人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用第2课时导学案及答案

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用第2课时导学案及答案，共11页。学案主要包含了海水资源的利用，海水中化学资源的开发利用等内容，欢迎下载使用。
第一节 自然资源的开发利用第2课时　海水资源的开发利用 课前自主预习 一、海水资源的利用1．海水的淡化(1)海水淡化的主要方法：蒸馏法、电渗析法、离子交换法。(2)海水的蒸馏2．直接利用海水进行循环冷却。据统计，城市用水约80%是工业用水，工业用水中约80%是工业冷却用水。因此直接利用海水进行循环冷却是解决水资源短缺的重要途径。3．海水制取食盐：主要方法是利用太阳能晒制。4．海水提铀：主要方法是采用各种高效吸附剂富集铀，再分离得到铀。5．海水制取溴：主要方法是空气吹出法。 (1)主要流程： (2)主要反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4、2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2。6．海带中含有的碘元素，以I－形式存在，因此可先用氧化剂将其氧化为I2，然后利用I2遇淀粉溶液变蓝这一特性检验。二、海水中化学资源的开发利用1．海水中的化学元素大量元素：H、O等元素共13种。微量元素：I、U等元素。2．海水化学资源的开发利用(1)从海水中制得NaCl。除食用外，还用作工业原料，如生产钠单质、烧碱、纯碱以及氯气、盐酸、漂白粉等含氯化工产品。(2)从海水中制取钾、镁、溴及其化工产品，是在传统海水制盐工业上的发展。 课堂互动探究 海水资源的综合利用1．海水淡化(1)海水淡化途径：通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去。(2)海水的蒸馏2．海水制盐(1)方法：把海水引到盐滩上，利用日光和风力使水分蒸发，得到食盐。(2)原理：蒸发海水，使食盐浓缩结晶。(3)食盐用途①氯碱工业：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑②制钠和氯气：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。3．海水提溴(1)浓缩：海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br－得到浓缩。(2)氧化：向浓缩的海水中通入Cl2，将Br－氧化为Br2，反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。(3)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。反应的化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。(4)提取：再用Cl2将HBr氧化得到产品溴。提取Br2的流程如下图：4．海带中提碘(1)海带中含有碘元素的检验①关键反应的反应原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O②实验步骤及证明方法 (2)海带中提碘①流程海带―→浸泡―→氧化―→过滤―→提纯―→碘单质②主要的化学原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I25．海水提镁(1)反应流程：(2)有关反应的化学方程式：①MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2②Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O③MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O④MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 典例题组训练 题组 　海水水资源的综合利用1．从海水中可以获得淡水、食盐，并可提取镁和液溴等物质。(1)下列物质不需要通过化学变化就能够从海水中获得的是BC(填序号，下同)。A．金属镁   B．粗盐C．淡水   D．液溴(2)食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料，从海水中得到的粗盐中常含有可溶性杂质CaCl2、MgCl2、Na2SO4等，先将粗盐加水溶解，再通过以下几个步骤可制得纯净的食盐水：①加入稍过量的Na2CO3溶液；②加入稍过量的NaOH溶液；③加入稍过量的BaCl2溶液；④滴入适量的稀盐酸；⑤过滤；其正确的操作顺序是AB。A．②③①⑤④   B．③①②⑤④C．②③①④⑤   D．③⑤②①④(3)从海水中提取溴和镁的流程如图所示：①提取溴单质(Br2)时，通入Cl2是将海水中的溴离子(Br－)氧化成Br2，请写出该反应的离子方程式：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。工业上用空气吹出法将Br2吹入吸收塔与吸收剂SO2作用转化为氢溴酸(HBr)以达到富集溴的目的，步骤Ⅱ是SO2与Br2在水中反应生成两种酸的过程，请写出对应的化学方程式：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。第二次通入Cl2后得到高浓度的溴水，此时从高浓度的溴水中提取Br2还要进行的操作为萃取、分液和蒸馏。②为实现对镁元素的富集，步骤Ⅰ中加入的足量试剂是NaOH(填化学式)。解析：(1)通过电解熔融的氯化镁得到镁和氯气，是化学变化，故A项错误；用蒸馏海水的方法可以得到淡水，用太阳暴晒海水，蒸发水分后即得粗盐，不需要化学变化就能够从海水中获得，故B、C项正确；将溴离子氧化为溴单质是化学变化，故D项错误。(2)除去粗盐中的可溶性杂质Mg2＋、Ca2＋、SO时，正确的操作顺序可为②加入稍过量的NaOH溶液[除去镁离子：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓]；③加入稍过量的BaCl2溶液(除去硫酸根离子：SO＋Ba2＋===BaSO4↓)；①加入稍过量的Na2CO3溶液(除去钙离子及多余的钡离子：CO＋Ca2＋===CaCO3↓、CO＋Ba2＋===BaCO3↓)，其中碳酸钠溶液必须加在氯化钡溶液之后，氢氧化钠溶液和氯化钡溶液的加入顺序可以颠倒；⑤过滤，将沉淀和不溶性的泥沙过滤出去；最后④滴入适量的稀盐酸以除去氢氧根离子和碳酸根离子，注意不能在过滤之前加盐酸，否则氢氧化镁、碳酸钙等会重新溶解，故A、B项正确。(3)向苦卤中加入试剂(步骤Ⅰ)得到Mg(OH)2，且不能引入新的杂质离子，则①应该是NaOH，Mg(OH)2溶于稀盐酸得到MgCl2溶液，将MgCl2·6H2O在HCl氛围中脱水得到MgCl2，电解熔融MgCl2得到Mg；向酸化的滤液中通入过量Cl2，发生反应2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，得到低浓度的Br2，用热空气将Br2吹出，然后用二氧化硫还原溴得到溴离子，反应方程式为SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr，向氢溴酸中通入氯气，发生反应2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，从而得到高浓度的Br2。①通过以上分析知，提取Br2时，第一次通入Cl2后发生反应的离子方程式是2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2；步骤Ⅱ所发生的反应为SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr；第二次通入Cl2后得到高浓度的溴水，此时从高浓度的溴水中提取Br2，还要进行的操作为萃取、分液、蒸馏。②通过以上分析知，为了实现对镁离子的富集，步骤Ⅰ中加入的足量试剂是NaOH。 2．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素。碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示：(1)指出制取碘的过程中有关的实验操作名称：①过滤，②萃取和分液。(2)操作②提取碘的过程中可供选择的有机试剂是B(填序号)。A．甲苯、酒精  B．四氯化碳、苯C．汽油、乙酸  D．汽油、甘油(3)现需做使海藻灰中的碘离子转化为有机溶液中的碘的实验，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、药品，尚缺少的玻璃仪器是普通漏斗、分液漏斗。(4)要从含碘的苯溶液中提取碘和回收苯，还需要经过蒸馏。进行蒸馏操作时，需使用水浴加热，目的是使蒸馏烧瓶均匀受热，便于控制温度，最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。解析：(1)操作①是过滤，操作②是萃取和分液。(2)由于酒精、乙酸和甘油都易溶于水，不能用作提取碘的萃取剂。(3)为使海藻灰中的碘离子转化为有机溶液中的碘，需经过溶解、过滤、氧化、萃取和分液这几个步骤。在过滤时缺少普通漏斗，在进行萃取和分液时缺少分液漏斗。(4)苯的沸点为80.1 ℃。使用水浴加热的目的是使蒸馏烧瓶均匀受热、便于控制温度(水浴加热时的温度不会超过100 ℃)。最后晶态碘在蒸馏烧瓶里聚集。   　海水淡化的方法及原理 淡化方法原理蒸馏法将海水加热蒸发汽化，然后冷凝水蒸气得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对水中阴离子、阳离子的选择透过性，在外加直流电场作用下，使水中的一部分离子转移入另一部分水中而达到除盐的目的离子交换法用阳离子交换树脂和阴离子交换树脂除去海水中的阳离子和阴离子，得到去离子水的方法     核心素养 1．氯的制法——氯碱工业 2．海水中提取溴(1)流程 (2)主要过程及反应原理 3．海带中提取碘(1)流程(2)通入Cl2的反应原理发生反应的离子方程式：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。提醒：也可以用H2O2氧化I－，反应的离子方程式为H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O。【例1】　海水开发利用的部分过程如下图所示。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【解析】　A项，苦卤中含有K＋、Mg2＋、Br－等，通入Cl2可将Br－氧化成Br2，便于从苦卤中提取Br2；B项，粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2＋、Mg2＋、SO等)，将粗盐溶于水，并除去其中的杂质，再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体；C项，工业上沉淀Mg2＋常选用廉价的Ca(OH)2，而不选用NaOH；D项，Br2具有较强的挥发性，富集溴时，常先用空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原吸收(SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr)，得到浓度较大的含Br－溶液。【答案】　C【例2】　(双选)从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海水制碘的说法不正确的是(　　) A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B．在含I－的滤液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素发生还原反应C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D．在碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”【解析】　灼烧干海带应在坩埚中进行，而不应在蒸发皿中灼烧；在含有I－的滤液中加入稀硫酸和H2O2后，碘元素发生氧化反应。【答案】　AB