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文檔簡介
成才之路 化學(xué) 路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索 人教版 必修2 化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用 第四章 第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 第四章 第2課時(shí)海水資源的開發(fā)利用 第四章 海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的重要基地 浩瀚的海洋中 蘊(yùn)藏著極其豐富的礦物資源 生物資源和藥物資源 其經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀 開發(fā)前景十分誘人 開發(fā)利用海洋是解決當(dāng)前人類社會(huì)面臨的人口膨脹 資金短缺和環(huán)境惡化等一系列難題的可靠途徑 在陸地資源日漸枯竭的今天 海洋正成為人類繁衍發(fā)展的生命線 我國大陸海岸線長達(dá)18000km 海島海岸線長達(dá)14000km 這為我們開發(fā)利用海水資源提供了良好的自然條件 那么 海水的開發(fā)利用都包括哪些方面呢 你知道怎樣才能開發(fā)出海洋中的這些資源嗎 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 了解海水資源及其利用 2 了解海水淡化的方法 掌握海水的蒸餾 3 掌握海水化學(xué)資源的開發(fā)和利用 即海水制鹽 海水提溴 海帶提碘 新知預(yù)習(xí)1 海水水資源的利用 1 海水水資源的利用主要包括 和 等 2 海水淡化的途徑及方法 從海水中提取 或從海水中把 出去都可以達(dá)到淡化海水的目的 淡化的方法主要有 等 海水的淡化 直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻 淡水 鹽分離 蒸餾法 離子交換法 電滲析法 2 海水化學(xué)資源的開發(fā)利用海水中溶解和懸浮著大量的 和 h o cl na k mg ca s c f br sr等13種元素超過總量的 其他為微量元素 總計(jì)含有 多種元素 雖然海水中的元素種類 總儲(chǔ)量 但富集程度卻 無機(jī)物 有機(jī)物 99 80 很多 很大 很低 1 海水制鹽從海水中制得的nacl除用于食用外 還用作 2 海水提溴在預(yù)先經(jīng)過酸化的濃縮海水中用氯氣置換溴離子使之成為 單質(zhì) 其離子方程式為 工業(yè)原料 溴 cl2 2br br2 2cl 3 海水中能量的開發(fā)和利用 1 從海水中提取核能開發(fā)的重要原料 和 2 等是有待開發(fā)的新型能源 鈾 重水 潮汐能 波浪能 自主探究1 在海底發(fā)現(xiàn)的大量多金屬核礦是人類重要的金屬資源 思考目前開發(fā)這些海底金屬資源可能遇到的主要問題是什么 體會(huì)保護(hù)金屬資源的重要意義 請(qǐng)將你的看法同大家交流 提示 目前海底礦藏資源的勘探和開采技術(shù)還不夠成熟 要投入使用更面臨許多問題 除了成本比陸地高以外 還存在破壞生態(tài)環(huán)境等問題 有資料表明 開采海底礦藏作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)將在2010年至2030年才能形成 2 進(jìn)行海水的蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng) 提示 在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片或沸石 防止液體暴沸 蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2 3 也不能少于1 3 冷凝管中冷卻水從下口進(jìn) 從上口出 溫度計(jì)的水銀球在支管口部 海水資源的開發(fā)利用 思維導(dǎo)圖 教材點(diǎn)撥 2 海水資源的特點(diǎn) 1 多樣性 由于與巖石 大氣和生物的相互作用 海水中溶解和懸浮著大量的無機(jī)物和有機(jī)物 按含量計(jì) h2o中的h o兩種元素 加上cl na k mg ca s c f b br sr等11種元素超過總量的99 2 分散性 雖然海水中元素種類很多 總儲(chǔ)量很大 但許多元素的富集程度卻很低 3 海水資源的利用 1 直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等 2 海水淡化 通常從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去 都可以達(dá)到淡化海水的目的 3 常見的海水淡化方法及原理 溫馨提示 海水淡化中蒸餾法設(shè)備簡單 易操作 但是耗能大 成本較高 將發(fā)電廠等工業(yè)余熱用于海水淡化是一種經(jīng)濟(jì)合理的途徑 4 海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用 1 海水制鹽 方法 把海水引到鹽灘上 利用日光和風(fēng)力使水分蒸發(fā) 得到食鹽 原理 蒸發(fā)海水 使食鹽濃縮結(jié)晶 食鹽用途 2 從海帶中提取碘實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)步驟 5 海水資源的綜合利用 2014 試題調(diào)研 從淡化海水中提取溴的流程如圖所示 下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 典例透析 a x為so2氣體 也可將so2換成na2so3b 設(shè)備y為蒸餾塔c 在提取溴的過程中一定有br 被氧化d 工業(yè)上每獲得1molbr2 需要消耗cl2的體積最多為44 8l 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 解析 選項(xiàng)a br2也能被na2so3溶液吸收形成br 選項(xiàng)b br 先被cl2氧化為br2 然后經(jīng)蒸餾得到br2蒸氣 選項(xiàng)c 海水中br 被氧化為br2以及吸收塔內(nèi)都發(fā)生了br 被氧化的反應(yīng) 選項(xiàng)d 根據(jù)選項(xiàng)c分析可知 兩步反應(yīng)都發(fā)生cl2氧化br 的反應(yīng) 考慮到氯氣部分溶于水等因素 實(shí)際生產(chǎn)中工業(yè)上每獲得1molbr2 需要消耗cl2的體積大于44 8l 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 答案 d 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 海帶是海洋中的一種褐藻 海帶中含有豐富的碘 是人類經(jīng)常食用的一種補(bǔ)碘食物 某資料中有 海帶中碘的檢驗(yàn) 的選做實(shí)驗(yàn) 操作步驟如下 取3g左右干海帶 除去表面雜質(zhì) 剪碎 用酒精潤濕 放在坩堝中灼燒成灰 冷卻 將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中加蒸餾水 攪拌 煮沸2 3min 使可溶物質(zhì)溶解 過濾 向?yàn)V液中滴入幾滴硫酸 再加入約1mlh2o2溶液 觀察現(xiàn)象 取少量上述所得溶液 滴加幾滴淀粉溶液 觀察現(xiàn)象 向 剩余的濾液中加入1mlccl4 振蕩靜置 觀察現(xiàn)象 向加有ccl4的溶液中加入naoh溶液 充分振蕩后 將混合液的下層液體放入指定的容器中 請(qǐng)回答下列問題 1 海帶中碘元素是 填 碘離子 碘單質(zhì) 或 碘酸鹽 步驟 中除去海帶表面的雜質(zhì)一般用刷子刷凈 不用水清洗 原因是 2 可說明海帶中含有碘的現(xiàn)象有 3 操作 叫做 操作 的目的是 解析 海帶中碘元素以碘離子的形式存在 且易溶于水 為防止碘元素的損失 除去海帶表面的雜質(zhì)一般用刷子刷凈 不用水清洗 實(shí)驗(yàn)中 步中加入淀粉溶液后變藍(lán) 步中下層液體呈紫紅色可以說明海帶中含有碘 操作 是萃取碘水中的碘 操作 是為了回收ccl4 答案 1 碘離子防止碘元素的損失 2 步中加入淀粉溶液后變藍(lán) 步中下層液體呈紫紅色 3 萃取回收ccl4 1 除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯氣 應(yīng)該采用的方法是 a 加入適量的ki溶液b 通入溴蒸氣c 加氫氧化鈉溶液d 加入適量的溴化鈉溶液答案 d 變式訓(xùn)練 點(diǎn)撥 a項(xiàng)cl2和br2均與ki反應(yīng)且引入了i2雜質(zhì) b項(xiàng) 溴蒸氣無法除去氯氣 c項(xiàng) 氯氣和液溴均能與氫氧化鈉反應(yīng) d項(xiàng)發(fā)生反應(yīng) cl2 2nabr 2nacl br2 既除去了氯氣 又不會(huì)引入新的雜質(zhì) 2 某課外小組將灼燒海帶的灰浸泡后過濾 得到澄清的濾液 他們?cè)O(shè)計(jì)了如下幾個(gè)方案 你認(rèn)為能證明海帶灰中含有碘元素的是 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 再加入淀粉溶液 呈藍(lán)色 證明含有碘元素 答案 d點(diǎn)撥 海帶灰中碘元素以i 形式存在 應(yīng)先加入氧化劑將其氧化為i2 再加入淀粉溶液檢驗(yàn) 物質(zhì)分離的幾種方法 思維導(dǎo)圖 物質(zhì)的分離是指通過適當(dāng)?shù)姆椒?把混合物中的幾種物質(zhì)分開 要還原成原來的形式 分別得到幾種比較純凈的物質(zhì) 1 蒸餾法 適用于分離互溶 但沸點(diǎn)不同的液態(tài)混合物 如酒精與水的分離 海水淡化等 1 主要儀器 鐵架臺(tái) 酒精燈 石棉網(wǎng) 蒸餾燒瓶 冷凝器 錐形瓶 教材點(diǎn)撥 2 裝置圖 如下圖 3 注意事項(xiàng) 蒸餾燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱 蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的1 2 需向蒸餾燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片 以防液體暴沸 溫度計(jì)的量程應(yīng)高于餾分的最高沸點(diǎn) 要使溫度計(jì)的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處 若對(duì)餾分在冷凝器里用自來水冷卻 自來水要從冷凝器的水口的低口進(jìn) 高口出 2 結(jié)晶法 適用分離各組分均溶于水 但溶解度隨溫度變化差別較大的固體混合物 如nacl與kno3的分離 3 過濾法 適用于一種可溶 另一種不溶的固態(tài)混合物 如nacl與baso4的分離 4 分液法 適用于分離兩種互不相溶的液態(tài)混合物 如苯和水的分離 5 萃取法 適用于分離溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度不同的混合物 如用ccl4提取碘水中的碘 6 洗氣法 適用各氣體與吸收劑作用不同來分離氣態(tài)混合物 如co2與co的分離 7 升華法 適用于分離其中一組分有升華特征的固體混合物 如碘與沙子的分離 2014 試題調(diào)研 下列實(shí)驗(yàn)操作或方案正確的是 典例透析 a 將mg oh 2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾 洗滌并收集沉淀b 將混有hcl的cl2通入飽和nahco3溶液中除去hclc 用圖1所示裝置和ccl4提取溴水中的br2d 用圖2所示裝置除去乙醇中的苯酚 解析 過濾時(shí) 應(yīng)使用玻璃棒引流 a項(xiàng)錯(cuò)誤 將混有hcl的cl2通過飽和nahco3溶液中會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)co2 且cl2也能被nahco3溶液吸收 b項(xiàng)錯(cuò)誤 br2在ccl4中的溶解度大于在水中的溶解度 且ccl4和水不互溶 應(yīng)采取分液的方法分離 c項(xiàng)正確 乙醇和苯酚混溶 不能采取過濾的方法分離 d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 c 3 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 下列分離混合物的方法中不正確的是 a 從酒精和水的混合物中分離出酒精 蒸餾法b 使渾濁的食鹽水變澄清 過濾法c 從溴水中分離出溴 分液法d 把硝酸鉀和氯化鉀從同一溶液中分離出來 蒸發(fā)結(jié)晶法答案 c 變式訓(xùn)練 點(diǎn)撥 a 酒精與水互溶為均勻的液態(tài)混合物 酒精的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)明顯的低 應(yīng)用蒸餾法可以把酒精從酒精與水的混合物中分離出來 b 食鹽水渾濁 說明食鹽水里混著固體混合物 過濾法可以除去混在液體里的固體物質(zhì) 使液體由渾濁變澄清 c 溴水是溴和水形成的均勻液態(tài)混合物 分液法不能使溴從溴水中分離出 要用分液法從溴水中分離出來 需先用萃取劑 如四氯化碳 苯 直餾汽油 將溴從溴水中萃取出來 然后再進(jìn)行分液 d 硝酸鉀和氯化鉀都易溶于水 硝酸鉀的溶解度受溫度的影響較大 氯化鉀的溶解度受溫度的影響較小 由此 可以用蒸發(fā)結(jié)晶法把硝酸鉀和氯化鉀從同一溶液中分離出來 混合物分離或提純的方法是由混合物的性質(zhì)決定的 要先分析混合物的性質(zhì)再確定分離或提純的方法 1 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 下列有關(guān)海水綜合利用的說法正確的是 a 海水中含有鉀元素 只需經(jīng)過物理變化就可以得到鉀單質(zhì)b 海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化c 從海水中可以得到nacl 電解熔融nacl可制備na和cl2d 從海帶中提取碘單質(zhì)的過程不涉及氧化還原反應(yīng)答案 c 點(diǎn)撥 a項(xiàng) 海水中的鉀元素以k 形式存在 必須經(jīng)過化學(xué)變化才能得到鉀單質(zhì) b項(xiàng) 海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生物理變化 d項(xiàng) 海帶中的碘元素以i 形式存在 從海帶中提取i2時(shí) 必須先用氧化劑將i 氧化成i2 因此一定發(fā)生氧化還原反應(yīng) 2 2013 合肥高一檢測 海水提碘時(shí) 不小心將碘與食鹽混合 欲將二者分離開 最好的方法是 a 溶解 過濾b 溶解 過濾 蒸發(fā)c 溶解 加agno3溶液 過濾d 加熱使碘升華答案 d點(diǎn)撥 氧化鈉很穩(wěn)定 熔 沸點(diǎn)較高 單質(zhì)碘易升華 故可用升華法 3 2013 廈門高一檢測 若將海水淡化作飲用水使用 下列方法在原理上完全不可行的是 a 加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化b 利用太陽能使海水蒸餾淡化c 將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水d 將海水通過離子交換樹脂 以除去所含離子答案 a 點(diǎn)撥 明礬凈水是利用al3 在水中生成的al oh 3膠體的吸附作用而除去水中的一些懸浮物 并不能除去海水中的陰 陽離子而使海水淡化 利用太陽能使海水蒸餾淡化 是有研究價(jià)值的一種淡化途徑 海水緩慢凝固后可結(jié)成冰 在這個(gè)過程中可以除去海水中的離子而淡化 將海水通過離子交換樹脂使海水淡化是一種已被應(yīng)用的海水淡化方法 4 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 將海帶燃燒 用水浸泡海帶灰 過濾 向?yàn)V液中加入溴水 1 加入淀粉溶液 現(xiàn)象為 化學(xué)方程式為 2 加入四氯化碳 現(xiàn)象為 答案 1 溶液變成藍(lán)色br2 2i 2br i2 2 溶液分層 上層無色 下層呈紫紅色點(diǎn)撥 1 單質(zhì)溴的氧化性比碘的氧化性強(qiáng) 溴可以把碘離子氧化成單質(zhì)碘 單質(zhì)碘遇到淀粉變藍(lán)色 2 單質(zhì)碘易溶于有機(jī)溶劑 現(xiàn)象為分層 上層無色 下層紫紅色 2 提取碘的過程中 可供選擇的有機(jī)試劑是 填序號(hào) a 酒精 沸點(diǎn)78 b 四氯化碳 沸點(diǎn)77 c 甘油 沸點(diǎn)290 d 苯 沸點(diǎn)80 3 在操作 中 溶液中生成少量icl icl的性質(zhì)類似于氯氣 以消除此雜質(zhì) 使碘全部游離出來 應(yīng)加入適量 填字母 溶液 反應(yīng)的離子方程式為 a kio3b hcloc kid br2 4 利用碘的有機(jī)溶液得到單質(zhì)i2的方法是 答案 1 萃取分液分液漏斗 2 b d 3 cicl i i2 cl 4 蒸餾法點(diǎn)撥 從碘水中提取碘單質(zhì)應(yīng)加入有機(jī)萃取劑如苯 四氯化碳 酒精和甘油均溶于水 不能作萃取劑 然后在分液漏斗中分液即得
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