考點(diǎn)27-海水資源的的綜合利用(要點(diǎn)總結(jié))

2019-2020學(xué)年高一化學(xué)期末復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)通關(guān)（人教版2019必修第二冊(cè)）考點(diǎn)27海水資源的的綜合利用復(fù)習(xí)要點(diǎn)1.了解海水資源及其利用。2.掌握海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)和利用，即海水制鹽，海水提溴、提碘。3.了解海水綜合利用的重要方向。核心梳理一、海水的淡化1．海水淡化的方法通過(guò)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。海水淡化的方法有蒸餾法(最先使用，技術(shù)成熟，但成本高)、電滲析法(成本低，但未能大量生產(chǎn))、離子交換法(目前正迅速發(fā)展，但需要不斷更新離子交換樹(shù)脂)。2．海水的整理(1)原理(2)注意事項(xiàng)①燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱。②燒瓶所盛液體不能超過(guò)燒瓶容量的，也不能少于。③需向燒瓶中加幾粒沸石或幾片碎瓷片，以防液體暴沸。④冷凝器里的冷卻水要從冷凝器的下口進(jìn)、上口出。二、海水化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用1．海帶中碘的提取與檢驗(yàn)海水中碘的濃度很低，碘一般從海帶或海藻等植物中提取。使I?變成單質(zhì)碘，可供選擇的常見(jiàn)氧化劑有Cl2和H2O2。單質(zhì)碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸餾的方法將碘和有機(jī)溶劑分開(kāi)。碘的提取反應(yīng)原理Cl2+2I?=I2+2Cl?工藝流程碘元素的檢驗(yàn)反應(yīng)原理2H++2I?+H2O2=I2+2H2O操作步驟2．海水提溴的方法工藝流程基本操作濃縮海水曬鹽和海水淡化的過(guò)程中副產(chǎn)物Br?得到濃縮氧化向濃縮的海水中通入Cl2，將Br?氧化成Br2，反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Br?=Br2+2Cl?富集利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣和水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收，反應(yīng)方程式為Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4提取再用Cl2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴典型例題例1水資源非常重要，聯(lián)合國(guó)確定2003年為國(guó)際淡水年。海水淡化是海島地區(qū)提供淡水的重要手段，所謂海水淡化是指除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過(guò)程（又稱海水脫鹽），其方法較多，如反滲透法、水合物法、電滲透法、離子交換法和壓滲法等。下列方法中也可以用來(lái)進(jìn)行海水淡化的是（）A．過(guò)濾法 B．蒸餾法 C．分液法 D．冰凍法答案B解析海水淡化的方法有蒸餾法，通過(guò)蒸餾水變成水蒸氣，然后冷凝得到淡水，答案選B。例2（2020·衡水市第十三中學(xué)高一月考）溴主要以Br-形式存在于海水（呈弱堿性）中，利用空氣吹出法從海水中提溴，工藝流程示意如下。資料：常溫下溴呈液態(tài)，深紅棕色，易揮發(fā)。（1）酸化：將海水酸化的主要目的是避免_______________（寫(xiě)離子反應(yīng)方程式）。（2）脫氯：除去含溴蒸氣中殘留的Cl2①具有脫氯作用的離子是_______。②溶液失去脫氯作用后，補(bǔ)加FeBr2或加入__________，脫氯作用恢復(fù)。（3）富集、制取Br2：用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化為BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2，其離子反應(yīng)方程式為_(kāi)__________________。（4）探究(3)中所用H2SO4濃度對(duì)Br2生成的影響，實(shí)驗(yàn)如下：序號(hào)ABC試劑組成1mol/LNaBr20%H2SO41mol/LNaBr98%H2SO4將B中反應(yīng)后溶液用水稀釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象溶液呈棕紅色，放熱溶液顏色變得很淺①B中溶液呈棕紅色說(shuō)明產(chǎn)生了________________。②分析C中溶液顏色變淺的原因，甲同學(xué)認(rèn)為是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)所致；乙同學(xué)認(rèn)為是用水稀釋所致。若認(rèn)為甲同學(xué)的分析合理，請(qǐng)用具體的反應(yīng)說(shuō)明理由；若認(rèn)為乙同學(xué)的分析合理，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案說(shuō)明。理由或方案：________________。③酸化歧化后的溶液宜選用的酸是________________（填“稀硫酸”或“濃硫酸”）。答案（1）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（2）Fe2+、Br-鐵粉（3）BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O（4）Br2理由：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4方案：用CCl4萃取顏色很淺的溶液，觀察溶液下層是否呈棕紅色稀硫酸解析(1)海水中溴元素以Br-存在，從海水中提取溴單質(zhì)，要用Cl2氧化溴離子得到，但海水呈堿性，若不酸化，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，影響溴的提??；(2)①將溴蒸氣的殘留的Cl2脫去，可利用氯氣有強(qiáng)的氧化性，要加入能與Cl2反應(yīng)，但不能與Br2反應(yīng)的物質(zhì)，如Fe2+、Br-；②溶液失去脫氯作用后，補(bǔ)加FeBr2或加入還原鐵粉，物質(zhì)具有還原性，脫氯作用就恢復(fù)；(3)用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化為BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化，BrO3-和Br-及H+發(fā)生歸中反應(yīng)得到Br2，其離子反應(yīng)方程式為BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O；(4)①B中溶液呈棕紅色是由于Br2是紅棕色物質(zhì)，產(chǎn)生了Br2；②若甲同學(xué)說(shuō)法正確，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,消耗了溴單質(zhì)；若乙同學(xué)說(shuō)法正確，則要把顏色很淺的溶液用CCl4萃取，利用CCl4密度比水大，溴單質(zhì)容易溶于CCl4，觀察下層液體顏色否呈棕紅色即可；③歧化后的溶液若用稀硫酸酸化無(wú)明顯現(xiàn)象，若用濃硫酸酸化，溶液變?yōu)榧t棕色，反應(yīng)放出熱量，會(huì)導(dǎo)致溴單質(zhì)揮發(fā)，所以酸化要用稀硫酸。變式強(qiáng)化（2020·湖北省高一期末）海洋是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù)，下面是海水資源綜合利用的部分流程圖。（1）步驟①中除去粗鹽中雜質(zhì)（Mg2＋、SO、Ca2＋），加入的藥品順序正確的是__________。A．NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過(guò)濾后加鹽酸B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過(guò)濾后加鹽酸C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過(guò)濾后加鹽酸D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過(guò)濾后加鹽酸（2）步驟⑤中已獲得Br2，步驟⑥中又用SO2的水溶液將Br2吸收，其目的是___________。（3）寫(xiě)出步驟⑥中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________。（4）把溴吹入到SO2的水溶液的氣體X最可能用下面的___（填序號(hào)）。A．乙烯B．空氣C．氬氣D．CO2（5）由海水提溴過(guò)程中的反應(yīng)可得出Cl－、SO2、Br－還原性由弱到強(qiáng)的順序是___________。（6）鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。常溫下鈦不與非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng)，紅熱時(shí)，卻可與常見(jiàn)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：TiO2、炭粉混合，在高溫條件下通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____。答案（1）BCD（2）提高溴的富集程度（3）Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br－＋SO42－（4）B（5）Cl－<Br－<SO2（6）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO解析海水分離得到粗鹽、淡水和母液鹵水，粗鹽提純得到精鹽，母液中加入氫氧化鈣沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，過(guò)濾得到沉淀在鹽酸中溶解得到氯化鎂溶液，濃縮結(jié)晶、得到氯化鎂晶體，氯化氫氣流中脫水得到氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂和氯氣；得到的NaBr溶液中通入氯氣氧化溴離子生成溴單質(zhì)，用熱空氣吹出溴單質(zhì)和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和溴化氫，吸收液中通入氯氣氧化溴離子生成單質(zhì)溴，蒸餾冷卻分離得到純溴，據(jù)此分析解答。(1)除去粗鹽中雜質(zhì)(Mg2＋、SO42-、Ca2＋)，通過(guò)加氯化鋇除SO42-離子，然后再加碳酸鈉除Ca2+離子，同時(shí)碳酸鈉可以除去過(guò)量的鋇離子，如果加反了，過(guò)量的鋇離子就沒(méi)法除去，加NaOH除去Mg2+離子順序不受限制，因?yàn)檫^(guò)量的氫氧化鈉加鹽酸就可以調(diào)節(jié)了，將三種離子除完，過(guò)濾后加鹽酸除去過(guò)量的氫氧根離子和碳酸根離子；A．NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過(guò)濾后加鹽酸，加入的氯化鋇溶液中鋇離子不能除去，故A錯(cuò)誤；B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過(guò)濾后加鹽酸，符合除雜和提純的要求，故B正確；C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過(guò)濾后加鹽酸，符合除雜和提純的要求，故C正確；D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過(guò)濾后加鹽酸，符合除雜和提純的要求，故正確；故答案為：BCD；(2)步驟⑤中已獲得Br2，低濃度的Br2溶液在提取時(shí)消耗過(guò)多的原料和能源，步驟⑥中又將Br2還原為Br-，目的是轉(zhuǎn)化為HBr后易被氧化劑氯氣氧化為溴單質(zhì)，用于富集溴元素，故答案為：提高溴的富集程度；(3)步驟⑥中二氧化硫與溴單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr，離子方程式為Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br－＋SO42-，故答案為：Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br-＋SO42-；(4)把溴吹出的氣體X，廉價(jià)且不和溴反應(yīng)，吹出的溴單質(zhì)用碳酸鈉溶液吸收，二氧化碳能夠與碳酸鈉溶液反應(yīng)，乙烯和溴發(fā)生加成反應(yīng)，氬氣生產(chǎn)成本高，所以工業(yè)上最適宜選用空氣，故答案為：B；(5)苦鹵中通入Cl2置換出Br2，吹出后用SO2吸收轉(zhuǎn)化為Br-，反復(fù)多次，以達(dá)到富集溴的目的。由海水提溴過(guò)程中的反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-；反應(yīng)中還原劑Br-的還原性大于還原產(chǎn)物Cl-；Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr，反應(yīng)中還原劑SO2的還原性大于還原產(chǎn)物Br