2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第4章第4節(jié)海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)教學(xué)案新人教版.docx

第四節(jié)海水資源的開發(fā)利用環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)考綱定位核心素養(yǎng)1.了解海水的綜合利用。2.了解常見元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。3.了解化學(xué)與環(huán)境的關(guān)系，了解“綠色化學(xué)”的重要性。1.科學(xué)精神根據(jù)海水資源的開發(fā)利用，認(rèn)識資源合理開發(fā)的重要性，具有可持續(xù)發(fā)展意識，理解化學(xué)對社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，綜合分析化學(xué)過程對自然可能帶來的各種影響。2.社會(huì)責(zé)任關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題。了解環(huán)境保護(hù)與資源開發(fā)的關(guān)系，具有綠色化學(xué)觀念。勇于承擔(dān)責(zé)任，權(quán)衡利弊，積極參與化學(xué)問題的社會(huì)決策。考點(diǎn)一| 海水資源的開發(fā)利用1海水資源的利用(1)海水水資源的利用海水水資源的利用，主要包括海水的淡化和直接利用海水進(jìn)行循環(huán)冷卻等。(2)海水淡化方法及原理淡化方法原理蒸餾法將海水加熱蒸發(fā)汽化，然后蒸氣冷凝而得到蒸餾水電滲析法利用陰、陽離子交換膜對水中陰離子、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達(dá)到除鹽目的離子變換法用陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂除去海水中的陽離子和陰離子得到去離子水2.海水中化學(xué)資源的開發(fā)利用(1)氯堿工業(yè)海水粗鹽飽和食鹽水電解NaCl溶液：(寫出化學(xué)方程式，下同)2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。產(chǎn)物制氯化氫：H2Cl22HCl。制漂白液：Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(2)從海水中提取鎂工藝流程基本步驟及主要反應(yīng)制熟石灰CaCO3CaOCO2，CaOH2O= Ca(OH)2沉淀Mg22OH=Mg(OH)2酸化Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸發(fā)結(jié)晶析出MgCl26H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl26H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融)MgCl2提醒：因?yàn)镸g在加熱時(shí)與O2、N2、CO2等氣體反應(yīng)，電解熔融MgCl2得到的Mg，應(yīng)在H2的氛圍中冷卻。(3)海水提溴工藝流程基本步驟及主要反應(yīng) (4)海帶中含有碘元素的檢驗(yàn)主反應(yīng)離子方程式為2I2HH2O2=I22H2O。(5)海帶中碘的提取化學(xué)原理(離子方程式)2ICl2=I22Cl。主要的物理原理：單質(zhì)碘用CCl4或苯萃取，分液后用蒸餾法將碘與有機(jī)溶劑分開。3海水中其他資源的開發(fā)利用(1)從海水中提取核能開發(fā)的重要原料：鈾和重水。(2)潮汐能、波浪能是有待開發(fā)的新型能源。正誤判斷(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)海水中Na、Mg、Cl、Br、I元素均以化合態(tài)存在。()(2)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬凈化法、雙氧水殺菌等方法。()(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)過程中，陰極反應(yīng)為2Cl2e=Cl2。()(4)海水提溴和碘既涉及物理過程又涉及化學(xué)過程。()(5)碘的CCl4溶液可以采用蒸餾法分離。()(6)NaCl溶液中Mg2、SO可依次加入NaOH、Ba(NO3)2，除去Mg2和SO。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考法海水資源的開發(fā)利用1海洋是一座巨大的化學(xué)資源寶庫，如圖是從海水中提取若干種化學(xué)物質(zhì)的流程圖，則下列說法正確的是()A.除去粗鹽中的SO、Ca2、Mg2、Fe3等雜質(zhì)，中加入試劑的順序?yàn)镹a2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液過濾后加鹽酸B中包含制取MgCl2溶液、無水MgCl2及電解熔融狀態(tài)的MgCl2幾個(gè)階段C氯堿工業(yè)可直接得到H2、O2、NaOHDSO2水溶液吸收Br2的離子方程式為SO2Br22H2O=2HSO2HBrBA項(xiàng)中的加入順序會(huì)導(dǎo)致Ba2無法除盡，A錯(cuò)誤；單質(zhì)鎂是通過電解熔融MgCl2(無水)的方法制取的，B正確；氯堿工業(yè)的產(chǎn)品中不含O2，C錯(cuò)誤；HBr為強(qiáng)酸，寫離子方程式應(yīng)拆為“HBr”，D錯(cuò)誤。2已知MgO、MgCl2的熔點(diǎn)分別為2 800 、604 ，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂的正確方法是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgD工業(yè)上提取Mg，要從成本和可行性考慮。A項(xiàng)，NaOH成本高，電解Mg(OH)2不能得到Mg；B項(xiàng)，無法提取純MgCl2；C項(xiàng)，MgO熔點(diǎn)很高，熔化時(shí)耗能高，成本高。3下面是某?；瘜W(xué)探究小組設(shè)計(jì)的從海帶中提取單質(zhì)碘的實(shí)驗(yàn)，請你完成下列實(shí)驗(yàn)。(1)將干燥潔凈的海帶用酒精潤濕后在_(填一種儀器名稱)中灼燒成灰燼。(2)將海帶灰燼冷卻至室溫，將其轉(zhuǎn)移到燒杯中，加蒸餾水后，攪拌、煮沸、冷卻、_(填一種操作名稱)。(3)在濾液中滴入幾滴稀硫酸，再加入一定量的H2O2溶液，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中，然后再加入CCl4，振蕩、靜置，可以觀察到CCl4層呈_色。經(jīng)分液得到碘的CCl4溶液，在這一實(shí)驗(yàn)過程中，CCl4起_作用。(5)用試管取碘的CCl4溶液用水浴加熱，待CCl4揮發(fā)完即可得到固體碘單質(zhì)。不用酒精燈直接加熱蒸發(fā)CCl4的原因是_。(6)證明得到的固體是碘單質(zhì)的化學(xué)方法是_。解析：(1)經(jīng)酒精潤濕后的海帶應(yīng)放在坩堝中灼燒。(3)濾液中先加入稀硫酸酸化，后加入雙氧水，發(fā)生的反應(yīng)為2IH2O22H=I22H2O。(4)把(3)中所得溶液加入CCl4中，溶液分層，上層為水溶液，幾乎無色，下層為碘的CCl4溶液，呈紫紅色，CCl4起萃取作用。(5)用酒精燈加熱碘的CCl4溶液，CCl4揮發(fā)的同時(shí)單質(zhì)碘也容易升華，從而造成碘的損失。(6)利用淀粉遇碘變藍(lán)色可以檢驗(yàn)碘的存在。答案：(1)坩堝(2)過濾(3)2IH2O22H=I22H2O(4)紫紅萃取(5)因?yàn)榫凭珶糁苯蛹訜釙r(shí)的溫度高，單質(zhì)碘易升華，會(huì)造成碘的損失(6)取得到的固體少許，將其加入淀粉溶液中，淀粉溶液變藍(lán)，即可證明所得固體為碘單質(zhì)(其他合理方法也可)4如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程。回答有關(guān)問題：(1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是_。(2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化_，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是_和_。(3)沉淀混合物為_和_(填化學(xué)式)。(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是_(填字母)。A電解法B氧氣還原法C碳還原法D分解法解析：加鹽酸后，溶液中有Mg2、Fe2、Al3、Cl，用Cl2氧化Fe2生成Fe3，用MgO調(diào)節(jié)pH，使Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀出來。答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2(或FeCl2)會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx會(huì)引入雜質(zhì)離子NO(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A注意：加BaCl2溶液必須在加過量Na2CO3溶液之前，加NaOH溶液必須在加適量鹽酸之前?？键c(diǎn)二| 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1常見環(huán)境污染(1)環(huán)境問題主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)“三廢”：主要是指廢氣、廢水和廢渣。(3)當(dāng)今常見環(huán)境污染及其成因酸雨形成原因主要是SO2和氮氧化合物。光化學(xué)煙霧主要是氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌斐傻?。臭氧層空洞主要是氟氯代烴、氮氧化合物等的排放引起的。溫室效應(yīng)主要是由于大氣中CO2等的含量的不斷增加造成的。白色污染聚乙烯等難降解塑料的大量使用。水華、赤潮含大量氮、磷的生活污水及工農(nóng)業(yè)廢污水的任意排放造成水體富營養(yǎng)化。PM2.5大氣中直徑小于或等于2.5106 m的顆粒物，它主要來自化石燃料的燃燒(如機(jī)動(dòng)車尾氣、燃煤等)。霧霾霧和霾的統(tǒng)稱。空氣中的灰塵、硫酸、硝酸等組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物(PM)這三項(xiàng)是霧霾主要污染物，前兩者為氣態(tài)污染物，最后一項(xiàng)顆粒物才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)?。居室污染甲醛、苯、甲苯、氡對空氣的污染。來源于建筑，裝修材料等。2兩類酸雨(pH5.6)的形成過程(1)硫酸型酸雨途徑1：SO2SO3H2SO4途徑2：SO2H2SO3H2SO4(2)硝酸型酸雨NOxHNO33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)量級別”“首要污染物”。目前計(jì)入的污染物主要是SO2、NOx、固體小顆粒。(2)環(huán)境保護(hù)的措施對工業(yè)攜帶廢氣顆粒物進(jìn)行回收利用。工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后再排放，限制使用含N、P的洗滌劑?；厥?、限制廢棄塑料，研制可降解塑料。深度歸納減少污染環(huán)境的八項(xiàng)措施(1)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；(2)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(dòng)車等措施，可減少汽車等機(jī)動(dòng)車尾氣的污染；(3)禁止氟氯代烷的生產(chǎn)和使用以保護(hù)臭氧層；(4)使用無磷洗衣粉以減少水華和赤潮的發(fā)生；(5)使用合格環(huán)保型建筑材料和裝飾材料等，以減少甲醛等的釋放，降低居室裝修污染；(6)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)；(7)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；(8)回收利用廢舊電池以防止土壤污染和水污染。4綠色化學(xué)(1)核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”。(2)綠色化學(xué)的研究主要圍繞化學(xué)反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化開展的，因此化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物具有以下特征：采用無毒、無害的原料；在無毒、無害的條件(包括催化劑、溶劑)下進(jìn)行；產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)境友好的；具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，即反應(yīng)具有高選擇性、極少副產(chǎn)物，甚至實(shí)現(xiàn)“零排放”。此外，它還應(yīng)當(dāng)滿足“物美價(jià)廉”的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。(3)原子經(jīng)濟(jì)性原子經(jīng)濟(jì)性可用原子利用率來衡量，其定義式可表示為：原子利用率100%。經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地減少了廢物的排放。最高目標(biāo)：原子利用率為100%，如化合反應(yīng)和加成反應(yīng)?？挤?環(huán)境污染與保護(hù)1下列有關(guān)描述不合理的是()A空氣質(zhì)量狀況屬于重度污染的地區(qū)，所有人的健康都會(huì)受到嚴(yán)重影響B(tài)二氧化硫、氮氧化物、懸浮顆粒物(PM)是霧霾的主要污染物，前兩者是氣態(tài)污染物，PM才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)證PM2.5(可吸入顆粒物)成分很復(fù)雜，并具有較強(qiáng)的吸附能力，隨人們吸入空氣而進(jìn)入肺部，從而影響健康D氣象環(huán)境報(bào)告中新增的PM2.5是一種新的分子D空氣重度污染，會(huì)嚴(yán)重影響人體健康，A項(xiàng)描述合理；懸浮顆粒物是加重霧霾天氣污染的罪魁禍?zhǔn)祝珺項(xiàng)描述合理；可吸入顆粒物隨人們吸入空氣而進(jìn)入肺部，從而影響健康，C項(xiàng)描述合理；PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，是混合物，D項(xiàng)描述不合理。2(2019汕頭模擬)化學(xué)與資源、環(huán)境、生活關(guān)系密切，下列說法正確的是()A霧霾天氣會(huì)對人體健康造成危害，“霧”和“霾”的分散質(zhì)微粒相同B煤燃燒時(shí)加入少量的生石灰可以減少廢氣中的二氧化硫排放C可將造紙廢水通過高壓水井壓到地下，從而節(jié)約生產(chǎn)成本D用鐵屑、CuO、稀硫酸為原料制銅：CuOH2SO4=CuSO4H2O、FeCuSO4=FeSO4Cu，原子利用率是100%BA項(xiàng)，“霧”為液體，而“霾”為固體；C項(xiàng)，污染地下水；D項(xiàng)，反應(yīng)有副產(chǎn)物FeSO4、H2O，原子利用率100%。考法2綠色化學(xué)3(2018唐山質(zhì)量檢測)“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)已走進(jìn)課堂，下列做法符合“綠色化學(xué)”的是()實(shí)驗(yàn)室中收集氨氣采用圖甲所示裝置實(shí)驗(yàn)室中做氯氣與鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖乙所示裝置實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸反應(yīng)生成銨鹽的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)ABCDC因?yàn)榘睔獾拿芏缺瓤諝庑?，?shí)驗(yàn)室用向下排空氣法收集氨氣，氨氣溶于水呈弱堿性，可以使滴有酚酞的水變紅，符合“綠色化學(xué)”；氯氣有毒，與鈉反應(yīng)后，多余的氯氣被堿液吸收，符合“綠色化學(xué)”；銅與稀硝酸反應(yīng)生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用氣球收集，符合“綠色化學(xué)”；濃鹽酸和濃氨水都易揮發(fā)，不符合“綠色化學(xué)”。4在下列制備環(huán)氧乙烷的反應(yīng)中，原子利用率由高到低的順序?yàn)開(填字母)。ACH2=CH2CCH3OOOH(過氧乙酸)CH2OCH2CH3COOHBCH2=CH2Cl2Ca(OH)2CH2OCH2CaCl2H2OC2CH2=CH2O22CH2OCH2D3CH2OHCH2OH催HOCH2CH2OCH2CH2OHCH2OCH22H2O解析：A項(xiàng)原子利用率：100%42.3%；B項(xiàng)原子利用率：100%25.4%；C項(xiàng)原子利用率：100%100%；D項(xiàng)原子利用率：100%23.7%。所以原子利用率由高到低的順序：CABD。答案：CABD課堂反饋真題體驗(yàn)1(2018全國卷，T8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時(shí)與大氣中的氨有關(guān) (如圖所示)。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A霧和霾的分散劑相同 B霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨 CNH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑D霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)C霧和霾的分散劑均為空氣，A項(xiàng)正確；結(jié)合圖示可知形成霧霾的無機(jī)顆粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖示可知空氣中NOx、SO2分別轉(zhuǎn)化為HNO3、H2SO4后，吸收空氣中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成無機(jī)顆粒物的反應(yīng)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；過度施用氮肥，會(huì)導(dǎo)致空氣中揮發(fā)的NH3濃度增大，與霧霾的形成有關(guān)，D項(xiàng)正確。2(2017全國卷，T7)化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是()APM2.5是指粒徑不大于2.5 m的可吸入懸浮顆粒物B綠色化學(xué)要求從源頭上消除或減少生產(chǎn)活動(dòng)對環(huán)境的污染C燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及