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第26讲 海水资源的开发利用

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知识精讲

一、海水水资源的利用
1．途径：主要包括海水淡化和直接利用海水进行循环冷却等。
2．海水淡化的方法：________法、________法、________法等。

二、海水中化学资源的利用
海水中含量最多的为O、H两种元素，还有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素，其总含量超过99%，其他为微量元素。
1．海水制盐

2．海水提镁
工艺流程

步骤及
反应原理
制石灰乳：_________________________________________________________
沉淀Mg2＋：________________________________________________________
酸化，制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶、析出MgCl2·6H2O
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解法制备镁：_____________________________________________________

3．海水提溴

4．海带提碘
（1）海带提碘的工艺流程：

氧化的方程式为：______________________________

（2）海带中碘元素的检验

三、海水资源的其他利用
1．从海水中提取铀和重水，用于核能开发。
2．开发潮汐能、波浪能等新型能源。

经典例题

题型一：海水资源概述
【变1】海洋又被称为绿色宝库，下列关于海洋的说法正确的是
A．海洋约占地球表面积的71% B．海水中元素仅为有限的十几种
C．蒸馏是海水淡化的唯一方法 D．海水因有腐蚀性而不能冷却循环使用
题型二：海水提镁
【变2】海水提镁的主要流程如下，下列说法正确的是（        ）

①试剂M是盐酸             ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应
③操作b只是过滤               ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2
⑤采用电解法冶炼镁是因为镁很活泼
A．①②③④⑤ B．②③ C．④⑤ D．①④⑤

题型三：海水提溴
【变4】从淡化海水中提取溴的流程如图所示，下列有关说法错误的是（       ）

A．X可为SO2气体，也可为Na2SO3
B．设备Y为蒸馏塔
C．在提取溴的过程中一定有Br-被氧化
D．工业上，每获得1molBr2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8L（标准状况）

【例5】为研究从海水中提溴的工艺，甲、乙两位同学分别设计了如图所示实验流程。

(1)甲同学的实验流程中步骤④所发生反应的离子方程式为_________。
(2)对比甲，乙两位同学的实验流程，最大的区别在于对含Br2的海水的处理方法不同，其中符合工业生产要求的是_________(填“甲”或“乙”)，理由是_________。
(3)某课外小组在实验室模拟工业上从浓缩海水中提取Br2的工艺流程，设计了如图所示装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略)。
下列说法错误的是__________(填标号)。

A．A装置中通入的a气体是Cl2
B．实验时应在A装置中通入a气体一段时间，停止通入a气体后再通入热空气
C．B装置中通入的b气体是SO2
D．C装置的作用只是吸收多余的SO2气体

题型四：海带提碘
【变6-1】碘单质的制备流程如图，下列说法不正确的是(　　)

A．“煮沸”操作有利于I－的充分溶解
B．灼烧时用到的硅酸盐仪器为玻璃棒、蒸发皿、酒精灯。
C．氧化的步骤中发生的氧化还原反应：2I－ + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O
D．萃取分液中分液漏斗中萃取液的处理是：下层液体经旋塞放出，上层液体从上口倒出

题型五：海水资源的综合利用
【变7-1】钓鱼岛及其附属岛屿是中国的固有领土，我国历来十分重视海水资源的综合利用，下列有关海水综合利用的说法正确的是
A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B．海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化
C．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
D．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg

【变7-3】如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图。根据以上信息，判断下列相关分析不正确的是

A．上述提取Mg的流程中，没有涉及的反应类型是置换反应
B．因氮气的化学性质相对稳定，冷却电解无水氯化镁所得的镁蒸气时，可选择氮气
C．反应⑥所用的气态氧化剂可从本厂生产烧碱处循环利用或从本厂生产镁单质处循环利用
D．从母液中提取Mg和Br2的先后顺序：先提取Br2，后提取Mg

【例8】海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)图是从海水中提取镁的简单流程。

①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是_(填化学式)，Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式为__。
②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是_____。
③海水中部分离子的含量如下：
成分
含量(mg/L)
成分
含量(mg/L)
Na+
10560
Cl-
18980
Mg2+
1272
Br-
64
Ca2+
400

2560
若从100L该海水中提取镁，理论上可制得镁______ g。
(2)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素，实验室提取I2的途径如下所示：
干海带海带灰滤液
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器是______(填名称)；
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液，该反应的离子方程式为_______。

提分特训

【题1】下列有关海水资源的利用不正确的是
A．从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展
B．海带中的碘是以I-形式存在，向海水中滴加淀粉，有蓝色出现
C．海水中提溴的过程中主要发生的化学反应以氧化还原反应为主
D．海水的淡化主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等

【题2】下列说法正确的是
A．除去粗盐中杂质(Mg2+、SO、Ca2+)，加入的药品顺序为NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B．海水提溴的流程：浓缩海水→氯气氧化→通热空气吹出Br2→SO2还原→氯气氧化→Br2
C．海水晒盐的原理是蒸馏
D．无论是海水波浪发电还是潮汐发电，都是将化学能转化为电能

【题3】海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中，不正确的是　(　　)
A．制石灰乳：CaO+H2O====Ca(OH)2
B．制Mg(OH)2：MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2
C．制MgCl2：Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O
D．制Mg，在MgCl2溶液中加Na：MgCl2+2Na====2NaCl+Mg

【题4】海水占地球总储水量的97.2%，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。
(1)海水中存在大量的氯化钠，氯化钠中的金属元素位于元素周期表第________族。
(2)目前，国际上实用的“海水淡化”主要技术之一是蒸馏法。蒸馏法是将海水变成蒸气，蒸气经冷却而得高纯度淡水。由此可判断蒸馏法是________________(填“物理变化”或“化学变化”)。
(3)工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品，反应式：食盐＋H2O―→NaOH＋H2↑＋Cl2↑(未配平)，该反应中食盐的化学式是________________________；利用电解所得气体制36.5%的浓盐酸1 000 t，最少需消耗食盐________ t。
(4)近年来，有人提出了一种利用氯碱工业产品及氯化钠循环治理含二氧化硫废气并回收二氧化硫的方法。该方法流程如下：

请写出②④的化学反应方程式：______，________。

【题5】海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

(1)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，其目的为 ___________；
(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达，有关反应的离子方程式为_________________；
(3)从理论上考虑，下列物质也能吸收Br2的是____________．
A．H2O           B．Na2CO3        C．Na2SO3            D．FeCl3
(4)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，的沸点为，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。步骤Ⅲ的操作中对盛有工业溴的蒸馏烧瓶采取的加热方式是__________ ，溴蒸汽冷凝后得到液溴和溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离，所用的分离仪器名称是__________ ．

提分作业

【练1】海水淡化可采用膜分离技术，如图所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能通过淡化膜。下列对加压后右侧海水成分变化的分析正确的是

A．溶质质量增加 B．溶液质量不变
C．溶剂质量减少 D．溶质质量分数不变

【练2】下列关于海水资源综合利用的说法中，正确的是
A．可用海水晒盐的方法提取海水中的淡水资源
B．只通过物理变化即可提取海水中的溴
C．从海水中可以提取NaCl，可电解NaCl溶液制备Na
D．利用海水、铝、空气发电是将化学能转化为电能

【练3】海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收

【练4】从海带中提取碘单质，工艺流程如下图。下列关于海带制碘的说法错误的是
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液
A．实验室灼烧干海带在坩埚中进行
B．沸水浸泡的目的是使I-充分浸出
C．由滤液获得碘水，发生的离子方程式为
D．碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为萃取

【练5】若实行海水淡化来供应饮用水，下列方法在原理上完全不可行的是
A．加入明矾，使海水中的盐沉淀而淡化 B．利用太阳能，将海水蒸馏淡化
C．利用电渗析法使海水淡化 D．将海水通过离子交换树脂，以除去所含的盐

【练6】（双选）以海水等为原料，可以制备一系列物质，如图所示。下列说法正确的是(双选)

A．Cl2、漂白粉和SO2均可以漂白有色物质，且漂白的原理相同
B．氯碱工业就是指工业上用电解饱和食盐水的方法制取NaOH、Cl2、H2的过程
C．海水的母液中加入生石灰可得Mg(OH)2
D．步骤①中已经获得Br2，步骤②中又将获得的Br2还原为Br－，其目的是富集Br2，提高Br2的浓度

【练7】镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取出来的。主要步骤如下：

（1）为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用__________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂①的量应________。
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_____________。
（3）试剂②可以选用____________。
（4）无水MgCl2在熔融状态下电解，会生成Mg和Cl2，写出该反应的化学方程式：__________________。

【练8】海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示：

(1)实验步骤①会用到下列仪器中的____________ (填字母)。
a．酒精灯       b．漏斗       c．坩埚     d．泥三角
(2)步骤③的操作名称是_______ 。
(3)步骤④中反应的离子方程式为_________。
(4)请设计一种检验水溶液中是否含有碘单质的方法：______。
(5)海带灰中含有的硫酸盐、碳酸盐等，在实验步骤________(填序号)中实现与碘分离。