高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 4.5海水資源的開發(fā)利用 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)課件.ppt

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第五節(jié) 海水資源的開發(fā)利用 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),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(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。3.了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系(如化學(xué)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(xué)”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(jìn)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(diǎn)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(xué)資源的開發(fā)利用 1．氯堿工業(yè) (1)電解NaCl溶液：(寫出化學(xué)方程式，下同) ______________________________________； (3)制漂白液：_________________________________。,Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O,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 ①2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2， ② ___________________________________。,,3．碘的提取 (1)工藝流程： (2)主要反應(yīng)：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O,,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(shí)，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(shí)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(cuò)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(xué)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(shí)驗(yàn)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①③的操作分別是過濾、萃取 B．可用淀粉溶液檢驗(yàn)步驟②的反應(yīng)是否進(jìn)行完全 C．步驟③中加入的有機(jī)溶劑是裂化汽油或乙醇 D．步驟④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(jī)溶液，A正確；淀粉只能檢驗(yàn)生成了I2，而不能說明I－已反應(yīng)完全，B錯(cuò)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(cuò)誤；步驟④的操作是蒸餾，D錯(cuò)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(shí)，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(hào))。 A．乙烯 B．空氣 C．氬氣 D．CO2 (2)某同學(xué)對(duì)上述工藝提出改進(jìn)意見，認(rèn)為氧化后直接用有機(jī)溶劑萃取出溴即可，你認(rèn)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(huì)因?yàn)殇宓膿]發(fā)而造成空氣污染，某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備收集工廠的空氣測(cè)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(qǐng)你為他們?cè)O(shè)計(jì)收集一瓶工廠的空氣的方法_______________________________________________________ _______________________________________________________。 (4)純堿溶液吸收溴的化學(xué)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M(jìn)g2＋的濃度，起到富集的作用。 (2)在MgCl26H2O脫水變?yōu)镸gCl2時(shí)，由于存在MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl水解平衡，所以需要在HCl氣流中進(jìn)行，以抑制MgCl2的水解，避免Mg(OH)2的生成。 答案：(1)提高M(jìn)g2＋的濃度，起到富集的作用 (2)在HCl氣流中進(jìn)行,4．(2014年高考新課標(biāo)全國卷Ⅱ)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(jìn)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(hào))。 ①用混凝法獲取淡水 ②提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量 ③優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種 ④改進(jìn)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Br2＋Na2CO3＋H2O―→NaBr＋NaBrO3＋NaHCO3，吸收1 mol Br2時(shí)，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(xué)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(xué)方程式為___________________________________________； 電解時(shí)，若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________。,海水資源綜合利用的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (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?yàn)楹Ｋ嗜鯄A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(shí)驗(yàn)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(duì)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(hù) 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(diǎn)二 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),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(hù) (1)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)：主要包括“空氣污染指數(shù)”“空氣質(zhì)量級(jí)別”“首要污染物”。目前計(jì)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(hù)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(dá)標(biāo)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(xué) 1．核心 綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從 對(duì)環(huán)境的污染。又稱為“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”。 2．原子經(jīng)濟(jì) 原子經(jīng)濟(jì)要求反應(yīng)物的原子 ，原子的利用率達(dá)到 ，也就是說在化學(xué)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(rèn)為屬于何種污染？ (2)符合“綠色化學(xué)”要求的化學(xué)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(cuò)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(huì)導(dǎo)致酸雨的形成。( ) (4)大氣中CO2含量的增加會(huì)導(dǎo)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(shí)加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量 B．臭氧的體積分?jǐn)?shù)超過10－4%的空氣有利于人體健康 C．CO、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(xì)菌分解，故不會(huì)導(dǎo)致水體污染,環(huán)境問題,答案：A,2．(2014年齊齊哈爾模擬)化學(xué)已經(jīng)滲透到人類生活的各個(gè)方面，下列說法正確的是( ) A．綠色化學(xué)的核心是對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行綜合治理 B．煙、云、霧在陽光照射下可觀察到丁達(dá)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(dǎo)纖維，光導(dǎo)纖維遇強(qiáng)堿會(huì)“斷路” 解析：綠色化學(xué)的核心指利用化學(xué)原理從源頭上消除和減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，A項(xiàng)錯(cuò)；“溫室效應(yīng)”的形成與CO2有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)；制作光導(dǎo)纖維的原料是SiO2，D項(xiàng)錯(cuò)， 答案：B,主要的大氣污染物及其危害,綠色化學(xué),答案：A,答案：C,5．綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)要符合綠色化學(xué)思想，如減少污染，防止浪費(fèi)等。下列符合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行萃取操作練習(xí)時(shí)，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(yàn)SO2氣體，但不能用來吸收尾氣，A錯(cuò)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(huì)造成污染，B錯(cuò)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(huì)污染環(huán)境，D錯(cuò)誤。 答案：C,6．直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)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(dá)到減少碳排放的目的。,,請(qǐng)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(hào))。 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(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH，此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。 ①二氧化碳與石灰石漿液反應(yīng)得到的產(chǎn)物為________________。 ②亞硫酸氫鈣被足量氧氣氧化生成硫酸鈣的化學(xué)方程式為_________________________________________________________。,解析：(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有的粉塵會(huì)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(huì)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)①因CO2＋CaCO3＋H2O===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；②1 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)2＋O2===CaSO4＋H2SO4。 答案：(1)ABC (2)①Ca(HCO3)2(或碳酸氫鈣) ②Ca(HSO3)2＋O2===CaSO4＋H2SO4,有關(guān)實(shí)驗(yàn)題的答題流程及規(guī)范表述 一、氣體的檢驗(yàn) 典例1 (2013年高考廣東卷)化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識(shí)，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學(xué)素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(píng)析,踩點(diǎn)得分 解答此類題目的得分點(diǎn)是：操作→試劑→現(xiàn)象→結(jié)論。 (1)操作：要規(guī)范準(zhǔn)確，要有明顯的動(dòng)詞，如“加入”“滴加”“通入”等，“倒入”不正確。 (2)現(xiàn)象：描述要準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)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(shí)訓(xùn)練 1．聚合硫酸鐵又稱聚鐵{[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m}，廣泛用于污水處理。實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(fù)原色,,二、試紙的使用 典例2 聚合硫酸鐵又稱聚鐵{[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m}，廣泛用于污水處理。實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)，用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法為________________________________________________。,,抽樣評(píng)析,踩點(diǎn)得分 解答此類題目的得分點(diǎn)是：取試紙→蘸液點(diǎn)樣→對(duì)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(diǎn)樣：用潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)液。 (3)對(duì)比讀數(shù)：與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)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(cè)液，點(diǎn)在試紙上，待試紙變色后再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照，得出測(cè)量數(shù)據(jù)。 (2)定性試紙(如紅色石蕊試紙、藍(lán)色石蕊試紙、淀粉KI試紙等)。 ①檢驗(yàn)溶液：將試紙放在表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙的中部，試紙由色變?yōu)樯?，即證明溶液具有性質(zhì)。 ②檢驗(yàn)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(cè)氣體容器口(如試管的管口)附近，試紙由色變?yōu)樯?，即證明該氣體是。,即時(shí)訓(xùn)練 2.實(shí)驗(yàn)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(xué)方程式：___________________ ______________________________________________________。 (2)檢驗(yàn)b試管中收集滿甲氣體的方法是____________________。,,