全國通用版201x版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四章非金屬及化合物4.5海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

1、第五節(jié) 海水資源的開發(fā)利用 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),考點(diǎn)一海水資源的開發(fā)利用 【基礎(chǔ)回顧】 1.水資源的利用,淡化,蒸餾法,離子交換法,2.海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用: (1)氯堿工業(yè),Cl2,H2、NaOH,電解NaCl溶液:(寫出化學(xué)方程式,下同) _。 產(chǎn)物制鹽酸:_。 制漂白液:_,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,H2+Cl2 2HCl,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,2)海水提鎂。 工藝流程,基本步驟及主要反應(yīng) a.制生石灰:_, 制石灰乳:CaO+H2O=Ca(OH)2。 b.沉淀:Mg2+2OH-=Mg(OH)2。 c.酸化:_,CaCO3 CaO+C

2、O2,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,d.蒸發(fā)結(jié)晶:析出MgCl26H2O。 e.脫水:在_氣流中使MgCl26H2O脫水制得 無水氯化鎂。 f.電解:電解熔融氯化鎂制取鎂: _,氯化氫,MgCl2(熔融) Mg+Cl2,3)海水提溴。 工藝流程,基本步驟及主要反應(yīng) a.濃縮:海水曬鹽和海水淡化的過程中Br-得到濃縮。 b.氧化:向濃縮的海水中通入Cl2,將Br-氧化為Br2,反 應(yīng)的離子方程式為_,Cl2+2Br-=Br2+2Cl,c.富集:利用溴的揮發(fā)性,通入熱空氣或水蒸氣, 吹出的溴蒸氣用SO2吸收。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _。 d.提取:再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴 _

3、,Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,Cl2+2HBr=Br2+2HCl,4)碘的提取。 海帶中含有碘元素的檢驗(yàn) a.反應(yīng)原理:2H+2I-+H2O2=I2+2H2O b.實(shí)驗(yàn)步驟及證明方法,海帶中提碘 a.工藝流程,b.兩種原理 主要的化學(xué)原理:_。 主要物理原理:單質(zhì)碘用_萃取,分液后 用_將碘與有機(jī)溶劑分開。 (5)海水中提取_和_可用于核能的開發(fā)利用。 潮汐能、波浪能是有待開發(fā)的新型能源,Cl2+2KI=2KCl+I2,苯或四氯化碳,蒸餾法,鈾,重水,思維診斷】 (正確的打“”,錯誤的打“”) (1)海水提碘只涉及物理變化。() 提示:。海帶中碘元素以I-形式存在,提取時需

4、將其氧化為單質(zhì),2)海水提鎂涉及復(fù)分解反應(yīng)。() 提示:。海水中的Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,Mg(OH)2與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2都是復(fù)分解反應(yīng)。 (3)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬凈化法等。() 提示:。明礬凈化不能使海水淡化,4)將氯化鎂晶體(MgCl26H2O)直接加熱可制得無水氯化鎂。() 提示:。將氯化鎂晶體(MgCl26H2O)直接加熱得不到無水氯化鎂,在氯化氫氣流中加熱,5)氯堿工業(yè)中所用食鹽需精制的目的是除去食鹽中 的泥沙。() 提示:。氯堿工業(yè)中所用食鹽需精制的目的是除去 食鹽中的Ca2+、Mg2+、,典題探究】 【典題】(2018哈爾濱模擬)碘是人類發(fā)現(xiàn)的第二

5、個生命體必需微量元素。回答下列問題:導(dǎo)學(xué)號79100065,1)碘與氯是同族元素,它們位于元素周期表的第_族;HI的穩(wěn)定性比HCl_(填“強(qiáng)”或“弱”,下同),HI的還原性比HCl_,2)自然界中的碘有的以NaIO3形態(tài)存在于硝石(NaNO3)中,向硝石母液中加入NaHSO3可以制得I2,NaIO3溶液和NaHSO3溶液反應(yīng)的離子方程式為_ _,3)碘還以碘化物的形態(tài)存在于海水中,被海藻類植物吸收而富集,從海帶中提取碘的過程如圖,步驟的操作名稱為_; 步驟發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_,4)從海帶中制取碘還可以有以下甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案:已知:3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O,步驟X

6、中,萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是 _。 下列有關(guān)步驟Y的說法,正確的是_。 A.應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積 B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層 C.主要目的是除去海帶浸取原液中的有機(jī)雜質(zhì) D.NaOH溶液可以由乙醇代替,解析】(1)碘與氯是同族元素,位于元素周期表的第 A族,HI的穩(wěn)定性比HCl弱,HI的還原性比HCl強(qiáng)。 (2)碘酸根離子和亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的 離子方程式為2 +5 =3H+5 +I2+H2O,3)步驟過濾得到含碘離子的溶液,步驟MnO2為氧化劑與I-發(fā)生2I-+MnO2+4H+=Mn2+I2+2H2O。 (4)步驟X是用CCl4萃取碘水中的I2,液體分上下兩層,下層

7、呈紫紅色,步驟Y發(fā)生I2與NaOH溶液反應(yīng),需要濃氫氧化鈉溶液,所以應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積,A正確;據(jù)反應(yīng)3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O可知,步驟Y將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層,B正確;該操作的主要目的是將碘單質(zhì)轉(zhuǎn)化成碘酸鈉、碘化鈉,將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層,不是除去有機(jī)雜質(zhì),C錯誤;乙醇易溶于水和四氯化碳,將氫氧化鈉換成乙醇,仍然無法分離出碘單質(zhì),D錯誤,答案:(1)A弱強(qiáng) (2)2 +5 =I2+5 +3H+H2O (3)過濾2I-+MnO2+4H+=Mn2+I2+2H2O (4)液體分上下兩層,下層呈紫紅色 A、B,母題變式】 (1)上題中(2)所用的NaHSO3可以

8、用Na2SO3溶液代替,則 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。 提示:5 +2 +2H2O=I2+5 +2OH-。 (2)上題中(4)方案甲中采用蒸餾易造成碘的損失,原 因是_。 提示:碘易升華,會導(dǎo)致碘的損失,歸納提升】解答海水的工藝流程題目的注意事項(xiàng) (1)在過程中往往用到結(jié)晶、過濾、萃取、分液、蒸餾等實(shí)驗(yàn)操作,注意碘水或溴水中I2、Br2的提取可先加CCl4萃取分液,再蒸餾獲取,2)從海水中提取氯化鎂的工藝流程中,沉淀池中加入的是石灰乳而不是石灰水。 (3)從海水中提取氯化鎂的工藝流程中,MgCl26H2O脫水制取無水MgCl2是在HCl的氣流中加熱氯化鎂晶體,以防MgCl2發(fā)生水解而得到Mg(O

9、H)2。 (4)遵循綠色化學(xué)的思想,使用無污染的物質(zhì)、減少或不排放污染物、物質(zhì)的循環(huán)使用,題組過關(guān)】 1.(RJ必修2P93改編題)海洋約占地球表面積的71%,對其進(jìn)行開發(fā)利用的部分流程如圖所示。下列說法錯誤的是導(dǎo)學(xué)號79100066(,A.試劑1可以選用石灰乳 B.從苦鹵中提取Br2的反應(yīng)的離子方程式為2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 C.工業(yè)上,電解熔融MgO冶煉金屬鎂可減小能耗 D.可用BaCl2溶液除去粗鹽中的,解析】選C。煅燒貝殼得到CaO,將CaO溶于水得到石灰乳,石灰乳和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀,試劑1廉價且原料來源廣泛,A正確;氯氣能將溴離子氧化為溴單質(zhì),B正確;氧化鎂熔點(diǎn)

10、很高,工業(yè)上采用電解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂,C錯誤;氯化鋇和硫酸根離子反應(yīng)生成難溶性的硫酸鋇,D正確,2.目前海水提溴的最主要方法之一是空氣吹出法,其流程圖如下,下列推斷不合理的是導(dǎo)學(xué)號79100067() A.熱空氣能吹出溴是利用溴易揮發(fā)的性質(zhì) B.SO2吸收溴的反應(yīng)方程式為SO2+2H2O+Br2=H2SO4+ 2HBr C.流程中循環(huán)利用的物質(zhì)有SO2、Br2、Cl2等 D.沒有采用直接蒸餾含溴海水得到單質(zhì)主要是為了節(jié)能,解析】選C。溴易揮發(fā),用熱空氣將溴吹出,A正確;SO2與溴水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸,B正確;流程中SO2被氧化為H2SO4,不可能被循環(huán)使用,C錯誤;“空氣吹出”“SO2

11、吸收”“氯化”的過程實(shí)際上是一個Br2的濃縮過程,與直接蒸餾含Br2的海水相比效率更高,消耗能源少,成本低,D正確,3.海藻中含有豐富的碘元素(以I-形式存在)。實(shí)驗(yàn)室中提取碘的流程如下: (1)實(shí)驗(yàn)操作的名稱是_,所用主要儀器名稱為_,2)為使從含碘有機(jī)溶液中提取碘并回收溶劑順利進(jìn)行,采用蒸餾方法(如圖所示)。請指出圖中實(shí)驗(yàn)裝置的錯誤之處:_ _,3)實(shí)驗(yàn)中常使用水浴加熱的原因是_, 最后晶體碘聚集在_(填儀器名稱)中,解析】從水溶液中提取I2用有機(jī)溶劑萃取,主要儀器為分液漏斗。I2的沸點(diǎn)比萃取劑高,最后留在蒸餾燒瓶中,答案:(1)萃取分液漏斗 (2)缺石棉網(wǎng)、溫度計(jì)插到了液體中、冷凝管進(jìn)出

12、水的方向顛倒 (3)使蒸餾燒瓶均勻受熱、控制加熱溫度不會過高蒸餾燒瓶,加固訓(xùn)練】 1.(2018大連模擬)海洋是一個巨大的寶藏,期待著人們的開發(fā)和利用。下列物質(zhì)不經(jīng)過化學(xué)變化就能從海水中獲得的是() A.單質(zhì)溴B.單質(zhì)鎂 C.燒堿D.食鹽,解析】選D。通入氯氣將溴離子氧化為溴單質(zhì),A錯誤;通過電解熔融的氯化鎂得到鎂,B錯誤;把從海水中獲得的氯化鈉配制成飽和食鹽水電解,即得燒堿、氫氣和氯氣,C錯誤;把海水經(jīng)太陽暴曬,蒸發(fā)水分后即得食鹽,D正確,2.下表是食用碘鹽包裝上的部分說明,下列說法正確的是(,A.高溫會導(dǎo)致碘的損失 B.碘酸鉀可氧化氯化鈉 C.可用淀粉檢驗(yàn)碘鹽中的碘酸鉀 D.該碘鹽中碘酸鉀

13、含量為2050 mgkg-1,解析】選A。根據(jù)說明知,高溫時碘酸鉀易分解,會 導(dǎo)致碘的損失,A正確;如果碘酸鉀和氯化鈉反應(yīng),則食 鹽中就不存在碘酸鉀, B錯誤;碘使淀粉試液變藍(lán)色, 食鹽中含有碘酸鉀而不是碘單質(zhì),C錯誤;根據(jù)KIO3I 知, 214 mgkg-1=33.7 mgkg-1碘酸鉀的含量 mgkg-1=84.25 mgkg-1,D錯誤,3.海水提取鎂的主要步驟如下:把貝殼制成生石灰;在海水中加入生石灰,過濾,洗滌沉淀物;將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶、過濾;在氯化氫熱氣流中加熱晶體;電解上述所得鹽(熔融條件下)。下列說法正確的是(,A.向步驟洗滌液中滴加碳酸鈉溶液可檢驗(yàn)沉淀是否洗凈 B.上

14、述變化過程中包括了分解、化合、復(fù)分解、置換四種反應(yīng)類型 C.在氯化氫熱氣流中加熱晶體的目的是為了加快干燥速度 D.步驟也可以采用電解該鹽水溶液的方法,解析】選A。生石灰過量,沉淀表面吸附有Ca2+,利用碳酸鈉溶液檢驗(yàn)Ca2+的存在,從而能夠判斷沉淀是否洗滌干凈,A正確;整個過程沒有發(fā)生置換反應(yīng),B錯誤;在氯化氫氣流中加熱晶體是為了防止Mg2+發(fā)生水解,C錯誤;電解氯化鎂水溶液不會得到鎂單質(zhì),D錯誤,考點(diǎn)二環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 【基礎(chǔ)回顧】 1.常見環(huán)境污染,SO2、NO2,NOx,氟氯烴,聚乙烯,聚氯乙烯,N、P,甲醛,苯,2.環(huán)境保護(hù): (1)空氣質(zhì)量日報(bào)。 主要包括“空氣污染指數(shù)”“空氣質(zhì)量

15、級別”“首要 污染物”。目前計(jì)入的污染物主要是_、固體 小顆粒,SO2、NOx,2)環(huán)境保護(hù)的措施。 工業(yè)廢氣攜帶顆粒物的回收利用。 工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放,限制使用含N、P洗滌劑。 回收、限制廢棄塑料,研制可降解塑料,3)減少污染環(huán)境的八項(xiàng)措施 將煤與適量生石灰混合后燃燒或?qū)煹罋膺M(jìn)行處理,可減少廢氣中SO2的排放。 推廣使用無鉛汽油,在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器,使用燃料電池、乙醇汽油作為汽油替代品,發(fā)展電動車等措施,可減少汽車等機(jī)動車尾氣的污染,禁止氟氯代烷的生產(chǎn)和使用以保護(hù)臭氧層。 使用無磷洗衣粉以減少水華和赤潮的發(fā)生。 使用合格環(huán)保型建筑材料和裝飾材料等,以減少甲醛的釋放,

16、降低居室裝修污染,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、倡導(dǎo)低碳生活、增大植被面積等,以減少二氧化碳的排放量,從而減弱溫室效應(yīng)。 適當(dāng)減少塑料的使用量并開發(fā)使用可降解塑料以減少白色污染。 回收利用廢舊電池以防止土壤污染和水污染,3.綠色化學(xué): (1)核心:利用化學(xué)原理從源頭上_工業(yè)生 產(chǎn)對環(huán)境的污染。 (2)最高目標(biāo):原子利用率為_,即反應(yīng)物中的原子 全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)品,減少或消除,100,思維診斷】 (正確的打“”,錯誤的打“”) (1)裝飾材料釋放的甲醛會造成污染。() 提示:。甲醛可造成居室內(nèi)污染,2)用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染。 () 提示:。聚乙烯塑料難降解,會引起白色污染,3) 和CO

17、2反應(yīng)生成可降解聚合物 ,該反應(yīng)符合綠色化學(xué)的原則。 () 提示:。該反應(yīng)的原子利用率達(dá)到100%,生成的聚碳酸酯易降解生成無毒無害物質(zhì),所以此反應(yīng)符合綠色化學(xué)原則,4)含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放。() 提示:。重金屬離子有毒,不能隨意排放,5)氨氮廢水(含 及NH3)可用化學(xué)氧化法或電化學(xué) 氧化法處理。() 提示:。 、NH3轉(zhuǎn)化為無毒的N2,是氮元素被氧化 的過程,題組過關(guān)】 1.(RJ必修2P102改編題)下列有關(guān)防止或減少酸雨的措施中不可行的是() A.對燃煤及燃煤煙氣進(jìn)行脫硫 B.對含SO2、NO2的廢氣處理后再排放 C.人工收集大氣雷電產(chǎn)生的氮的氧化物 D.推廣天然氣、甲醇

18、等作為汽車的燃料,解析】選C。對燃煤及燃煤煙氣進(jìn)行脫硫,可以減少硫酸型酸雨的產(chǎn)生,A可行;對含SO2、NO2的廢氣處理后再排放,可以減少酸雨,B可行;人工收集大氣雷電產(chǎn)生的氮的氧化物不現(xiàn)實(shí),C不可行;推廣天然氣、甲醇等作為汽車的燃料,可以減少燃煤的使用,有利于減少酸雨,D可行,2.二氧化碳捕獲和封存技術(shù)(CCS)是當(dāng)今化學(xué)的前沿技術(shù),下面通過化學(xué)反應(yīng)捕獲CO2的反應(yīng)中,原子利用率達(dá)到100%的是(,A.2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 B.Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 C.Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO D.2Mg+CO2 2MgO+C,解析】選B。B項(xiàng)中生成物只有一種,無副產(chǎn)物生成,原子利用率達(dá)100,3.“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)已走進(jìn)課堂,下列做法符合“綠