全国通用版高考化学一轮复习第四章非金属及化合物4.5海水资源的开发利用环境保护与绿色化学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五节,海水资源的开发利用,环境保护与绿色化学,考点一海水资源的开发利用,【,基础回顾,】,1.,水资源的利用,:,淡化,蒸馏法,离子交换法,2.,海水中化学资源的开发利用,:,(1),氯碱工业。,Cl,2,H,2,、NaOH,电解,NaCl,溶液,:(,写出化学方程式,下同,),_,。,产物制盐酸,:_,。,制漂白液,:_,。,点燃,=,电解,=,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,H,2,+Cl,2,2HCl,Cl,2,+2NaOH=NaCl+NaClO+H,2,O,(2),海水提镁。,工艺流程,基本步骤及主要反应,a.,制生石灰,:_,制石灰乳,:CaO+H,2,O=Ca(OH),2,。,b.,沉淀,:Mg,2+,+2OH,-,=Mg(OH),2,。,c.,酸化,:_,。,高温,=,CaCO,3,CaO+CO,2,Mg(OH),2,+2HCl=MgCl,2,+2H,2,O,d.,蒸发结晶,:,析出,MgCl,2,6H,2,O,。,e.,脱水,:,在,_,气流中使,MgCl,2,6H,2,O,脱水制得,无水氯化镁。,f.,电解,:,电解熔融氯化镁制取镁,:,_,。,氯化氢,电解,=,MgCl,2,(,熔融,)Mg+Cl,2,(3),海水提溴。,工艺流程,基本步骤及主要反应,a.,浓缩,:,海水晒盐和海水淡化的过程中,Br,-,得到浓缩。,b.,氧化,:,向浓缩的海水中通入,Cl,2,将,Br,-,氧化为,Br,2,反,应的离子方程式为,_,。,Cl,2,+2Br,-,=Br,2,+2Cl,-,c.,富集,:,利用溴的挥发性,通入热空气或水蒸气,吹出的溴蒸气用,SO,2,吸收。反应的化学方程式为,_,。,d.,提取,:,再用,Cl,2,将,HBr,氧化得到产品溴,_,。,Br,2,+SO,2,+2H,2,O=2HBr+H,2,SO,4,Cl,2,+2HBr=Br,2,+2HCl,(4),碘的提取。,海带中含有碘元素的检验,a.,反应原理,:2H,+,+2I,-,+H,2,O,2,=I,2,+2H,2,O,b.,实验步骤及证明方法,海带中提碘,a.,工艺流程,b.,两种原理,主要的化学原理,:_,。,主要物理原理,:,单质碘用,_,萃取,分液后,用,_,将碘与有机溶剂分开。,(5),海水中提取,_,和,_,可用于核能的开发利用。,潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。,Cl,2,+2KI=2KCl+I,2,苯或四氯化碳,蒸馏法,铀,重水,【,思维诊断,】,(,正确的打“”,错误的打“,”),(1),海水提碘只涉及物理变化。,(,),提示,:,。海带中碘元素以,I,-,形式存在,提取时需将其氧化为单质。,(2),海水提镁涉及复分解反应。,(,),提示,:,。海水中的,Mg,2+,转化为,Mg(OH),2,Mg(OH),2,与盐酸反应生成,MgCl,2,都是复分解反应。,(3),海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等。,(,),提示,:,。明矾净化不能使海水淡化。,(4),将氯化镁晶体,(MgCl,2,6H,2,O),直接加热可制得无水氯化镁。,(,),提示,:,。将氯化镁晶体,(MgCl,2,6H,2,O),直接加热得不到无水氯化镁,在氯化氢气流中加热。,(5),氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去食盐中,的泥沙。,(,),提示,:,。氯碱工业中所用食盐需精制的目的是除去,食盐中的,Ca,2+,、,Mg,2+,、。,【,典题探究,】,【,典题,】,(2018,哈尔滨模拟,),碘是人类发现的第二个生命体必需微量元素。回答下列问题,:,导学号,79100065,(1),碘与氯是同族元素,它们位于元素周期表的第,_,族,;HI,的稳定性比,HCl,_(,填“强”或“弱”,下同,),HI,的还原性比,HCl,_,。,(2),自然界中的碘有的以,NaIO,3,形态存在于硝石,(NaNO,3,),中,向硝石母液中加入,NaHSO,3,可以制得,I,2,NaIO,3,溶液和,NaHSO,3,溶液反应的离子方程式为,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,。,(3),碘还以碘化物的形态存在于海水中,被海藻类植物吸收而富集,从海带中提取碘的过程如图,:,步骤的操作名称为,_;,步骤发生反应的离子方程式为,_,。,(4),从海带中制取碘还可以有以下甲、乙两种实验方案,:,已知,:3I,2,+6NaOH=5NaI+NaIO,3,+3H,2,O,。,步骤,X,中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是,_,。,下列有关步骤,Y,的说法,正确的是,_,。,A.,应控制,NaOH,溶液的浓度和体积,B.,将碘转化成离子进入水层,C.,主要目的是除去海带浸取原液中的有机杂质,D.NaOH,溶液可以由乙醇代替,【,解析,】,(1),碘与氯是同族元素,位于元素周期表的第,A,族,HI,的稳定性比,HCl,弱,HI,的还原性比,HCl,强。,(2),碘酸根离子和亚硫酸根离子发生氧化还原反应的,离子方程式为,2 +5 =3H,+,+5 +I,2,+H,2,O,。,(3),步骤过滤得到含碘离子的溶液,步骤,MnO,2,为氧化剂与,I,-,发生,2I,-,+MnO,2,+4H,+,=Mn,2+,+I,2,+2H,2,O,。,(4),步骤,X,是用,CCl,4,萃取碘水中的,I,2,液体分上下两层,下层呈紫红色,;,步骤,Y,发生,I,2,与,NaOH,溶液反应,需要浓氢氧化钠溶液,所以应控制,NaOH,溶液的浓度和体积,A,正确,;,据反应,3I,2,+6NaOH=5NaI+NaIO,3,+3H,2,O,可知,步骤,Y,将碘转化成离子进入水层,B,正确,;,该操作的主要目的是将碘单质转化成碘酸钠、碘化钠,将碘转化成离子进入水层,不是除去有机杂质,C,错误,;,乙醇易溶于水和四氯化碳,将氢氧化钠换成乙醇,仍然无法分离出碘单质,D,错误。,答案,:,(1)A,弱强,(2)2 +5 =I,2,+5 +3H,+,+H,2,O,(3),过滤,2I,-,+MnO,2,+4H,+,=Mn,2+,+I,2,+2H,2,O,(4),液体分上下两层,下层呈紫红色,A,、,B,【,母题变式,】,(1),上题中,(2),所用的,NaHSO,3,可以用,Na,2,SO,3,溶液代替,则,发生反应的离子方程式,_,。,提示,:,5 +2 +2H,2,O=I,2,+5 +2OH,-,。,(2),上题中,(4),方案甲中采用蒸馏易造成碘的损失,原,因是,_,。,提示,:,碘易升华,会导致碘的损失,【,归纳提升,】,解答海水的工艺流程题目的注意事项,(1),在过程中往往用到结晶、过滤、萃取、分液、蒸馏等实验操作,注意碘水或溴水中,I,2,、,Br,2,的提取可先加,CCl,4,萃取分液,再蒸馏获取。,(2),从海水中提取氯化镁的工艺流程中,沉淀池中加入的是石灰乳而不是石灰水。,(3),从海水中提取氯化镁的工艺流程中,MgCl,2,6H,2,O,脱水制取无水,MgCl,2,是在,HCl,的气流中加热氯化镁晶体,以防,MgCl,2,发生水解而得到,Mg(OH),2,。,(4),遵循绿色化学的思想,使用无污染的物质、减少或不排放污染物、物质的循环使用。,【,题组过关,】,1.(RJ,必修,2P93,改编题,),海洋约占地球表面积的,71%,对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的是导学号,79100066(,),A.,试剂,1,可以选用石灰乳,B.,从苦卤中提取,Br,2,的反应的离子方程式为,2Br,-,+Cl,2,=2Cl,-,+Br,2,C.,工业上,电解熔融,MgO,冶炼金属镁可减小能耗,D.,可用,BaCl,2,溶液除去粗盐中的,【,解析,】,选,C,。煅烧贝壳得到,CaO,将,CaO,溶于水得到石灰乳,石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,试剂,1,廉价且原料来源广泛,A,正确,;,氯气能将溴离子氧化为溴单质,B,正确,;,氧化镁熔点很高,工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁,C,错误,;,氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡,D,正确。,2.,目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法,其流程图如下,:,下列推断不合理的是导学号,79100067(,),A.,热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质,B.SO,2,吸收溴的反应方程式为,SO,2,+2H,2,O+Br,2,=H,2,SO,4,+,2HBr,C.,流程中循环利用的物质有,SO,2,、,Br,2,、,Cl,2,等,D.,没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能,【,解析,】,选,C,。溴易挥发,用热空气将溴吹出,A,正确,;SO,2,与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,B,正确,;,流程中,SO,2,被氧化为,H,2,SO,4,不可能被循环使用,C,错误,;“,空气吹出”“,SO,2,吸收”“氯化”的过程实际上是一个,Br,2,的浓缩过程,与直接蒸馏含,Br,2,的海水相比效率更高,消耗能源少,成本低,D,正确。,3.,海藻中含有丰富的碘元素,(,以,I,-,形式存在,),。实验室中提取碘的流程如下,:,(1),实验操作的名称是,_,所用主要仪器名称为,_,。,(2),为使从含碘有机溶液中提取碘并回收溶剂顺利进行,采用蒸馏方法,(,如图所示,),。请指出图中实验装置的错误之处,:_,_,。,(3),实验中常使用水浴加热的原因是,_,最后晶体碘聚集在,_(,填仪器名称,),中。,【,解析,】,从水溶液中提取,I,2,用有机溶剂萃取,主要仪器为分液漏斗。,I,2,的沸点比萃取剂高,最后留在蒸馏烧瓶中。,答案,:,(1),萃取分液漏斗,(2),缺石棉网、温度计插到了液体中、冷凝管进出水的方向颠倒,(3),使蒸馏烧瓶均匀受热、控制加热温度不会过高蒸馏烧瓶,【,加固训练,】,1.(2018,大连模拟,),海洋是一个巨大的宝藏,期待着人们的开发和利用。下列物质不经过化学变化就能从海水中获得的是,(,),A.,单质溴,B.,单质镁,C.,烧碱,D.,食盐,【,解析,】,选,D,。通入氯气将溴离子氧化为溴单质,A,错误,;,通过电解熔融的氯化镁得到镁,B,错误,;,把从海水中获得的氯化钠配制成饱和食盐水电解,即得烧碱、氢气和氯气,C,错误,;,把海水经太阳暴晒,蒸发水分后即得食盐,D,正确。,2.,下表是食用碘盐包装上的部分说明,下列说法正确的是,(,),配料,精盐、碘酸钾、抗结剂,碘含量,35,15 mg,kg,-1,储存方法,密封、避光、防潮,食用方法,烹饪时,待食品熟后加入碘盐,A.,高温会导致碘的损失,B.,碘酸钾可氧化氯化钠,C.,可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾,D.,该碘盐中碘酸钾含量为,20,50 mgkg,-1,【,解析,】,选,A,。根据说明知,高温时碘酸钾易分解,会,导致碘的损失,A,正确,;,如果碘酸钾和氯化钠反应,则食,盐中就不存在碘酸钾,B,错误,;,碘使淀粉试液变蓝色,食盐中含有碘酸钾而不是碘单质,C,错误,;,根据,KIO,3,I,知,214 mgkg,-1,=33.7 mgkg,-1,碘酸钾的含量,mgkg,-1,=84.25 mgkg,-1,D,错误。,3.,海水提取镁的主要步骤如下,:,把贝壳制成生石灰,;,在海水中加入生石灰,过滤,洗涤沉淀物,;,将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤,;,在氯化氢热气流中加热晶体,;,电解上述所得盐,(,熔融条件下,),。下列说法正确的是,(,),A.,向步骤洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗净,B.,上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型,C.,在氯化氢热气流中加热晶体的目的是为了加快干燥速度,D.,步骤也可以采用电解该盐水溶液的方法,【,解析,】,选,A,。生石灰过量,沉淀表面吸附有,Ca,2+,利用碳酸钠溶液检验,Ca,2+,的存在,从而能够判断沉淀是否洗涤干净,A,正确,;,整个过程没有发生置换反应,B,错误,;,在氯化氢气流中加热晶体是为了防止,Mg,2+,发生水解,C,错误,;,电解氯化镁水溶液不会得到镁单质,D,错误。,考点二环境保护与绿色化学,【,基础回顾,】,1.,常见环境污染,:,污染类型,主要污染物,污染物来源,酸雨,(pH5.6),_,化石燃料的燃烧,光化学烟雾,_,汽车尾气,臭氧空洞,_,冰箱制冷剂,SO,2,、,NO,2,NO,x,氟氯烃,污染类型,主要污染物,污染物来源,白色污染,_,_,废弃塑料制品,赤潮和水华,含,_,较高的废水,农业、生活废水,居室污染,_,、,_,、,甲苯、氡,建筑、装修材料,雾霾,SO,2,、,NO,x,以,及颗粒物,(PM),化石燃料燃烧、,沙尘暴等,聚乙烯、,聚氯乙烯,N,、,P,甲醛,苯,2.,环境保护,:,(1),空气质量日报。,主要包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要,污染物”。目前计入的污染物主要是,_,、固体,小颗粒。,SO,2,、,NO,x,(2),环境保护的措施。,工业废气携带颗粒物的回收利用。,工业、生活污水经处理达标后排放,限制使用含,N,、,P,洗涤剂。,回收、限制废弃塑料,研制可降解塑料。,(3),减少污染环境的八项措施,将煤与适量生石灰混合后燃烧或对烟道气进行处理,可减少废气中,SO,2,的排放。,推广使用无铅汽油,在汽车尾气系统中安装催化转化器,使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油替代品,发展电动车等措施,可减少汽车等机动车尾气的污染。,禁止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层。,使用无磷洗衣粉以减少水华和赤潮的发生。,使用合格环保型建筑材料和装饰材料等,以减少甲醛的释放,降低居室装修污染。,发展低碳经济、倡导低碳生活、增大植被面积等,以减少二氧化碳的排放量,从而减弱温室效应。,适当减少塑料的使用量并开发使用可降解塑料以减少白色污染。,回收利用废旧电池以防止土壤污染和水污染。,3.,绿色化学,:,(1),核心,:,利用化学原理从源头上,_,工业生,产对环境的污染。,(2),最高目标,:,原子利用率为,_,即反应物中的原子,全部转化为期望的最终产品。,减少或消除,100%,【,思维诊断,】,(,正确的打“”,错误的打“,”),(1),装饰材料释放的甲醛会造成污染。,(,),提示,:,。甲醛可造成居室内污染。,(2),用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染。,(,),提示,:,。聚乙烯塑料难降解,会引起白色污染。,(3),和,CO,2,反应生成可降解聚合物,该反应符合绿色化学的原则。,(,),提示,:,。该反应的原子利用率达到,100%,生成的聚碳酸酯易降解生成无毒无害物质,所以此反应符合绿色化学原则。,(4),含重金属离子的电镀废液不能随意排放。,(,),提示,:,。重金属离子有毒,不能随意排放。,(5),氨氮废水,(,含 及,NH,3,),可用化学氧化法或电化学,氧化法处理。,(,),提示,:,。、,NH,3,转化为无毒的,N,2,是氮元素被氧化,的过程。,【,题组过关,】,1.(RJ,必修,2P102,改编题,),下列有关防止或减少酸雨的措施中不可行的是,(,),A.,对燃煤及燃煤烟气进行脱硫,B.,对含,SO,2,、,NO,2,的废气处理后再排放,C.,人工收集大气雷电产生的氮的氧化物,D.,推广天然气、甲醇等作为汽车的燃料,【,解析,】,选,C,。对燃煤及燃煤烟气进行脱硫,可以减少硫酸型酸雨的产生,A,可行,;,对含,SO,2,、,NO,2,的废气处理后再排放,可以减少酸雨,B,可行,;,人工收集大气雷电产生的氮的氧化物不现实,C,不可行,;,推广天然气、甲醇等作为汽车的燃料,可以减少燃煤的使用,有利于减少酸雨,D,可行。,2.,二氧化碳捕获和封存技术,(CCS),是当今化学的前沿技术,下面通过化学反应捕获,CO,2,的反应中,原子利用率达到,100%,的是,(,),A.2Na,2,O,2,+2CO,2,=,2Na,2,CO,3,+O,2,B.Na,2,CO,3,+CO,2,+H,2,O,=,2NaHCO,3,C.Ca(ClO),2,+CO,2,+H,2,O=CaCO,3,+2HClO,D.2Mg+CO,2,2MgO+C,点燃,=,【,解析,】,选,B,。,B,项中生成物只有一种,无副产物生成,原子利用率达,100%,。,3.“,绿色化学”实验已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是,(,),实验室中收集氨气采用图甲所示装置,实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置,实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验,实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,A.,B.,C.,D.,【,解析,】,选,C,。因为氨气的密度比空气小,实验室用向下排空气法收集氨气,氨气溶于水呈弱碱性,可以使滴有酚酞的水变红,符合“绿色化学”,;,氯气有毒,与钠反应后,多余的氯气被碱液吸收,符合“绿色化学”,;,浓盐酸和浓氨水都易挥发,不符合“绿色化学”,;,铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒,一氧化氮可以用气球收集,符合“绿色化学”。,【,加固训练,】,1.,下列有关环境问题的说法正确的是,(,),A.,绿色食品与相关物质的颜色无关,B.,臭氧的体积分数超过,10,-4,%,的空气有利于人体健康,C.CO,、,NO,、,NO,2,都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在,D.,含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染,【,解析,】,选,A,。绿色食品与颜色无关,A,正确,;,低空臭氧浓度过大对人体有害,B,错误,;2NO+O,2,=2NO,2,NO,在空气中不能稳定存在,C,错误,;,水体含磷量高,会导致水体富营养化,D,错误。,2.,下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是,(,),环境问题,措施,A,臭氧空洞,限制氟氯烃类物质的生产量和消耗量,B,酸雨,改变能源结构,减少二氧化硫和氮氧化物的排放量,C,白色污染,回收利用废旧塑料,开发可降解塑料,D,水体富,营养化,禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥,【,解析,】,选,D,。氟氯烃是造成臭氧空洞的主要原因,;,减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生,;,对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染,;,禁止施用氮肥不符合农业现状,D,不科学。,