高中化學(xué)第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第1節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第二課時課件新人教版必修

第2課時

海水資源的開發(fā)利用知識鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測1.蒸餾實驗中,除酒精燈、錐形瓶和牛角管外,還需要的玻璃儀器有蒸餾燒瓶、冷凝管,溫度計水銀球應(yīng)處于蒸餾燒瓶的支管口處,冷凝管中水流的方向是下口進,上口出。2.氯氣、雙氧水將碘離子(I-)氧化成單質(zhì)碘(I2)的離子方程式為Cl2+2I-==I2+2Cl-,H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O。3.工業(yè)上冶煉鎂采用電解法,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。知識鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測一、海水資源的利用1.海水水資源海洋約占地球表面積的71%,海水約占地球總水量的97%。2.海水水資源的利用(1)海水淡化的主要方法:蒸餾法、電滲析法、離子交換法。(2)海水蒸餾知識鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測二、海水化學(xué)資源的開發(fā)利用1.海水中的化學(xué)元素2.海水資源的開發(fā)利用(1)海水制鹽:

(2)從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產(chǎn)品。知識鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測1.下列說法正確的是(

)A.海洋約占地球表面積的71%,所以地球上不缺水,人類可以隨意使用水資源,不必節(jié)約B.海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法C.海水淡化的各種方法中,蒸餾法的成本最低D.以上說法都正確解析地球表面咸水多,淡水少,許多國家面臨著淡水資源的危機,故不可以隨意浪費水資源,A項錯誤;海水淡化中蒸餾法的成本較高,C項錯誤。答案B知識鋪墊新知預(yù)習(xí)自主預(yù)測

探究一探究二從海帶中提取碘問題探究1.海帶中的碘元素以何種形式存在?如何將海帶中的碘元素轉(zhuǎn)化成單質(zhì)碘?答案海帶中的碘元素以I-形式存在,可加入氧化劑把I-氧化成I2。2.檢驗溶液中含有I-,所用試劑是硝酸銀溶液和稀硝酸,二者的添加順序如何?答案先向含I-的溶液中添加硝酸銀溶液,再加稀硝酸,若先加稀硝酸,I-被氧化為I2。探究一探究二思維建模海帶中提取碘1.流程海帶→浸泡→氧化→過濾→提純→碘單質(zhì)2.原理(1)主要的化學(xué)原理:H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O。(2)主要的物理原理:單質(zhì)碘用苯或四氯化碳萃取,分液后用蒸餾法將碘與有機溶劑分開。探究一探究二素能應(yīng)用【典例1】

(2018江蘇化學(xué))下列有關(guān)從海帶中提取碘的實驗原理和裝置能達到實驗?zāi)康牡氖?

)探究一探究二A.用裝置甲灼燒碎海帶B.用裝置乙過濾海帶灰的浸泡液C.用裝置丙制備用于氧化浸泡液中I-的Cl2D.用裝置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾氣解析灼燒碎海帶應(yīng)用坩堝,A項錯誤;海帶灰的浸泡液用過濾法分離獲得含I-的溶液,B項正確;MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2需要加熱,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,C項錯誤;Cl2在飽和NaCl溶液中溶解度很小,不能用飽和NaCl溶液吸收尾氣Cl2,尾氣Cl2應(yīng)用NaOH溶液吸收,D項錯誤。答案B探究一探究二提能訓(xùn)練1海帶中含碘元素。從海帶中提取碘有如下步驟,合理的操作順序是(

)①通入足量Cl2②將海帶焙燒成灰后加水?dāng)嚢琚奂覥Cl4振蕩④用分液漏斗分液⑤過濾A.①②③④⑤

B.②⑤①③④C.①③⑤②④

D.②①③⑤④解析從海帶中提取碘的過程是焙燒→溶解→過濾→用Cl2把I-氧化成I2→CCl4萃取→分液。答案B探究一探究二海水提溴與海水提鎂問題探究1.海水提鎂的過程中沒有涉及的基本反應(yīng)類型是哪種?答案置換反應(yīng)。2.海水提溴經(jīng)歷了氧化→熱空氣吹出→氧化,兩次氧化的目的是什么?熱空氣吹出利用了溴的哪方面的性質(zhì)?答案富集溴;溴單質(zhì)的揮發(fā)性。探究一探究二思維建模1.海水提溴海水提溴的主要方法是空氣吹出法。(1)主要流程:(2)主要反應(yīng):Cl2+2Br-==Br2+2Cl-(氧化)Br2+SO2+2H2O==2HBr+H2SO4(富集)Cl2+2Br-==Br2+2Cl-(提取)探究一探究二2.海水提鎂(1)主要反應(yīng)原理:探究一探究二(2)工藝流程。

探究一探究二素能應(yīng)用【典例2】海水中溴元素以Br-形式存在,工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖:探究一探究二(1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是

。

(2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

從理論上考慮,下列也能吸收Br2的是

。

A.NaOH B.FeCl2C.Na2SO3 D.H2O(3)步驟⑤蒸餾的過程中,溫度應(yīng)控制在80~90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),請解釋原因

。

(4)為什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”進行蒸餾得到液溴?

。

探究一探究二

探究一探究二答案(1)2Br-+Cl2==Br2+2Cl-(2)SO2+Br2+2H2O==H2SO4+2HBr

ABC(3)若溫度過高,大量水蒸氣隨溴排出,所得氣體中水蒸氣的含量增加;溫度過低,溴不能完全蒸出,產(chǎn)率太低(4)“溴水混合物Ⅰ”中雖然含有溴單質(zhì),但濃度低,如果直接蒸餾,處理量大,生產(chǎn)成本高。而“溴水混合物Ⅱ”實際上將溴水濃縮了探究一探究二提能訓(xùn)練2溴有“海洋元素”之稱,海水中溴含量為65mg·L-1。實驗室模擬海水中溴的提取。實驗方法:將適量新制氯水加入到20mL富含溴離子的海水中(海水可以用0.1mol·L-1NaBr溶液代替),把溴置換出來。氯水中的氯氣作

劑,涉及反應(yīng)的離子方程式為

。得到的單質(zhì)溴可以用有機溶劑在

(儀器)中實現(xiàn)萃取富集,萃取試劑用

、苯等,得到的有機層顯

色。解析把溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)時,溴離子發(fā)生氧化反應(yīng),因此需要氧化劑,氯氣可以將Br-氧化為Br2。根據(jù)萃取的原理,要從水溶液中萃取某種溶質(zhì),所選擇的萃取劑一定要和水互不相溶,且該溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在水中的大。溴單質(zhì)在有機溶劑中的顏色是橙紅色。答案氧化Cl2+2Br-==2Cl-+Br2分液漏斗四氯化碳橙紅探究一探究二【典例3】

鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下:(1)為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,試劑①可以選用

,要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀,加入試劑的量應(yīng)

。

(2)加入試劑①后,能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是

。(3)試劑②選用

,其反應(yīng)的離子方程式為

。(4)無水MgCl2在熔融狀態(tài)下,通電后產(chǎn)生鎂和氯氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

探究一探究二解析(1)工業(yè)上常加入廉價的石灰乳使海水中的MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2;為使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,應(yīng)加入過量石灰乳。(2)加入石灰乳產(chǎn)生Mg(OH)2,通過過濾將Mg(OH)2分離出來。(3)用鹽酸溶解Mg(OH)2,反應(yīng)的離子方程式為Mg(OH)2+2H+==Mg2++2H2O。(4)工業(yè)上電解熔融MgCl2制取Mg,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。答案(1)石灰乳過量(2)過濾(3)鹽酸Mg(OH)2+2H+==Mg2++2H2O(4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑探究一探究二提能訓(xùn)練3海水中含有氯化鎂,是鎂的重要來源之一。從海水中提取鎂,可按照如下步驟進行:①把貝殼制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、過濾、洗滌沉淀物;③將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物;④將所得的產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂,下列說法不正確的是(

)A.此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富B.進行①②③步操作的目的是從海水中提取氯化鎂C.第④步電解時會產(chǎn)生氯氣D.以上提取鎂的過程中涉及的反應(yīng)有分解反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)探究一探究二解析海水和貝殼都易于得到,而且十分豐富,所以此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富,故A項正確;海水中含有氯化鎂,但濃度低且含有其他雜質(zhì),不能直接蒸發(fā)結(jié)晶,故B項正確;貝殼的主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣高溫煅燒生成氧化鈣和二氧化碳,發(fā)生的是分解反應(yīng);電解氯化鎂時產(chǎn)生氯氣和鎂,屬于分解反應(yīng);生石灰和水反應(yīng)是化合反應(yīng),氫氧化鈣與氯化鎂反應(yīng)、氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)都屬于復(fù)分解反應(yīng),所以提取鎂的過程中沒有涉及的反應(yīng)類型是置換反應(yīng),C項正確,D項錯誤。答案D123451.中國食鹽產(chǎn)量居世界首位。下列實驗室中的操作類似“海水曬鹽”原理的是(

)A.蒸餾 B.蒸發(fā)C.過濾 D.攪拌解析實驗室中的“蒸發(fā)”操作是利用水受熱易揮發(fā)的特點,其中的溶質(zhì)因溶劑減少而析出的過程,這與海水曬鹽的原理是類似的。答案B123452.(2018重慶高一檢測)某課外小組將灼燒海帶產(chǎn)生的灰燼浸泡后過濾,得到澄清的濾液。他們設(shè)計了如下的幾個方案,你認(rèn)為能證明海帶的灰燼中含有碘元素的是

(

)A.取適量濾液,蒸干,觀察是否有紫色固體生成B.取適量濾液,加入苯,振蕩,靜置,苯層無色,證明不含碘元素C.取適量濾液,向其中加入淀粉溶液,無明顯現(xiàn)象,證明不含碘元素D.取適量濾液,加入酸化的H2O2溶液,再加入淀粉溶液,溶液呈藍色,證明含有碘元素解析海帶的灰燼中含有的碘元素是以I-形式存在的,不是以單質(zhì)形式存在,所以A、B、C均不正確;D中發(fā)生了氧化還原反應(yīng):H2O2+2I-+2H+==I2+2H2O,產(chǎn)生了I2,使淀粉溶液呈藍色。答案D123453.從海水中提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟有:①濃縮結(jié)晶;②加熟石灰;③加鹽酸;④過濾;⑤熔融電解。正確的生產(chǎn)順序是(

)A.①②③④⑤ B.⑤④③①②C.②④③①⑤ D.③④②①⑤答案C123454.從海水中提取溴的主要反應(yīng)為2Br-+Cl2==Br2+2Cl-,下列說法正確的是(

)A.溴離子具有氧化性B.氯氣是還原劑C.該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)D.氯氣的氧化性比溴單質(zhì)的強解析溴離子中的Br為-1價,處于最低價態(tài),沒有氧化性;在反應(yīng)中Cl2中的Cl價態(tài)由0價降低到-1價,作氧化劑;從基本反應(yīng)類型來看,該反應(yīng)屬于置換反應(yīng);氯氣為氧化劑,Br2為氧化產(chǎn)物,因此,氯氣的氧化