考点27-海水资源的的综合利用(要点总结).doc

2019-2020学年高一化学期末复习高频考点通关（人教版2019必修第二册）
考点27 海水资源的的综合利用
复习要点
1.了解海水资源及其利用。
2.掌握海水化学资源的开发和利用，即海水制盐，海水提溴、提碘。
3.了解海水综合利用的重要方向。
核心梳理
一、海水的淡化
1．海水淡化的方法
通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。海水淡化的方法有蒸馏法(最先使用，技术成熟，但成本高)、电渗析法(成本低，但未能大量生产)、离子交换法(目前正迅速发展，但需要不断更新离子交换树脂)。
2．海水的整理
(1)原理

(2)注意事项
①烧瓶需垫石棉网加热。
②烧瓶所盛液体不能超过烧瓶容量的，也不能少于。
③需向烧瓶中加几粒沸石或几片碎瓷片，以防液体暴沸。
④冷凝器里的冷却水要从冷凝器的下口进、上口出。

二、海水化学资源的开发利用
1．海带中碘的提取与检验
海水中碘的浓度很低，碘一般从海带或海藻等植物中提取。使I−变成单质碘，可供选择的常见氧化剂有Cl2和H2O2。单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏的方法将碘和有机溶剂分开。
碘的提取
反应原理
Cl2+2I−===I2+2Cl−
工艺流程

碘元素的检验
反应原理
2H++2I−+H2O2===I2+2H2O
操作步骤

2．海水提溴的方法
工艺流程

基本操作
浓缩
海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br−得到浓缩
氧化
向浓缩的海水中通入Cl2，将Br−氧化成Br2，反应的离子方程式为Cl2+2Br−===Br2+2Cl−
富集
利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
提取
再用Cl2将HBr氧化得到产品溴
典型例题
例1 水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。海水淡化是海岛地区提供淡水的重要手段，所谓海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程（又称海水脱盐），其方法较多，如反渗透法、水合物法、电渗透法、离子交换法和压渗法等。下列方法中也可以用来进行海水淡化的是（ ）
A．过滤法 B．蒸馏法 C．分液法 D．冰冻法
答案 B
解析 海水淡化的方法有蒸馏法，通过蒸馏水变成水蒸气，然后冷凝得到淡水，答案选B。
例2 （2020·衡水市第十三中学高一月考）溴主要以Br- 形式存在于海水（呈弱碱性）中，利用空气吹出法从海水中提溴，工艺流程示意如下。

资料：常温下溴呈液态，深红棕色，易挥发。
（1）酸化：将海水酸化的主要目的是避免_______________（写离子反应方程式）。
（2）脱氯：除去含溴蒸气中残留的Cl2
①具有脱氯作用的离子是_______。
②溶液失去脱氯作用后，补加FeBr2或加入__________，脱氯作用恢复。
（3）富集、制取Br2：
用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化为BrO3- 和Br-。再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2，其离子反应方程式为___________________。
（4）探究(3)中所用H2SO4浓度对Br2生成的影响，实验如下：
序号
A
B
C
试剂组成
1 mol/L NaBr20% H2SO4
1 mol/L NaBr98% H2SO4
将B中反应后溶液用水稀释
实验现象
无明显现象
溶液呈棕红色，放热
溶液颜色变得很浅
①B中溶液呈棕红色说明产生了________________。
②分析C中溶液颜色变浅的原因，甲同学认为是发生了化学反应所致；乙同学认为是用水稀释所致。若认为甲同学的分析合理，请用具体的反应说明理由；若认为乙同学的分析合理，进一步设计实验方案说明。理由或方案：________________。
③酸化歧化后的溶液宜选用的酸是________________（填“稀硫酸”或“浓硫酸”）。
答案 （1）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（2）Fe2+、Br- 铁粉
（3）BrO3- +5Br-+6H+=3Br2+3H2O
（4）Br2 理由：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4方案：用CCl4萃取颜色很浅的溶液，观察溶液下层是否呈棕红色 稀硫酸
解析 (1)海水中溴元素以Br-存在，从海水中提取溴单质，要用Cl2氧化溴离子得到，但海水呈碱性，若不酸化，就会发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，影响溴的提取；
(2) ①将溴蒸气的残留的Cl2脱去，可利用氯气有强的氧化性，要加入能与Cl2反应，但不能与Br2反应的物质，如Fe2+、Br-；
②溶液失去脱氯作用后，补加FeBr2或加入还原铁粉，物质具有还原性，脱氯作用就恢复；
(3)用Na2CO3溶液吸收溴，Br2歧化为BrO3- 和Br-。再用H2SO4酸化，BrO3- 和Br-及H+发生归中反应得到Br2，其离子反应方程式为BrO3- +5Br-+6H+=3Br2+3H2O；
(4)①B中溶液呈棕红色是由于Br2是红棕色物质，产生了Br2；
②若甲同学说法正确，则会发生反应：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,消耗了溴单质；若乙同学说法正确，则要把颜色很浅的溶液用CCl4萃取，利用CCl4密度比水大，溴单质容易溶于CCl4，观察下层液体颜色否呈棕红色即可；
③歧化后的溶液若用稀硫酸酸化无明显现象，若用浓硫酸酸化，溶液变为红棕色，反应放出热量，会导致溴单质挥发，所以酸化要用稀硫酸。
变式强化
（2020·湖北省高一期末）海洋是一个巨大的化学资源宝库，下面是海水资源综合利用的部分流程图。

（1）步骤①中除去粗盐中杂质（Mg2＋、SO、Ca2＋），加入的药品顺序正确的是__________。
A．NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸
（2）步骤⑤中已获得Br2，步骤⑥中又用SO2的水溶液将Br2吸收，其目的是___________。
（3）写出步骤⑥中发生反应的离子方程式：_______________。
（4）把溴吹入到SO2的水溶液的气体X最可能用下面的___（填序号）。
A．乙烯 B．空气 C．氩气 D．CO2
（5）由海水提溴过程中的反应可得出Cl－、SO2、Br－还原性由弱到强的顺序是___________。
（6）钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。常温下钛不与非金属、强酸反应，红热时，却可与常见的非金属单质反应。目前大规模生产钛的方法是：TiO2、炭粉混合，在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为______。
答案 （1）BCD
（2）提高溴的富集程度
（3）Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br－＋SO4 2 －
（4）B
（5）Cl－<Br－<SO2
（6）TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO
解析 海水分离得到粗盐、淡水和母液卤水，粗盐提纯得到精盐，母液中加入氢氧化钙沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤得到沉淀在盐酸中溶解得到氯化镁溶液，浓缩结晶、得到氯化镁晶体，氯化氢气流中脱水得到氯化镁，电解熔融氯化镁得到金属镁和氯气；得到的NaBr溶液中通入氯气氧化溴离子生成溴单质，用热空气吹出溴单质和二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸和溴化氢，吸收液中通入氯气氧化溴离子生成单质溴，蒸馏冷却分离得到纯溴，据此分析解答。
(1) 除去粗盐中杂质(Mg2＋、SO42-、Ca2＋)，通过加氯化钡除SO42-离子，然后再加碳酸钠除Ca2+离子，同时碳酸钠可以除去过量的钡离子，如果加反了，过量的钡离子就没法除去，加NaOH除去Mg2+离子顺序不受限制，因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以调节了，将三种离子除完，过滤后加盐酸除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子；A．NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸，加入的氯化钡溶液中钡离子不能除去，故A错误；B．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，符合除杂和提纯的要求，故B正确；C．NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，符合除杂和提纯的要求，故C正确；D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸，符合除杂和提纯的要求，故正确；故答案为：BCD；
(2)步骤⑤中已获得Br2，低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，步骤⑥中又将Br2还原为Br-，目的是转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，故答案为：提高溴的富集程度；
(3)步骤⑥中二氧化硫与溴单质发生氧化还原反应，反应的化学方程式为：Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr，离子方程式为Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br－＋SO42-，故答案为：Br2＋SO2＋2H2O=4H++2Br-＋SO42-；
(4)把溴吹出的气体X，廉价且不和溴反应，吹出的溴单质用碳酸钠溶液吸收，二氧化碳能够与碳酸钠溶液反应，乙烯和溴发生加成反应，氩气生产成本高，所以工业上最适宜选用空气，故答案为：B；
(5)苦卤中通入Cl2置换出Br2，吹出后用SO2吸收转化为Br-，反复多次，以达到富集溴的目的。由海水提溴过程中的反应中还原剂的还原性大于还原产物，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-；反应中还原剂Br-的还原性大于还原产物Cl-；Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr，反应中还原剂SO2的还原性大于还原产物Br-；可得出Cl-、SO2、Br-还原性由弱到强的顺序是Cl－<Br－<SO2，故答案为：Cl－<Br－<SO2；
(6) TiO2、炭粉混合在高温下通入氯气制得TiCl4和一氧化碳，该反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO，故答案为：TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO。
【点睛】
本题的易错点为(1)，要注意为了将杂质完全除去，加入的试剂是过量的，过量的试剂要能够在后续操作中除去。