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1、第五节 海水资源的开发利用 环境保护与绿色化学,考向一 海水资源的综合利用 【通考点融会贯通】 1.氯的提取氯碱工业,2.海水提溴 (1)工艺流程。,(2)基本步骤及主要反应。,3.海带中提取碘 (1)工艺流程。,(2)两种原理。 主要的化学原理:Cl2+2KI=2KCl+I2。 主要的物理原理:单质碘用CCl4或苯萃取,分液后用蒸馏法将碘与有机溶剂分开。 (3)检验海带中含有碘元素的方法。,【通考题触类旁通】 1.NaCl是海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料制得的产品(或物质)是 ( ) 烧碱 纯碱 金属钠 氯气 盐酸 A. B. C. D.,【
2、解析】选A。在氯碱工业中,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,H2与Cl2化合被水吸收可得盐酸。 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2。在制纯碱工业中主要利 用如下原理:NaCl(饱和)+CO2+NH3+H2O= NaHCO3+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2。,2.(2019成都模拟)从淡化海水中提取溴的流程如下:,下列有关说法不正确的是 ( ) A.X试剂可以为Na2SO3饱和溶液 B.步骤的离子反应为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 C.工业上每获得1 mol Br2,需要消耗Cl2 44.8 L D.步骤包含萃取、分液和蒸馏,【解析】选C。X试剂的作
3、用是吸收Br2,可以是Na2SO3 饱和溶液,发生反应的离子方程式为2S +Br2+2H2O =2 +2Br-+4H+,A项正确;步骤为Cl2和Br-的置换 反应,B项正确;工业上每获得1 mol Br2,需要消耗标 准状况下Cl2 44.8 L,C项错误;步骤由Br2的浓溶液 得到液溴,先加萃取剂,萃取分液,再蒸馏,得到液溴, D项正确。,3.(2019柳州模拟)从海带中制取单质碘需要经过灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作,下列图示对应的装置合理、操作规范的是 ( ),【解析】选C。灼烧应在坩埚中进行,A项错误;过滤时应该用玻璃棒引流,B项错误;蒸馏时温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的
4、支管口处,D项错误。,【加固训练】 1.(2016上海高考)下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是 ( ) A.海带提碘 B.氯碱工业 C.氨碱法制碱 D.海水提溴,【解析】选C。海带提碘过程中把碘离子氧化为碘单质是氧化还原反应;氯碱工业过程中电解以及以氯气为原料生产含氯化合物都是氧化还原反应;氨碱法制碱相关的反应是NH3+CO2+H2O=NH4HCO3和NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl,都不是氧化还原反应;海水提溴过程中把溴离子氧化成溴单质是氧化还原反应。,2.溴、碘主要存在于海水中,有“海洋元素”的美称。海水中的碘富集在海藻中,我国海带产量居世界第一,除供食用外,大量
5、用于制碘。提取碘的途径如下所示:,下列有关叙述正确的是 ( ) A.碘元素在海水中也有游离态存在 B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2 C.操作a是结晶或重结晶 D.b是提纯操作,常用蒸馏或分馏,【解析】选B。碘在海水中只以化合态(I-)存在,没有游离态。在提取过程中可以用H2O2氧化I-得到单质碘,操作a是萃取,操作b是分液,然后才是蒸馏操作来得到单质碘。,3.(2015全国卷)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
6、溴,再用SO2将其还原吸收,【解析】选C。氯气具有强氧化性,能和溴离子反应生成溴单质,向苦卤中通入Cl2是为了提取溴,A正确;提纯粗盐可以采用除杂、重结晶的方法,B正确;工业常选用石灰乳作为沉淀剂,用氢氧化钠不经济,C错误;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,D正确。,4.(2019贵阳模拟)海水是重要的资源,可以制备一系列物质。下列说法不正确的是 ( ),A.要除去粗盐中的 、Ca2+、Mg2+等杂质,步骤中 所加试剂及相关操作顺序可以是:过量NaOH溶液过 量BaCl2溶液过量Na2CO3溶液过滤盐酸 B.步骤的反应原理为2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2
7、,C.步骤可需将MgCl26H2O晶体置于干燥的HCl气流中加热脱水制备无水MgCl2 D.步骤、所涉及的反应中,溴元素均发生氧化反应,【解析】选D。步骤中除去粗盐中可溶性杂质,NaOH 除去Mg2+;Na2CO3除去Ca2+、Mg2+,主要为Ca2+;BaCl2除去 ,但是这三种溶液又会引入新的杂质离子C 、 OH-、Ba2+,C 和OH-可通过加适量盐酸除去,但过量 Ba2+必须由Na2CO3除去,因此盐酸在最后加入,Na2CO3溶 液在BaCl2溶液之后加入,A项正确;步骤为电解饱和,食盐水,反应的离子方程式为2Cl-+2H2O 2OH-+ H2+Cl2,B项正确;步骤由MgCl26H2
8、O得到无水 MgCl2,为了抑制MgCl2的水解,需在HCl气流中加热脱 水,C项正确;步骤中Br2转化为HBr,溴元素被还原, 发生还原反应,D项错误。,5.(2019洛阳模拟)海洋动物海鞘中含有种类丰富、结构新颖的次生代谢产物,是海洋抗肿瘤活性物质的重要来源之一。一种从海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物的流程如下:,下列关于该流程中各步骤的说法中,错误的是 ( ),【解析】选C。步骤是分离得到滤液和不溶性物质, 显然是分离固液混合物,其操作为过滤,需要漏斗、烧 杯等仪器,A项正确;步骤分离得到有机层溶液和水 层溶液,显然是分离互不相溶的液体混合物,其操作为 分液,需要分液漏斗、烧杯等仪器,
9、B项正确;步骤是 从水溶液中得到固体,其操作为蒸发,需要蒸发皿等仪 器,而坩埚是灼烧固体的仪器,C项错误;步骤是从有,机溶液中分离得到甲苯,显然是分离沸点不同的液体混合物,其操作为蒸馏,需要蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管等仪器,D项正确。,6.(2019太原模拟)南海是一个巨大的资源宝库,开发利用这些资源是科学研究的重要课题。下图为海水资源利用的部分过程,下列有关说法正确的是 ( ),A.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、冰冻法 B.氯碱工业中采用阴离子交换膜可提高产品的纯度 C.由MgCl26H2O得到无水MgCl2的关键是要低温小火烘干 D.溴工业中、的目的是为了富集溴元素,溴元素在
10、反应、中均被氧化,在反应中被还原,【解析】选D。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗 析法、冷冻法,A项错误;氯碱工业是电解饱和食盐水, 阳极得到氯气,阴极得到H2和NaOH,为防止氯气与氢氧 化钠反应,采用阳离子交换膜,使钠离子转移到阴极,B 项错误;由MgCl26H2O得到无水MgCl2的关键是抑制 MgCl2的水解,C项错误;海水中溴元素含量较低,要进行,溴元素的浓缩、富集,溴元素在反应、中由Br-转化为Br2,被氧化,在反应中由Br2转化为Br-,被还原,D项正确。,考向二 环境保护与绿色化学 【通考点融会贯通】 1.环境污染 (1)“三废”:主要是指废气、废水和废渣。 (2)常见环境污染
11、类型,2.绿色化学,3.环境保护的措施 (1)工业废气携带颗粒物的回收利用。 (2)工业、生活污水经处理达标后排放,限制使用含磷洗涤剂。 (3)回收、限制难降解塑料,研制可降解塑料。,【通考法一通百通】 六大工业尾气的主要成分,【通考题触类旁通】 角度1 环境污染的类型 1.(2017全国卷)化学与生活密切相关。下列说法错误的是 ( ) A.PM2.5是指粒径不大于2.5 m的可吸入悬浮颗粒物 B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染,C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料,【解析】选C。空气中PM2.5是指粒径
12、小于或等于 2.5 m的颗粒物,A项正确;绿色化学应从源头上做起, 其核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产 对环境的污染,而不能先污染后治理,B项正确;燃煤燃 烧可产生SO2和CO2,其中CaO可与SO2结合生成CaSO3,并 最终氧化为CaSO4,而CO2在该条件下不能与CaO结合生 成CaCO3,故加入CaO可减少SO2的排放,不能减少温室气,体CO2的排放,C项错误;天然气的主要成分是甲烷,液化石油气的主要成分是乙烯、乙烷、丙烷等,这两类燃料都是碳氢化合物,属于清洁能源,D项正确。,2.(新题预测)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是 ( ) A.汽车的排气管上
13、装有“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2 B.向煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的SO2最终生成CaSO3,可减少对大气的污染,C.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2,从而使雨水的pH=5.6即形成酸雨,【解析】选A。煤中加入适量石灰石,使煤燃烧产生的SO2转化为CaSO3,再氧化生成CaSO4,B错误;制作光导纤维的是二氧化硅,C错误;雨水的pH5.6才形成酸雨,D错误。,角度2 环境污染的治理 3.(2016浙江高考)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N 废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其
14、他成分),设计了如下流程:,下列说法不正确的是 ( ) A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B.X可以是空气,且需过量 C.捕获剂所捕获的气体主要是CO D.处理含 废水时,发生反应的离子方程式为 + =N2+2H2O,【解析】选B。废气中CO2、SO2能与石灰乳反应生成 CaCO3、CaSO3,故A项正确;气体1是不能被过量石灰乳 吸收的NO、CO和氮气,NO和NO2按11的体积比能与 NaOH溶液反应生成亚硝酸钠,所以X可以是空气,但不 能过量,过量会使NO2的量增加,从而有NaNO3生成,故B 项错误;气体2的成分为N2和CO,因此捕获剂所捕获的 气体主要是CO,
15、故C项正确;含 废水用NaNO2溶液处,理后得到无污染的气体,因此会生成N2,其反应的离子 方程式为 + =N2+2H2O,故D项正确。,4.(2019南通模拟)习总书记多 次强调“要像对待生命一样对待 生态环境”。下列说法正确的是 ( ) A.用太阳能光解水制H2可减少碳排放,B.用聚乙烯生产快餐盒可降低白色污染 C.用如图所示方法可改良碱性土壤 D.用Ba(OH)2可消除水中Cu2+等重金属离子污染,【解析】选A。A项,水在太阳能下分解生成H2,不产生碳排放,正确;B项,聚乙烯的使用为造成白色污染的主要原因,错误;C项,应用熟石灰改良酸性土壤,错误;D项,Ba2+本身也属于重金属且有毒,错
16、误。,角度3 绿色化学 5.在“绿色化学工艺”中,理想状态是原子利用率为 100%。在用CH3CCH合成CH2C(CH3)COOCH3的过程 中,欲使原子利用率达到最高,还需要其他的反应物有( ) A.CO和CH3OH B.CO2和H2O C.H2和CO2 D.CH3OH和H2,【解析】选A。从原子守恒和绿色化学的思想出发: CH3CCH+其他的反应物 CH2C(CH3)COOCH3, 则其他的反应物的原子组成为C2H4O2,只有选项A中的 物质按等物质的量混合,符合题意。,【加固训练】 化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是 ( ) A.CO2属于大气污染物 B.酸雨是pH小于7的雨水 C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D.大气中CO2含量的增加会导致温
