br2,请写出该反应的离子方程式:
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
工业上用空气吹出法将Br2吹入吸收塔与吸收剂SO2作用转化为氢溴酸(HBr)以达到富集溴的目的,步骤Ⅱ是SO2与Br2在水中反应生成两种酸的过程,请写出对应的化学方程式:
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。
第二次通入Cl2后得到高浓度的溴水,此时从高浓度的溴水中提取Br2还要进行的操作为萃取、分液和蒸馏。
②为实现对镁元素的富集,步骤Ⅰ中加入的足量试剂是NaOH(填化学式)。
解析:
(1)通过电解熔融的氯化镁得到镁和氯气,是化学变化,故A项错误;
用蒸馏海水的方法可以得到淡水,用太阳暴晒海水,蒸发水分后即得粗盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,故B、C项正确;
将溴离子氧化为溴单质是化学变化,故D项错误。
(2)除去粗盐中的可溶性杂质Mg2+、Ca2+、SO
时,正确的操作顺序可为②加入稍过量的NaOH溶液[除去镁离子:
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓];
③加入稍过量的BaCl2溶液(除去硫酸根离子:
SO
+Ba2+===BaSO4↓);
①加入稍过量的Na2CO3溶液(除去钙离子及多余的钡离子:
CO
+Ca2+===CaCO3↓、CO
+Ba2+===BaCO3↓),其中碳酸钠溶液必须加在氯化钡溶液之后,氢氧化钠溶液和氯化钡溶液的加入顺序可以颠倒;
⑤过滤,将沉淀和不溶性的泥沙过滤出去;
最后④滴入适量的稀盐酸以除去氢氧根离子和碳酸根离子,注意不能在过滤之前加盐酸,否则氢氧化镁、碳酸钙等会重新溶解,故A、B项正确。
(3)向苦卤中加入试剂(步骤Ⅰ)得到Mg(OH)2,且不能引入新的杂质离子,则①应该是NaOH,Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2溶液,将MgCl2·
6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2,电解熔融MgCl2得到Mg;
向酸化的滤液中通入过量Cl2,发生反应2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,得到低浓度的Br2,用热空气将Br2吹出,然后用二氧化硫还原溴得到溴离子,反应方程式为SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr,向氢溴酸中通入氯气,发生反应2Br-+Cl2===2Cl-+Br2,从而得到高浓度的Br2。
①通过以上分析知,提取Br2时,第一次通入Cl2后发生反应的离子方程式是2Br-+Cl2===2Cl-+Br2;
步骤Ⅱ所发生的反应为SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr;
第二次通入Cl2后得到高浓度的溴水,此时从高浓度的溴水中提取Br2,还要进行的操作为萃取、分液、蒸馏。
②通过以上分析知,为了实现对镁离子的富集,步骤Ⅰ中加入的足量试剂是NaOH。
2.海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。
碘元素以碘离子的形式存在。
实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示:
(1)指出制取碘的过程中有关的实验操作名称:
①过滤,②萃取和分液。
(2)操作②提取碘的过程中可供选择的有机试剂是B(填序号)。
A.甲苯、酒精B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸D.汽油、甘油
(3)现需做使海藻灰中的碘离子转化为有机溶液中的碘的实验,实验室里有烧杯、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普通漏斗、分液漏斗。
(4)要从含碘的苯溶液中提取碘和回收苯,还需要经过蒸馏。
进行蒸馏操作时,需使用水浴加热,目的是使蒸馏烧瓶均匀受热,便于控制温度,最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。
(1)操作①是过滤,操作②是萃取和分液。
(2)由于酒精、乙酸和甘油都易溶于水,不能用作提取碘的萃取剂。
(3)为使海藻灰中的碘离子转化为有机溶液中的碘,需经过溶解、过滤、氧化、萃取和分液这几个步骤。
在过滤时缺少普通漏斗,在进行萃取和分液时缺少分液漏斗。
(4)苯的沸点为80.1℃。
使用水浴加热的目的是使蒸馏烧瓶均匀受热、便于控制温度(水浴加热时的温度不会超过100℃)。
最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。
海水淡化的方法及原理
淡化方法
原理
蒸馏法
将海水加热蒸发汽化,然后冷凝水蒸气得到蒸馏水
电渗析法
利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、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入另一部分水中而达到除盐的目的
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阳离子和阴离子,得到去离子水的方法
核心素养
1.氯的制法——氯碱工业
2.海水中提取溴
(1)流程
(2)主要过程及反应原理
3.海带中提取碘
(2)通入Cl2的反应原理
发生反应的离子方程式:
Cl2+2I-===I2+2Cl-。
提醒:
也可以用H2O2氧化I-,反应的离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。
【例1】 海水开发利用的部分过程如下图所示。
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】 A项,苦卤中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可将Br-氧化成Br2,便于从苦卤中提取Br2;
B项,粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2+、Mg2+、SO
等),将粗盐溶于水,并除去其中的杂质,再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体;
C项,工业上沉淀Mg2+常选用廉价的Ca(OH)2,而不选用NaOH;
D项,Br2具有较强的挥发性,富集溴时,常先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含Br-溶液。
【答案】 C
【例2】 (双选)从海带中提取碘单质,成熟的工艺流程如下,下列关于海水制碘的说法不正确的是( )
A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B.在含I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2后,碘元素发生还原反应
C.在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D.在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
【解析】 灼烧干海带应在坩埚中进行,而不应在蒸发皿中灼烧;
在含有I-的滤液中加入稀硫酸和H2O2后,碘元素发生氧化反应。
【答案】 AB
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