2018秋高中化學(xué) 第四章 化學(xué)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(xué)案 新人教版必修2.doc

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第2課時(shí)　海水資源的開發(fā)利用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 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(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)出從海水中提溴的流程,并能正確寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 自主學(xué)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(shù)和工藝也比較成熟,但成本較高。因此,海水淡化與化工生產(chǎn)結(jié)合、與能源技術(shù)結(jié)合,成為海水綜合利用的重要方向。 2.海水化學(xué)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(jì),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(jì)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(nèi)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(shù)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(shí)驗(yàn)裝置時(shí),需要注意什么問題? 【遷移應(yīng)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(jié)核 【遷移應(yīng)用2】下列哪種方法不能實(shí)現(xiàn)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(xué)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(chǎn)品,另外還從海水中獲得其他物質(zhì)和能量。 (2)海帶提碘 【實(shí)驗(yàn)42】我們知道海帶中含有碘元素,怎樣通過實(shí)驗(yàn)證明海帶中確實(shí)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(zhì)。) 請同學(xué)們不要閱讀課本,思考如何證明海帶中確實(shí)含有碘元素?寫出流程。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:　　　　　　　　　　　　　　　; 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:　　　　　　　　　　　　　　　。 【思考】①海帶為什么不能用水沖洗?海帶剪碎后,為什么要用酒精潤濕? ②反應(yīng)2KI+H2O2+H2SO4I2+K2SO4+2H2O中氧化劑、還原劑分別是什么物質(zhì)?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(zhuǎn)變?yōu)锽r2是海水提溴中關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)(見資料卡片“海水提溴”),你能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案模擬這一生產(chǎn)過程?寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 【遷移應(yīng)用3】下列屬于海水化學(xué)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(guān)于水的說法中錯(cuò)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(zhì)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(gè)遠(yuǎn)未完全開發(fā)的巨大化學(xué)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(jià)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(yīng)后將溶液蒸干,并將剩余的殘?jiān)茻?最終留下殘?jiān)?則最終殘?jiān)某煞质?　　) A.KCl、KBr B.KCl、I2 C.Br2、I2 D.KCl 5.由海水制備無水氯化鎂,主要有以下步驟:①在一定條件下脫水干燥,②加熟石灰,③加鹽酸,④過濾,⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是(　　) A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤① 6.海水淡化的方法有多種,其中歷史最久、技術(shù)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:①通入足量Cl2,②將海帶焙燒成灰后加水?dāng)嚢?③加CCl4振蕩,④用分液漏斗分液,⑤過濾。合理的操作順序是(　　) A.①②③④⑤ B.②⑤①③④ C.①③⑤②④ D.②①③⑤④ 8.下列說法不正確的是(　　) A.從海帶中提取碘單質(zhì)的過程涉及氧化還原反應(yīng) B.往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海產(chǎn)品的長途運(yùn)輸 C.赤潮主要是由工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)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(zhì),可以不涉及化學(xué)變化的是(　　) A.鎂 B.氯化鈉 C.溴 D.鉀 參考答案 自主學(xué)習(xí) 1.(1)海水的淡化　直接利用海水進(jìn)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(jī)物　有機(jī)物　13　80 課內(nèi)探究 1.【交流研討】 蒸餾法原理:加熱到水的沸點(diǎn),液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水與海水中的鹽分離,水蒸氣再經(jīng)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(wǎng); (2)需要加入沸石,防止暴沸; (3)冷卻水的方向應(yīng)下進(jìn)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。 【遷移應(yīng)用1】B 【遷移應(yīng)用2】D 2.(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(zhuǎn)化為碘單質(zhì)——用淀粉檢驗(yàn)。 加入幾滴淀粉溶液,溶液變藍(lán) 證明海帶中含有碘元素 【思考】 ①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(shí)驗(yàn)效果。酒精潤濕海帶,有助于海帶的充分燃燒。 ②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(chǎn)流程:①把氯氣通入預(yù)先酸化的濃縮海水中;②通入空氣和水蒸氣將溴單質(zhì)從海水中吹出來;③吹出來的溴蒸氣用吸收塔吸收,使溴蒸氣與吸收劑SO2反應(yīng)生成氫溴酸;④最后用氯氣將氫溴酸氧化得到溴單質(zhì)。 化學(xué)方程式: 2NaBr+Cl22NaCl+Br2 Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 2HBr+Cl2Br2+2HCl 【遷移應(yīng)用3】BC 隨堂檢測 1.解析:因海水蒸餾時(shí)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(xiàng)正確;海水中由于含有許多鹽類物質(zhì),密度要大于淡水,B項(xiàng)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(zhì)離子,而井水中溶有礦物質(zhì)離子,C項(xiàng)正確;水的密度4 ℃時(shí)最大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 2.解析:海水中的溴和氟元素均為常量元素,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 3.解析:Fe3+和I2的氧化性都不如Br2的強(qiáng),C項(xiàng)、D項(xiàng)不正確;酸性KMnO4溶液能氧化Br-,但不適合工業(yè)生產(chǎn)用,KMnO4價(jià)格比較貴。 答案:B 4.解析:由于還原性I-強(qiáng)于Br-,因此通入的氯氣首先與I-反應(yīng),然后再與Br-反應(yīng),因氯氣足量,并且溴、碘單質(zhì)易揮發(fā)或升華,所以最終得到KCl。 答案:D 5.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(jié)晶,再對晶體脫水干燥即可。 答案:D 6.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(shù)和工藝較完善的方法是蒸餾法。 答案:A 7.解析:從海帶中提取碘經(jīng)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:B 8.解析:海帶中提取碘需將I-氧化為I2,A項(xiàng)正確;往淡水中加入NaCl等配成人造海水,可用于海產(chǎn)品的長途運(yùn)輸,B項(xiàng)正確;赤潮是富營養(yǎng)化造成的,C項(xiàng)正確;硼(B)不是金屬,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:D 9.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(jié)晶、過濾即可。 答案:B