考點27-海水資源的的綜合利用(要點總結(jié))

2019-2020學年高一化學期末復習高頻考點通關(guān)（人教版2019必修第二冊）考點27海水資源的的綜合利用復習要點1.了解海水資源及其利用。2.掌握海水化學資源的開發(fā)和利用，即海水制鹽，海水提溴、提碘。3.了解海水綜合利用的重要方向。核心梳理一、海水的淡化1．海水淡化的方法通過從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去，都可以達到淡化海水的目的。海水淡化的方法有蒸餾法(最先使用，技術(shù)成熟，但成本高)、電滲析法(成本低，但未能大量生產(chǎn))、離子交換法(目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹脂)。2．海水的整理(1)原理(2)注意事項①燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱。②燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的，也不能少于。③需向燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸。④冷凝器里的冷卻水要從冷凝器的下口進、上口出。二、海水化學資源的開發(fā)利用1．海帶中碘的提取與檢驗海水中碘的濃度很低，碘一般從海帶或海藻等植物中提取。使I?變成單質(zhì)碘，可供選擇的常見氧化劑有Cl2和H2O2。單質(zhì)碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸餾的方法將碘和有機溶劑分開。碘的提取反應(yīng)原理Cl2+2I?=I2+2Cl?工藝流程碘元素的檢驗反應(yīng)原理2H++2I?+H2O2=I2+2H2O操作步驟2．海水提溴的方法工藝流程基本操作濃縮海水曬鹽和海水淡化的過程中副產(chǎn)物Br?得到濃縮氧化向濃縮的海水中通入Cl2，將Br?氧化成Br2，反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Br?=Br2+2Cl?富集利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收，反應(yīng)方程式為Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4提取再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴典型例題例1水資源非常重要，聯(lián)合國確定2003年為國際淡水年。海水淡化是海島地區(qū)提供淡水的重要手段，所謂海水淡化是指除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程（又稱海水脫鹽），其方法較多，如反滲透法、水合物法、電滲透法、離子交換法和壓滲法等。下列方法中也可以用來進行海水淡化的是（）A．過濾法 B．蒸餾法 C．分液法 D．冰凍法答案B解析海水淡化的方法有蒸餾法，通過蒸餾水變成水蒸氣，然后冷凝得到淡水，答案選B。例2（2020·衡水市第十三中學高一月考）溴主要以Br-形式存在于海水（呈弱堿性）中，利用空氣吹出法從海水中提溴，工藝流程示意如下。資料：常溫下溴呈液態(tài)，深紅棕色，易揮發(fā)。（1）酸化：將海水酸化的主要目的是避免_______________（寫離子反應(yīng)方程式）。（2）脫氯：除去含溴蒸氣中殘留的Cl2①具有脫氯作用的離子是_______。②溶液失去脫氯作用后，補加FeBr2或加入__________，脫氯作用恢復。（3）富集、制取Br2：用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化為BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2，其離子反應(yīng)方程式為___________________。（4）探究(3)中所用H2SO4濃度對Br2生成的影響，實驗如下：序號ABC試劑組成1mol/LNaBr20%H2SO41mol/LNaBr98%H2SO4將B中反應(yīng)后溶液用水稀釋實驗現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象溶液呈棕紅色，放熱溶液顏色變得很淺①B中溶液呈棕紅色說明產(chǎn)生了________________。②分析C中溶液顏色變淺的原因，甲同學認為是發(fā)生了化學反應(yīng)所致；乙同學認為是用水稀釋所致。若認為甲同學的分析合理，請用具體的反應(yīng)說明理由；若認為乙同學的分析合理，進一步設(shè)計實驗方案說明。理由或方案：________________。③酸化歧化后的溶液宜選用的酸是________________（填“稀硫酸”或“濃硫酸”）。答案（1）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（2）Fe2+、Br-鐵粉（3）BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O（4）Br2理由：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4方案：用CCl4萃取顏色很淺的溶液，觀察溶液下層是否呈棕紅色稀硫酸解析(1)海水中溴元素以Br-存在，從海水中提取溴單質(zhì)，要用Cl2氧化溴離子得到，但海水呈堿性，若不酸化，就會發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，影響溴的提??；(2)①將溴蒸氣的殘留的Cl2脫去，可利用氯氣有強的氧化性，要加入能與Cl2反應(yīng)，但不能與Br2反應(yīng)的物質(zhì)，如Fe2+、Br-；②溶液失去脫氯作用后，補加FeBr2或加入還原鐵粉，物質(zhì)具有還原性，脫氯作用就恢復；(3)用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化為BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化，BrO3-和Br-及H+發(fā)生歸中反應(yīng)得到Br2，其離子反應(yīng)方程式為BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O；(4)①B中溶液呈棕紅色是由于Br2是紅棕色物質(zhì)，產(chǎn)生了Br2；②若甲同學說法正確，則會發(fā)生反應(yīng)：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,消耗了溴單質(zhì)；若乙同學說法正確，則要把顏色很淺的溶液用CCl4萃取，利用CCl4密度比水大，溴單質(zhì)容易溶于CCl4，觀察下層液體顏色否呈棕紅色即可；③歧化后的溶液若用稀硫酸酸化無明顯現(xiàn)象，若用濃硫酸酸化，溶液變?yōu)榧t棕色，反應(yīng)放出熱量，會導致溴單質(zhì)揮發(fā)，所以酸化要用稀硫酸。變式強化（2020·湖北省高一期末）海洋是一個巨大的化學資源寶庫，下面是海水資源綜合利用的部分流程圖。（1）步驟①中除去粗鹽中雜質(zhì)（Mg2＋、SO、Ca2＋），加入的藥品順序正確的是__________。A．NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過濾后加鹽酸（2）步驟⑤中已獲得Br2，步驟⑥中又用SO2的水溶液將Br2吸收，其目的是___________。（3）寫出步驟⑥中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________。（4）把溴吹入到SO2的水溶液的氣體X最可能用下面的___（填序號）。A．乙烯B．空氣C．氬氣D．CO2（5）由海水提溴過程中的反應(yīng)可得出Cl－、SO2、Br－還原性由弱到強的順序是___________。（6）鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。常溫下鈦不與非金屬、強酸反應(yīng)，紅熱時，卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：TiO2、炭粉混合，在高溫條件下通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學方程式為______。答案（1）BCD（2）提高溴的富集程度（3）Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br－＋SO42－（4）B（5）Cl－<Br－<SO2（6）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO解析海水分離得到粗鹽、淡水和母液鹵水，粗鹽提純得到精鹽，母液中加入氫氧化鈣沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，過濾得到沉淀在鹽酸中溶解得到氯化鎂溶液，濃縮結(jié)晶、得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中脫水得到氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣；得到的NaBr溶液中通入氯氣氧化溴離子生成溴單質(zhì)，用熱空氣吹出溴單質(zhì)和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，吸收液中通入氯氣氧化溴離子生成單質(zhì)溴，蒸餾冷卻分離得到純溴，據(jù)此分析解答。(1)除去粗鹽中雜質(zhì)(Mg2＋、SO42-、Ca2＋)，通過加氯化鋇除SO42-離子，然后再加碳酸鈉除Ca2+離子，同時碳酸鈉可以除去過量的鋇離子，如果加反了，過量的鋇離子就沒法除去，加NaOH除去Mg2+離子順序不受限制，因為過量的氫氧化鈉加鹽酸就可以調(diào)節(jié)了，將三種離子除完，過濾后加鹽酸除去過量的氫氧根離子和碳酸根離子；A．NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸，加入的氯化鋇溶液中鋇離子不能除去，故A錯誤；B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸，符合除雜和提純的要求，故B正確；C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸，符合除雜和提純的要求，故C正確；D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過濾后加鹽酸，符合除雜和提純的要求，故正確；故答案為：BCD；(2)步驟⑤中已獲得Br2，低濃度的Br2溶液在提取時消耗過多的原料和能源，步驟⑥中又將Br2還原為Br-，目的是轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，故答案為：提高溴的富集程度；(3)步驟⑥中二氧化硫與溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學方程式為：Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr，離子方程式為Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br－＋SO42-，故答案為：Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br-＋SO42-；(4)把溴吹出的氣體X，廉價且不和溴反應(yīng)，吹出的溴單質(zhì)用碳酸鈉溶液吸收，二氧化碳能夠與碳酸鈉溶液反應(yīng)，乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng)，氬氣生產(chǎn)成本高，所以工業(yè)上最適宜選用空氣，故答案為：B；(5)苦鹵中通入Cl2置換出Br2，吹出后用SO2吸收轉(zhuǎn)化為Br-，反復多次，以達到富集溴的目的。由海水提溴過程中的反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-；反應(yīng)中還原劑Br-的還原性大于還原產(chǎn)物Cl-；Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr，反應(yīng)中還原劑SO2的還原性大于還原產(chǎn)物Br