2018秋高中化學 第四章 化學與自然資源的開發(fā)利用 4.1.2 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源學案 新人教版必修2.doc

第2課時海水資源的開發(fā)利用學習目標1.簡單了解海水淡化的知識。2.能順利完成從海帶中提取碘的實驗,設計出從海水中提溴的流程,并能正確寫出有關反應的化學方程式。自主學習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)海水淡化的途徑主要是從海水中提取淡水或從海水中把分離出去。(3)海水淡化的方法主要有、等。其中法的歷史最久,技術和工藝也比較成熟,但成本較高。因此,海水淡化與化工生產結合、與能源技術結合,成為海水綜合利用的重要方向。2.海水化學資源的開發(fā)利用海水資源的多樣性:海水中含有豐富的水資源;另外,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和。按含量計,H、O、Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr等種元素超過總量的99%,其他為微量元素,總計含有多種元素。雖然海水中元素的種類很多,總儲量很大,但許多元素的富集程度卻很低。課內探究1.海水水資源的利用【交流研討】蒸餾法的歷史最久,技術和工藝也比較成熟,是目前海水淡化的主要方法。為什么采用蒸餾法可將海水中的淡水提取出來?在組裝蒸餾實驗裝置時,需要注意什么問題?【遷移應用1】下列海洋資源中屬于可再生資源的是()A.海底石油、天然氣B.潮汐能C.濱海砂礦D.錳結核【遷移應用2】下列哪種方法不能實現海水的淡化()A.蒸餾法B.電滲析法C.離子交換法D.電解法2.海水化學資源的開發(fā)利用(1)海水制鹽主要包括提取和從海水中制取鎂、鉀、溴及其化工產品,另外還從海水中獲得其他物質和能量。(2)海帶提碘【實驗42】我們知道海帶中含有碘元素,怎樣通過實驗證明海帶中確實存在碘元素呢?(提示:海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-的形式存在,H2O2可以將I-氧化為碘單質。)請同學們不要閱讀課本,思考如何證明海帶中確實含有碘元素?寫出流程。實驗現象:;實驗結論:?！舅伎肌亢槭裁床荒苡盟疀_洗?海帶剪碎后,為什么要用酒精潤濕?反應2KI+H2O2+H2SO4I2+K2SO4+2H2O中氧化劑、還原劑分別是什么物質?許多氧化劑都可以氧化I-,用H2O2有什么好處?(3)海水提溴將Br-轉變?yōu)锽r2是海水提溴中關鍵的化學反應(見資料卡片“海水提溴”),你能否設計一個實驗方案模擬這一生產過程?寫出有關反應的化學方程式?！具w移應用3】下列屬于海水化學資源利用的是()A.海水淡化B.海水提鹽C.海水提溴D.海水發(fā)電隨堂檢測1.水資源非常重要。下列關于水的說法中錯誤的是()A.蒸餾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.融化的雪水中礦物質含量比深井水中的少D.0 以上,溫度越高,水的密度越小2.下列說法中不正確的是()A.海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學資源寶庫B.海水中金的儲存量約為陸地的170倍,但它的富集程度卻很低C.從海水中可以提取鈾和重水等核原料D.海水中的溴、氟等元素均為微量元素,但仍有提取的價值3.海水提溴過程中將Br-氧化成Br2,可向其中加入氧化劑,合適的是()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,充分反應后將溶液蒸干,并將剩余的殘渣灼燒,最終留下殘渣,則最終殘渣的成分是()A.KCl、KBrB.KCl、I2C.Br2、I2D.KCl5.由海水制備無水氯化鎂,主要有以下步驟:在一定條件下脫水干燥,加熟石灰,加鹽酸,過濾,濃縮結晶。其先后順序正確的是()A.B.C.D.6.海水淡化的方法有多種,其中歷史最久、技術和工藝較完善的主要方法是()A.蒸餾法B.電滲析法C.離子交換法D.冷凍法7.海帶中含碘元素。從海帶中提取碘有如下步驟:通入足量Cl2,將海帶焙燒成灰后加水攪拌,加CCl4振蕩,用分液漏斗分液,過濾。合理的操作順序是()A.B.C.D.8.下列說法不正確的是()A.從海帶中提取碘單質的過程涉及氧化還原反應B.往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海產品的長途運輸C.赤潮主要是由工農業(yè)生產和生活廢水引起沿海水域的富營養(yǎng)化而造成的D.海洋經濟專屬區(qū)的資源開發(fā)可獲得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金屬9.從海水中提取下列物質,可以不涉及化學變化的是()A.鎂B.氯化鈉C.溴D.鉀參考答案自主學習1.(1)海水的淡化直接利用海水進行循環(huán)冷卻(2)鹽(3)蒸餾法電滲析法離子交換法蒸餾2.無機物有機物1380課內探究1.【交流研討】蒸餾法原理:加熱到水的沸點,液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水與海水中的鹽分離,水蒸氣再經過冷凝就得到了淡水。注意問題:(1)圓底燒瓶不能直接加熱,需要墊石棉網;(2)需要加入沸石,防止暴沸;(3)冷卻水的方向應下進上出;(4)圓底燒瓶中溶液體積不超過容積的二分之一并且不少于三分之一?！具w移應用1】B【遷移應用2】D2.(1)氯化鈉(2)證明海帶中含有碘元素的流程:獲得I-的溶液轉化為碘單質用淀粉檢驗。加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍證明海帶中含有碘元素【思考】海帶中含有易溶于水的I-,如果用水沖洗,容易使I-流失,影響實驗效果。酒精潤濕海帶,有助于海帶的充分燃燒。氧化劑為H2O2,還原劑為KI。用H2O2的好處:一是綠色氧化劑,無污染;二是顏色變化明顯,便于觀察。(3)生產流程:把氯氣通入預先酸化的濃縮海水中;通入空氣和水蒸氣將溴單質從海水中吹出來;吹出來的溴蒸氣用吸收塔吸收,使溴蒸氣與吸收劑SO2反應生成氫溴酸;最后用氯氣將氫溴酸氧化得到溴單質?；瘜W方程式:2NaBr+Cl22NaCl+Br2Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO42HBr+Cl2Br2+2HCl【遷移應用3】BC隨堂檢測1.解析:因海水蒸餾時水變成水蒸氣逸出,然后再冷凝得到淡水,海水中的離子并不會隨水蒸氣一同蒸出,因此海水可通過蒸餾得到淡水,A項正確;海水中由于含有許多鹽類物質,密度要大于淡水,B項正確;雪是空氣中的水蒸氣遇冷形成的,因此融化的雪水中沒有礦物質離子,而井水中溶有礦物質離子,C項正確;水的密度4 時最大,D項錯誤。答案:D2.解析:海水中的溴和氟元素均為常量元素,所以D項錯誤。答案:D3.解析:Fe3+和I2的氧化性都不如Br2的強,C項、D項不正確;酸性KMnO4溶液能氧化Br-,但不適合工業(yè)生產用,KMnO4價格比較貴。答案:B4.解析:由于還原性I-強于Br-,因此通入的氯氣首先與I-反應,然后再與Br-反應,因氯氣足量,并且溴、碘單質易揮發(fā)或升華,所以最終得到KCl。答案:D5.解析:要從海水中得到無水MgCl2,首先要加熟石灰得到Mg(OH)2沉淀,然后過濾,再將沉淀加鹽酸溶解,得到MgCl2溶液,然后對溶液濃縮結晶,再對晶體脫水干燥即可。答案:D6.解析:海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法,但歷史最久、技術和工藝較完善的方法是蒸餾法。答案:A7.解析:從海帶中提取碘經歷以下步驟:海帶的灼燒,海帶灰的溶解、過濾,海帶中I-的氧化,I2的萃取分液。答案:B8.解析:海帶中提取碘需將I-氧化為I2,A項正確;往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海產品的長途運輸,B項正確;赤潮是富營養(yǎng)化造成的,C項正確;硼(B)不是金屬,D項錯誤。答案:D9.解析:從海水中提取鎂和鉀,需把鎂、鉀元素還原;從海水中提取溴,需把Br-氧化;從海水中提取氯化鈉,只需蒸發(fā)、結晶、過濾即可。答案:B