（人教通用版）2015屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)講義 第五節(jié) 海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護

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1、 第五節(jié)海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護 明考綱要求 理主干脈絡(luò) 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)境質(zhì)量的影響。 3.了解科學(xué)、技術(shù)、社會的相互關(guān)系(如化學(xué)與生活、材料、能源、環(huán)境等)。 4.理解在化工生產(chǎn)中遵照“綠色化學(xué)”思想的重要性。 海水資源的綜合利用 1．水資源的利用 2．化學(xué)資源的開發(fā)利用 (1)氯堿工業(yè)。 ①電解NaCl溶液：(寫出化學(xué)方程式，下同) 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； ②產(chǎn)物制鹽酸：H2＋Cl22HCl； ③制漂白液

2、：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 (2)海水提鎂。 海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl26H2OMgCl2Mg 1 / 16 (3)海水提溴。 海水(酸化)Br2HBrBr2(液) (4)海帶中提碘。 海帶海帶灰含I－的溶液I2I2的有機溶液I2 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2013福建高考)從海水中提取物質(zhì)都必須通過化學(xué)反應(yīng)才能實現(xiàn)。(　　) (2)(2013浙江高考)實驗室從海帶提取單質(zhì)碘的方法是：取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取。(　　) (3)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬

3、凈化法等。(　　) (4)海水中提取鎂所涉及的化學(xué)反應(yīng)全都是氧化還原反應(yīng)。(　　) (5)蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水，將其電解可制得金屬鈉。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)　(5) 2．海水是巨大的資源寶庫，以下是海水資源的利用： ①海水的淡化　②海水中提取食鹽?、酆Ｋ刑崛〗饘冁V?、芎Ｋ刑崛〉狻、莺Ｋ刑崛′? 上述化工生產(chǎn)中涉及氧化還原反應(yīng)的有__________。 答案：③④⑤ 3．從海水提取溴的工藝流程中出現(xiàn)了兩次Br－Br2的過程，這樣設(shè)計的目的是什么？ 提示：把海水中的溴元素富集。 4．氯化鎂晶體(MgCl26H2O)加熱失去結(jié)晶水生成MgCl2時，為

4、什么要在HCl的氣流中進行？ 提示：MgCl2易發(fā)生水解反應(yīng)，在HCl的氣流中可抑制MgCl2的水解。 一、從海水中提取鎂的方法 (1)工藝流程： (2)基本步驟及主要反應(yīng)： ①制熟石灰：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。 ②沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。 ③酸化：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。 ④蒸發(fā)結(jié)晶：析出MgCl26H2O。 ⑤脫水：在氯化氫氣流中使MgCl26H2O脫水制得無水氯化鎂。 ⑥電解：電解熔融氯化鎂制得鎂。 二、從海水中提取溴的方法 1．工藝流程 2

5、．基本步驟及主要反應(yīng) (1)濃縮：海水曬鹽和海水淡化的過程中Br－得到濃縮。 (2)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－。 (3)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：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。 (4)提?。涸儆肅l2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴。 三、海帶中碘元素的檢驗和從海帶中提取碘的方法 1．海帶中含有碘元素的檢驗 (1)反應(yīng)原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O (2)實驗步驟及證明方法 2．海帶中提碘

6、 (1)工藝流程。 (2)兩種原理。 ①主要的化學(xué)原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2。 ②主要物理原理：單質(zhì)碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸餾法將碘與有機溶劑分開。 1.(2014泰安模擬)從海水中提取鎂，正確的方法是(　　) A．海水Mg(OH)2Mg B．海水MgCl2溶液―→MgCl2晶體Mg C．海水Mg(OH)2MgOMg D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl26H2O―→MgCl2(熔融)Mg 2．從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下： 下列說法不正確的是(　　) A．用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富 B．步驟⑥電解M

7、gCl2時陰極產(chǎn)生氯氣 C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水 D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng) 3.從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的左右。已知溴水呈橙色，將SO2氣體通入溴水時，可以使溴水褪色。則下列有關(guān)敘述中正確的是(　　) A．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的漂白性 B．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的還原性 C．從溴水中提取單質(zhì)溴，可以用乙醇進行萃取 D．SO2是形成酸雨的唯一原因 4．海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖： (1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是_______________________

8、________________________。 (2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。 從理論上考慮，下列也能吸收Br2的是________。 A．NaOH 　B．FeCl2　C．Na2SO3　D．H2O (3)步驟⑤蒸餾的過程中，溫度應(yīng)控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因：________________________________________________________________________ ___________________________

9、_____________________________________________ 5.從海帶中提取碘的實驗過程涉及下列操作，其中正確的是(　　) 6．(2014南京模擬)從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下，下列關(guān)于海水制碘的說法，不正確的是(　　) 干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2 A．實驗室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌 B．含I－的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，碘元素發(fā)生氧化反應(yīng) C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色 D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取” [答案專區(qū)] 1.解析：從海水

10、中提取鎂時，首先用石灰乳將海水中的Mg2＋沉淀出來，然后再用鹽酸將其溶解得到MgCl2溶液，從MgCl2溶液中冷卻結(jié)晶得到MgCl26H2O，在HCl氣流中加熱MgCl26H2O得到無水MgCl2，最后電解熔融MgCl2得到單質(zhì)Mg。 答案：D 2.解析：電解熔融MgCl2時陽極上得到Cl2，陰極上得到Mg。 答案：B 4.解析：(1)(2)離子方程式和化學(xué)方程式分別為：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；只從理論上考慮，NaOH具有強堿性，能吸收Br2，F(xiàn)e2＋、SO具有強還原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度較小，不能用

11、水吸收。(3)溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴氣中水蒸氣的含量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率太低。 答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ (2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr　ABC (3)若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴氣中水蒸氣的含量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率太低 3.解析：因為SO2具有較強的還原性，而溴單質(zhì)具有較強的氧化性，將SO2氣體通入溴水時，發(fā)生反應(yīng)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取劑(從溴水中提取溴)。酸雨有硫酸酸雨(主要由SO2導(dǎo)致)和硝酸酸雨(主要由NO和

12、NO2導(dǎo)致)兩種。 答案：B 5.解析：灼燒海帶應(yīng)用坩鍋，A項錯誤；過濾時應(yīng)用玻璃棒引流，B項錯誤；苯的密度比水的小，萃取了單質(zhì)碘的苯在上層，應(yīng)從分液漏斗的上口倒出，C項錯誤。 答案：D 6.解析：灼燒干海帶應(yīng)在坩堝中進行，而不應(yīng)在蒸發(fā)皿中灼燒海帶。 答案：A 環(huán)境保護與綠色化學(xué) 1．環(huán)境污染 (1)環(huán)境問題： 主要是指由于人類不合理的開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，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”：主要指廢氣、廢水、廢渣的污染。 (3)大氣污染物的來源： 化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢氣及其攜帶的顆

13、粒物。 2．綠色化學(xué) (1)綠色化學(xué)： 其核心指利用化學(xué)原理從源頭上消除和減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。 (2)原子經(jīng)濟性： 環(huán)氧乙烷的生成，其特點為：反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，原子的利用率達(dá)到100%。 ①經(jīng)典方法： CH2===CH2＋Ca(OH)2＋Cl2―→＋CaCl2＋H2O。 ②現(xiàn)代化工生成方法： 2CH2===CH2＋O2 。 上述兩反應(yīng)的原子經(jīng)濟性為100%的是②。 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)(2013廣東高考)用Na2S作沉淀劑，除去廢水中的Cu2＋和Hg2＋。(　　) (2)(2012江蘇

14、高考)改進汽車尾氣凈化技術(shù)，減少大氣污染物的排放。(　　) (3)(2011福建高考)CO2、CH4、N2等均是造成溫室效應(yīng)的氣體。(　　) (4)(2011天津高考)使用無磷洗衣粉，可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題。(　　) (5)(2011福建高考)使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)　(4)　(5)√ 2．環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，下列名詞與環(huán)境污染無關(guān)的是________。 ①溫室效應(yīng)　②赤潮?、鬯嵊辍、芄饣瘜W(xué)煙霧?、莩粞鯇涌斩础、蕹毕、叽蟛弊硬　、嗨A 答案：⑥、⑦ 3．“綠色化學(xué)”要求從技術(shù)上，經(jīng)濟上設(shè)計可行的

15、化學(xué)反應(yīng)，使其盡可能減少對環(huán)境的副作用，設(shè)計由銅、濃H2SO4等制取CuSO4的實驗方案，要求設(shè)計方案符合“綠色化學(xué)”的要求。 提示： 常見的環(huán)境污染與防治方法 1．常見的環(huán)境污染成因 (1)酸雨——SO2及NOx的排放。 (2)光化學(xué)煙霧——主要是NOx、碳?xì)浠衔镌斐傻摹? (3)臭氧空洞——氟氯代烴、NOx的排放。 (4)溫室效應(yīng)——大氣中CO2、CH4含量的增加造成的。 (5)白色污染——聚乙烯等難降解的塑料制品。 (6)水華、赤潮——含磷洗衣粉的大量使用、工農(nóng)業(yè)及城市污水的任意排放造成水體富營養(yǎng)化。 2．環(huán)境污染的類型及防治措施 主要污染物

16、及來源 主要危害 防法措施 大氣污染 ①污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠衔?、固體顆粒 ②來源：化石燃料的燃燒，工業(yè)煙塵 ①危害人體健康 ②破壞建筑物 ③影響動、植物生長 ④改變氣候 ①開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒 ②對工業(yè)尾氣進行處理 ③立法管理 水污染 ①污染物：重金屬鹽、耗氧有機物，氮、磷化合物等 ②來源：工業(yè)廢水、生活廢水、實驗室和醫(yī)院廢水 ①污染飲用水、影響人畜健康 ②影響植物生長 ③形成水華、赤潮，影響水中生物生長 ①對廢水進行無害化處理后排放 ②立法管理 土壤污染 ①污染物：重金屬鹽、廢塑料、工業(yè)廢料、建筑垃圾 ②來源：生活垃圾、

17、工廠、建筑、化肥、農(nóng)藥、各種廢水 ①使土壤板結(jié)、硬化 ②水肥流失 ①對垃圾回收和分類處理，綜合利用 ②控制各種污水排放 1.(2012海南高考)化學(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．CO2屬于大氣污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都會導(dǎo)致酸雨的形成 D．大氣中CO2含量的增加會導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇 2．Ⅰ.某硝酸廠附近的空氣中的主要污染物為氮的氧化物。為了保護環(huán)境和綜合利用，可采用氨—堿兩級吸收法。此法兼有堿吸收和氨吸收兩法的優(yōu)點，其吸收工藝流程如下： (1)排空物質(zhì)的主要成分為_______________

18、_____________________________________。 (2)進入吸收塔以前加一個緩沖器的目的是______________________________________。 (3)從吸收塔排出的混合液的用途之一為________________________________________。 Ⅱ.空氣的主要污染物為硫的氧化物和氮的氧化物。研究人員設(shè)計了同時凈化廢氣中二氧化硫和氮的氧化物的方法，將其轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸，工藝流程如下： 各室中發(fā)生的反應(yīng)如下： 氧化室：在氧化室中SO2和NO2氣體與水作用生成H2SO4和NO。 清除室：NO＋NO2===N2O

19、3；N2O3＋2H2SO4===2NOHSO4＋H2O 分解室：4NOHSO4＋O2＋2H2O===4H2SO4＋4NO2 回答下列問題： (1)物質(zhì)①和②分別為(寫化學(xué)式)____________________、_________________________。 (2)寫出氧化室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。 [答案專區(qū)] 1.解析：SO2及氮的氧化物是導(dǎo)致酸雨形成的主要物質(zhì)，而CO2是造成溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)。C錯誤；CO2無毒，不屬于大氣污染物；酸雨是pH小于5.6

20、的降水。 答案：D Ⅱ.(1)根據(jù)各室中的反應(yīng)，物質(zhì)①、②分別為分解室中NOHSO4與O2、H2O反應(yīng)生成的NO2、H2SO4。 (2)氧化室中SO2和NO2與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO4和NO，反應(yīng)方程式為：NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO。 答案：Ⅰ.(1)N2、O2 (2)使氨氣和污染的空氣充分混合 (3)用作肥料 2.解析：Ⅰ.(1)排空物質(zhì)是無污染的氣體，主要成分為N2、O2。 (2)進入吸收塔以前加一個緩沖器的目的是使氨氣和污染的空氣充分混合，使氮的氧化物與氨氣充分反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)化為無毒的N2。 (3)從吸收塔排出的混合液含有銨鹽，可以作為氮肥。 Ⅱ.(1

21、)NO2、H2SO4 (2)NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO 蒸 餾 實 驗 蘇教版教材較人教版教材，在蒸餾自來水制取蒸餾水的實驗中增加了溫度計和沸石(碎瓷片)，并詳細(xì)介紹了蒸餾的操作方法及蒸餾原理，更易被學(xué)生系統(tǒng)掌握。 某些地區(qū)的自來水中含有Fe3＋，實驗室可通過蒸餾自來水的方法獲得少量純凈的水(蒸餾水)。 在蒸餾燒瓶中加入幾粒沸石(或碎瓷片)，再加入少量含有Fe3＋的水，按圖所示組裝實驗儀器，加熱燒瓶，觀察實驗現(xiàn)象。 (2012浙江高考)粗產(chǎn)品蒸餾提純時，下列裝置中溫度計位置正確的是________，可

22、能會導(dǎo)致收集到的產(chǎn)品中混有低沸點雜質(zhì)的裝置是________。 答案：C　AB 教材中通過蒸餾水的制取，介紹了蒸餾的操作要點及蒸餾原理，并明確了溫度計水銀球的位置。而高考命題者卻移動了溫度計水銀球的位置，并依據(jù)位置判斷收集餾分物質(zhì)的沸點高低，突出了實驗操作的創(chuàng)新意識。 在實驗不變的情況下，高考還有可能從以下出題點設(shè)題： 1．在蒸餾裝置中，溫度計水銀球的位置為什么要放在蒸餾燒瓶的支管口處？ 提示：溫度計測量的是餾分蒸氣的溫度而不是混合液的溫度。 2．進行蒸餾實驗時，往往向蒸餾燒瓶的混合液中加入碎瓷片，其作用是什么？ 提示：為了防止暴沸。 3．蒸餾裝置中冷凝管冷卻水

23、的進出水方向是如何選擇的？ 提示：水流方向與蒸氣氣流的方向相反，即下口進水，上口出水。 4．利用蒸餾裝置分離互溶的液體混合物時，兩組分的沸點高低有何要求？ 提示：要求兩組分的沸點差別在30℃以上，且差別越大，分離得效果越好。 蒸餾是分離互溶、但沸點不同的液態(tài)混合物的常用方法，也是歷年高考中的常考點，蒸餾操作需要重點注意溫度計水銀球的位置，冷卻水的流動方向等。 1．進行蒸餾實驗操作的注意事項 ①蒸餾燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱。 ②蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的1/2。 ③溫度計的量程應(yīng)高于餾分的最高沸點，要使溫度計的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處。 ④若對餾分在冷

24、凝管里用自來水冷卻，自來水要從冷凝管的水口的低口進、高口出。 2．溫度計水銀球的位置對產(chǎn)品純度的影響 (1)溫度計水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處，收集的是溫度計顯示的沸點的餾分。 (2)若溫度計水銀球在蒸餾燒瓶的支管口以下，收集的餾分中會混有比溫度計顯示溫度低的沸點的雜質(zhì)。 (3)若溫度計水銀球在蒸餾燒瓶的支管口以上，收集的餾分中會混有比溫度計顯示溫度高的沸點的雜質(zhì)。 以“海水中提取食鹽、鎂、溴的過程”為載體串聯(lián)海水資源開發(fā)的知識 高考載體(2009天津高考T9改編) 　　海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取食鹽、鎂和溴的過程如下： [知識串聯(lián)設(shè)計] (

25、1)請列舉三種海水淡化的方法：____________、____________、____________。 (2)工業(yè)上電解精制后的食鹽水可以制得燒堿、氫氣和氯氣、寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (3)粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO，設(shè)計實驗方案，如何精制食鹽(除去Ca2＋、Mg2＋、SO)？ (4)步驟Ⅳ中加入生石灰發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程

26、式(或離子方程式)為____________________、____________________。 (5)灼燒氯化鎂結(jié)晶水合物時為什么在HCl的氣流中進行？ (6)工業(yè)上能否用電解熔融MgO的方法冶煉鎂？為什么？ (7)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的是______________________。 (8)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________

27、_____________________________， 由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是__________________。 答案：(1)蒸餾法　電滲析法　離子交換法 (2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)精制食鹽水的過程為： (4)CaO＋H2O===Ca(OH)2、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (5)抑制MgCl2的水解　(6)不能；MgO的熔點高、需消耗大量能源　(7)富集溴元素 (8)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－　強酸對設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！