内容发布更新时间 : 2024/5/18 14:23:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第四章 化学与自然资源的开发利用 第一节 开发利用金属矿物和海水资源
第2课时 海水资源的开发利用
学习目标
1.简单了解海水淡化的知识。
2.能顺利完成从海带中提取碘的实验,设计出从海水中提溴的流程,并能正确写出有关反应的化学方程式。
自主学习
1.海水水资源的利用
(1)海水水资源的利用主要包括: 和 等。
(2)海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把 分离出去。
(3)海水淡化的方法主要有 、 、 等。其中 法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。因此,海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合,成为海水综合利用的重要方向。
2.海水化学资源的开发利用
海水资源的多样性:海水中含有丰富的水资源;另外,由于与岩石、大气和生物的相互作用,海水中溶解和悬浮着大量的 和 。按含量计,H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等 种元素超过总量的99%,其他为微量元素,总计含有 多种元素。虽然海水中元素的种类很多,总储量很大,但许多元素的富集程度却很低。
课内探究
1.海水水资源的利用
【交流研讨】蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,是目前海水淡化的主要方法。为什么采用蒸馏法可将海水中的淡水提取出来?在组装蒸馏实验装置时,需要注意什么问题?
【迁移应用1】下列海洋资源中属于可再生资源的是( ) A.海底石油、天然气 B.潮汐能 C.滨海砂矿 D.锰结核
【迁移应用2】下列哪种方法不能实现海水的淡化( ) A.蒸馏法 B.电渗析法 C.离子交换法 D.电解法 2.海水化学资源的开发利用 (1)海水制盐
主要包括提取 和从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品,另外还从海水中获得其他物质和能量。
(2)海带提碘
【实验42】我们知道海带中含有碘元素,怎样通过实验证明海带中确实存在碘元素呢?(提示:海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-的形式存在,H2O2可以将I-氧化为碘单质。)
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请同学们不要阅读课本,思考如何证明海带中确实含有碘元素?写出流程。
实验现象: ; 实验结论: 。
【思考】①海带为什么不能用水冲洗?海带剪碎后,为什么要用酒精润湿? ②反应2KI+H2O2+H2SO4I2+K2SO4+2H2O中氧化剂、还原剂分别是什么物质?许多氧
-化剂都可以氧化I,用H2O2有什么好处?
(3)海水提溴
将Br-转变为Br2是海水提溴中关键的化学反应(见资料卡片“海水提溴”),你能否设计一个实验方案模拟这一生产过程?写出有关反应的化学方程式。
【迁移应用3】下列属于海水化学资源利用的是( ) A.海水淡化 B.海水提盐 C.海水提溴 D.海水发电
随堂检测
1.水资源非常重要。下列关于水的说法中错误的是( ) A.蒸馏法是海水淡化的方法之一 B.淡水的密度小于海水的密度
C.融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少 D.0 ℃以上,温度越高,水的密度越小 2.下列说法中不正确的是( )
A.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库
B.海水中金的储存量约为陆地的170倍,但它的富集程度却很低 C.从海水中可以提取铀和重水等核原料
D.海水中的溴、氟等元素均为微量元素,但仍有提取的价值
3.海水提溴过程中将Br-氧化成Br2,可向其中加入氧化剂,合适的是( ) A.酸性KMnO4溶液 B.氯水 C.FeCl3溶液 D.碘水
4.向含有KBr和KI的混合溶液里通入足量的Cl2,充分反应后将溶液蒸干,并将剩余的残渣灼烧,最终留下残渣,则最终残渣的成分是( )
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A.KCl、KBr B.KCl、I2 C.Br2、I2 D.KCl
5.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥,②加熟石灰,③加盐酸,④过滤,⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤①
6.海水淡化的方法有多种,其中历史最久、技术和工艺较完善的主要方法是( ) A.蒸馏法 B.电渗析法 C.离子交换法 D.冷冻法 7.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:①通入足量Cl2,②将海带焙烧成灰后加水搅拌,③加CCl4振荡,④用分液漏斗分液,⑤过滤。合理的操作顺序是( )
A.①②③④⑤ B.②⑤①③④ C.①③⑤②④ D.②①③⑤④ 8.下列说法不正确的是( )
A.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应
B.往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输
C.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的 D.海洋经济专属区的资源开发可获得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金属 9.从海水中提取下列物质,可以不涉及化学变化的是( ) A.镁 B.氯化钠 C.溴 D.钾
参考答案
自主学习 1.(1)海水的淡化 直接利用海水进行循环冷却 (2)盐 (3)蒸馏法 电渗析法 离子交换法 蒸馏 2.无机物 有机物 13 80 课内探究 1.【交流研讨】
蒸馏法原理:加热到水的沸点,液态水变为气态水与海水中的盐分离,水蒸气再经过冷凝就得到了淡水。
注意问题:(1)圆底烧瓶不能直接加热,需要垫石棉网; (2)需要加入沸石,防止暴沸; (3)冷却水的方向应下进上出;
(4)圆底烧瓶中溶液体积不超过容积的二分之一并且不少于三分之一。 【迁移应用1】B 【迁移应用2】D 2.(1)氯化钠
(2)证明海带中含有碘元素的流程:获得I-的溶液——转化为碘单质——用淀粉检验。 加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝 证明海带中含有碘元素 【思考】
①海带中含有易溶于水的I-,如果用水冲洗,容易使I-流失,影响实验效果。酒精润湿海带,有助于海带的充分燃烧。
②氧化剂为H2O2,还原剂为KI。用H2O2的好处:一是绿色氧化剂,无污染;二是颜色变化明显,便于观察。
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(3)生产流程:①把氯气通入预先酸化的浓缩海水中;②通入空气和水蒸气将溴单质从海水中吹出来;③吹出来的溴蒸气用吸收塔吸收,使溴蒸气与吸收剂SO2反应生成氢溴酸;④最后用氯气将氢溴酸氧化得到溴单质。
化学方程式: 2NaBr+Cl22NaCl+Br2 Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 2HBr+Cl2Br2+2HCl 【迁移应用3】BC 随堂检测 1.解析:因海水蒸馏时水变成水蒸气逸出,然后再冷凝得到淡水,海水中的离子并不会随水蒸气一同蒸出,因此海水可通过蒸馏得到淡水,A项正确;海水中由于含有许多盐类物质,密度要大于淡水,B项正确;雪是空气中的水蒸气遇冷形成的,因此融化的雪水中没有矿物质离子,而井水中溶有矿物质离子,C项正确;水的密度4 ℃时最大,D项错误。
答案:D
2.解析:海水中的溴和氟元素均为常量元素,所以D项错误。 答案:D
3.解析:Fe3+和I2的氧化性都不如Br2的强,C项、D项不正确;酸性KMnO4溶液能氧化Br-,但不适合工业生产用,KMnO4价格比较贵。
答案:B
4.解析:由于还原性I-强于Br-,因此通入的氯气首先与I-反应,然后再与Br-反应,因氯气足量,并且溴、碘单质易挥发或升华,所以最终得到KCl。
答案:D
5.解析:要从海水中得到无水MgCl2,首先要加熟石灰得到Mg(OH)2沉淀,然后过滤,再将沉淀加盐酸溶解,得到MgCl2溶液,然后对溶液浓缩结晶,再对晶体脱水干燥即可。
答案:D
6.解析:海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法,但历史最久、技术和工艺较完善的方法是蒸馏法。
答案:A
7.解析:从海带中提取碘经历以下步骤:海带的灼烧,海带灰的溶解、过滤,海带中I-的氧化,I2的萃取分液。
答案:B
8.解析:海带中提取碘需将I-氧化为I2,A项正确;往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输,B项正确;赤潮是富营养化造成的,C项正确;硼(B)不是金属,D项错误。
答案:D
9.解析:从海水中提取镁和钾,需把镁、钾元素还原;从海水中提取溴,需把Br-氧化;从海水中提取氯化钠,只需蒸发、结晶、过滤即可。
答案:B
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