高考化學總復習 4.5海水資源的開發(fā)利用 環(huán)境保護與綠色化學課件.ppt

第五節(jié) 海水資源的開發(fā)利用 環(huán)境保護與綠色化學,考綱要求 1.了解海水的綜合利用。2.了解常見元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響。3.了解科學、技術(shù)、社會的相互關(guān)系(如化學與生活、材料、能源、環(huán)境等)。4.理解在化工生產(chǎn)中遵照“綠色化學”思想的重要性。,一、海水水資源的利用 1利用方式 海水的淡化和直接利用海水進行 。 2海水的淡化 (1)途徑：主要是從海水中提取淡水或從海水中把鹽分離出去。,考點一 海水資源的開發(fā)利用,循環(huán)冷卻,(2)方法和原理：,二、海水化學資源的開發(fā)利用 1氯堿工業(yè) (1)電解NaCl溶液：(寫出化學方程式，下同) _； (3)制漂白液：_。,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,2溴的提取 (1)先將海水中的溴富集，再通過氧化還原反應(yīng)將溴提取出來。 (2)流程： (3)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式 2BrCl2=2ClBr2， _。,3碘的提取 (1)工藝流程： (2)主要反應(yīng)：2IH2O22H=I22H2O,4海水提鎂 (1)生產(chǎn)流程：,氯化氫,三、海水其他資源的開發(fā)利用： 1從海水中提取核能開發(fā)的重要原料：_。 2潮汐能、波浪能是有待開發(fā)的新型能源。,鈾和重水,(1)制取MgCl2時，應(yīng)在干燥的HCl氣流中加熱MgCl26H2O，目的是防止MgCl26H2O在加熱脫水時水解產(chǎn)生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。 (2)加碘食鹽中的碘元素是以KIO3的形式存在，而不是KI、I2等。,判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“” (1)從海帶中提取碘單質(zhì)的過程涉及氧化還原反應(yīng)。( ) (2)海水的淡化發(fā)生的都是物理變化。( ) (3)工業(yè)上從海水中獲得Mg的一系列反應(yīng)中不包括置換反應(yīng)。( ) (4)海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學變化。( ) (5)從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5),1海藻中含有豐富的、以離子形式存在的碘元素。下圖是實驗室從海藻里提取碘的流程中的一部分。,海水資源的開發(fā)利用,下列判斷正確的是( ) A步驟的操作分別是過濾、萃取 B可用淀粉溶液檢驗步驟的反應(yīng)是否進行完全 C步驟中加入的有機溶劑是裂化汽油或乙醇 D步驟的操作是過濾 解析：通過過濾除去海藻灰懸濁液中難溶性雜質(zhì)而得到含有I的溶液，向該溶液中通入Cl2將I氧化為I2，經(jīng)萃取后即得含碘有機溶液，A正確；淀粉只能檢驗生成了I2，而不能說明I已反應(yīng)完全，B錯誤；裂化汽油中含有不飽和烴，能與I2發(fā)生反應(yīng)，乙醇能與水互溶，C錯誤；步驟的操作是蒸餾，D錯誤。 答案：A,2海洋中有大量的寶貴資源。被稱為“海洋元素”的溴，其工業(yè)制法為把海水濃縮得鹽鹵，然后加熱到363 K，控制pH為3.5，通入氯氣把溴置換出來，然后用一種氣體X把溴吹出，再用純堿溶液吸收，這時，溴轉(zhuǎn)化為溴離子和溴酸根，最后用硫酸酸化，單質(zhì)溴可從溶液中析出。 (1)把溴吹出的氣體X，最可能用下面的_(填序號)。 A乙烯 B空氣 C氬氣 DCO2 (2)某同學對上述工藝提出改進意見，認為氧化后直接用有機溶劑萃取出溴即可，你認為其建議是否合理_ (填“是”或“否”)，并說出理由_。,(3)提取溴的工廠往往會因為溴的揮發(fā)而造成空氣污染，某實驗小組準備收集工廠的空氣測定溴的含量，提供乙醇溶液、蒸餾水、飽和Na2SO3溶液、飽和NaBr溶液，請你為他們設(shè)計收集一瓶工廠的空氣的方法_ _。 (4)純堿溶液吸收溴的化學方程式為_ _， 硫酸酸化得到單質(zhì)溴的離子方程式為_ _。,3海水綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： (1)海水中的鎂以Mg2的形式存在，流程中將Mg2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，然后又重新轉(zhuǎn)化為Mg2的目的是_ _。 (2)將MgCl26H2O在一定條件下加熱得到無水MgCl2，“一定條件”指的是_。,解析：(1)海水中的鎂以Mg2的形式存在，流程中將Mg2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，然后又重新轉(zhuǎn)化為Mg2，可以提高Mg2的濃度，起到富集的作用。 (2)在MgCl26H2O脫水變?yōu)镸gCl2時，由于存在MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡，所以需要在HCl氣流中進行，以抑制MgCl2的水解，避免Mg(OH)2的生成。 答案：(1)提高Mg2的濃度，起到富集的作用 (2)在HCl氣流中進行,4(2014年高考新課標全國卷)將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品。 回答下列問題： (1)下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是_(填序號)。 用混凝法獲取淡水 提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量 優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種 改進鉀、溴、鎂等的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水吹出Br2，并用純堿吸收。純堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_mol。,(3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖： 濃海水的主要成分如下：,該工藝過程中，脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為_，產(chǎn)品2的化學式為_，1 L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為_g。 (4)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_； 電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式_。,海水資源綜合利用的幾個易錯點 (1)鈉、鎂、溴和碘均以化合態(tài)形式存在且含量較低，需先富集再提取，提取過程中涉及氧化還原反應(yīng)。 (2)提取溴的過程中要用硫酸酸化海水，防止溴單質(zhì)與堿(因為海水呈弱堿性)反應(yīng)而消耗。 (3)提取海水中NaCl、鎂、溴、碘的過程中要用到結(jié)晶、過濾、萃取和分液等實驗操作，要注意這些操作的使用條件和操作方法的規(guī)范性。 (4)海水中鈾和重水的提取，潮汐能、波浪能的開發(fā)對于新能源的開發(fā)具有重要意義。 (5)直接加熱MgCl26H2O不能得到無水MgCl2，最終得到MgO。 (6)Mg蒸氣應(yīng)在H2或稀有氣體中冷卻，不能在空氣中冷卻。,一、環(huán)境保護 1環(huán)境問題 主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的_的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的_。,考點二 環(huán)境保護與綠色化學,生態(tài)環(huán)境,環(huán)境污染,2常見環(huán)境污染問題,3環(huán)境保護 (1)空氣質(zhì)量日報：主要包括“空氣污染指數(shù)”“空氣質(zhì)量級別”“首要污染物”。目前計入的污染物主要是_、_和可吸入顆粒物。 (2)“三廢”：主要是指 、 和廢渣。 (3)大氣污染物的來源： 的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢氣及其攜帶的顆粒物。 4環(huán)境保護的措施 (1)工業(yè)廢氣和所攜帶顆粒物的回收利用。 (2)工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達標后排放，限制使用含_、_洗滌劑。 (3)回收、限制廢棄塑料，研制 塑料。,SO2,NO2,廢水,廢氣,煤,磷,氮,可降解,二、綠色化學 1核心 綠色化學的核心就是利用化學原理從 對環(huán)境的污染。又稱為“環(huán)境友好化學”“清潔化學”。 2原子經(jīng)濟 原子經(jīng)濟要求反應(yīng)物的原子 ，原子的利用率達到 ，也就是說在化學反應(yīng)中不產(chǎn)生任何廢物。,源頭上減少和消除,全部轉(zhuǎn)化為期望的產(chǎn)物,100%,1(1)電視中常說的PM2.5，你認為屬于何種污染？ (2)符合“綠色化學”要求的化學反應(yīng)是什么樣的反應(yīng)？說說你的看法。 提示：(1)PM2.5屬于可吸入顆粒物。 (2)如化合反應(yīng)，加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)。,2判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“” (1)CO2屬于大氣污染物。( ) (2)酸雨是pH小于7的雨水。( ) (3)CO2、NO2或SO2都會導致酸雨的形成。( ) (4)大氣中CO2含量的增加會導致溫室效應(yīng)加劇。( ) 答案：(1) (2) (3) (4),1下列有關(guān)環(huán)境問題的說法正確的是( ) A燃煤時加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量 B臭氧的體積分數(shù)超過104%的空氣有利于人體健康 CCO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在 D含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，故不會導致水體污染,環(huán)境問題,答案：A,2(2014年齊齊哈爾模擬)化學已經(jīng)滲透到人類生活的各個方面，下列說法正確的是( ) A綠色化學的核心是對環(huán)境污染進行綜合治理 B煙、云、霧在陽光照射下可觀察到丁達爾現(xiàn)象 C“溫室效應(yīng)”、“酸雨”的形成都與氮氧化合物有關(guān) D高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導纖維，光導纖維遇強堿會“斷路” 解析：綠色化學的核心指利用化學原理從源頭上消除和減少工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染，A項錯；“溫室效應(yīng)”的形成與CO2有關(guān)，C項錯；制作光導纖維的原料是SiO2，D項錯， 答案：B,主要的大氣污染物及其危害,綠色化學,答案：A,答案：C,5綠色化學實驗是指化學實驗要符合綠色化學思想，如減少污染，防止浪費等。下列符合綠色化學實驗的是( ) A用銅與濃硫酸反應(yīng)制取CuSO4，并用少量品紅溶液吸收尾氣 B將CO還原Fe2O3，后的尾氣直接排入空氣中 C用CCl4進行萃取操作練習時，將溴水改成碘水 D將Zn和稀硫酸制H2后的廢液倒入水槽后，再清洗玻璃儀器 解析：品紅溶液可以用來檢驗SO2氣體，但不能用來吸收尾氣，A錯誤；CO還原Fe2O3后的尾氣中含有少量CO氣體，直接排放到空氣中會造成污染，B錯誤；溴易揮發(fā)，而碘不易揮發(fā)，C正確；鋅與稀硫酸制氫氣后的廢液倒入水槽會污染環(huán)境，D錯誤。 答案：C,6直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題，將煙氣通過裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在下圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達到減少碳排放的目的。,請回答下列問題： (1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問題有_(填寫字母編號)。 A溫室效應(yīng) B酸雨 C粉塵污染 D水體富營養(yǎng)化 (2)在煙氣脫硫的過程中，所用的石灰石漿液在進入脫硫裝置前，需通一段時間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時控制漿液的pH，此時漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。 二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為_。 亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學方程式為_。,解析：(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有的粉塵會造成粉塵污染，含有的二氧化硫(與空氣接觸可產(chǎn)生三氧化硫)會造成酸雨，二氧化碳可以造成溫室效應(yīng)，故應(yīng)選A、B、C。 (2)因CO2CaCO3H2O=Ca(HCO3)2，故二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為Ca(HCO3)2；1 mol Ca(HSO3)2被氧氣氧化肯定生成1 mol CaSO4，根據(jù)S元素守恒，還要有H2SO4生成，故反應(yīng)方程式為Ca(HSO3)2O2=CaSO4H2SO4。 答案：(1)ABC (2)Ca(HCO3)2(或碳酸氫鈣) Ca(HSO3)2O2=CaSO4H2SO4,有關(guān)實驗題的答題流程及規(guī)范表述 一、氣體的檢驗 典例1 (2013年高考廣東卷)化學實驗有助于理解化學知識，形成化學觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學素養(yǎng)。在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進行相關(guān)實驗。設(shè)計實驗比較Cl2和Br2的氧化性，操作與現(xiàn)象是：取少量新制氯水和CCl4于試管中，_ _。,抽樣評析,踩點得分 解答此類題目的得分點是：操作試劑現(xiàn)象結(jié)論。 (1)操作：要規(guī)范準確，要有明顯的動詞，如“加入”“滴加”“通入”等，“倒入”不正確。 (2)現(xiàn)象：描述要準確完整，如顏色變化、溶液分層、有氣泡或色沉淀生成等。 (3)結(jié)論：需要根據(jù)明顯的實驗現(xiàn)象得出明確的結(jié)論或判斷。 答題模板 將氣體通入或加入(操作)溶液(試劑)，(現(xiàn)象)，說明(結(jié)論)。,即時訓練 1聚合硫酸鐵又稱聚鐵Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)過程如下： 驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2的方法是_ _。 答案 將氣體通入少量品紅溶液，溶液褪色，加熱后又恢復原色,二、試紙的使用 典例2 聚合硫酸鐵又稱聚鐵Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)過程如下： 溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為_。,抽樣評析,踩點得分 解答此類題目的得分點是：取試紙蘸液點樣對比讀數(shù)。 (1)取試紙：取一小塊pH試紙放在表面皿或玻璃片上。 (2)蘸液點樣：用潔凈的玻璃棒蘸取待測液。 (3)對比讀數(shù)：與標準比色卡對照，確定溶液的pH。,答題模板 (1)定量試紙(如pH試紙)。 取一小片試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在試紙上，待試紙變色后再與標準比色卡對照，得出測量數(shù)據(jù)。 (2)定性試紙(如紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙、淀粉KI試紙等)。 檢驗溶液：將試紙放在表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部，試紙由色變?yōu)樯?，即證明溶液具有性質(zhì)。 檢驗氣體：取一小片試紙用蒸餾水潤濕，沾在玻璃棒的一端，靠近盛有待測氣體容器口(如試管的管口)附近，試紙由色變?yōu)樯醋C明該氣體是。,即時訓練 2.實驗室可用如圖所示裝置(夾持固定裝置略去)制備并收集氣體甲。 (1)寫出試管a中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：_ _。 (2)檢驗b試管中收集滿甲氣體的方法是_。,