（人教通用版）2015屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)講義 第五節(jié) 海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護(hù)

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1、 第五節(jié)海水資源的開發(fā)利用及環(huán)境保護(hù) 明考綱要求 理主干脈絡(luò) 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。 海水資源的綜合利用 1．水資源的利用 2．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) 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑； ②產(chǎn)物制鹽酸：H2＋Cl22HCl； ③制漂白液

2、：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。 (2)海水提鎂。 海水Mg(OH)2MgCl2(溶液)MgCl26H2OMgCl2Mg 1 / 16 (3)海水提溴。 海水(酸化)Br2HBrBr2(液) (4)海帶中提碘。 海帶海帶灰含I－的溶液I2I2的有機(jī)溶液I2 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)(2013福建高考)從海水中提取物質(zhì)都必須通過化學(xué)反應(yīng)才能實(shí)現(xiàn)。(　　) (2)(2013浙江高考)實(shí)驗(yàn)室從海帶提取單質(zhì)碘的方法是：取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取。(　　) (3)海水淡化的方法有蒸餾法、電滲析法、明礬

3、凈化法等。(　　) (4)海水中提取鎂所涉及的化學(xué)反應(yīng)全都是氧化還原反應(yīng)。(　　) (5)蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水，將其電解可制得金屬鈉。(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)　(5) 2．海水是巨大的資源寶庫，以下是海水資源的利用： ①海水的淡化?、诤Ｋ刑崛∈雏}?、酆Ｋ刑崛〗饘冁V　④海水中提取碘?、莺Ｋ刑崛′? 上述化工生產(chǎn)中涉及氧化還原反應(yīng)的有__________。 答案：③④⑤ 3．從海水提取溴的工藝流程中出現(xiàn)了兩次Br－Br2的過程，這樣設(shè)計(jì)的目的是什么？ 提示：把海水中的溴元素富集。 4．氯化鎂晶體(MgCl26H2O)加熱失去結(jié)晶水生成MgCl2時(shí)，為

4、什么要在HCl的氣流中進(jìn)行？ 提示：MgCl2易發(fā)生水解反應(yīng)，在HCl的氣流中可抑制MgCl2的水解。 一、從海水中提取鎂的方法 (1)工藝流程： (2)基本步驟及主要反應(yīng)： ①制熟石灰：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。 ②沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。 ③酸化：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。 ④蒸發(fā)結(jié)晶：析出MgCl26H2O。 ⑤脫水：在氯化氫氣流中使MgCl26H2O脫水制得無水氯化鎂。 ⑥電解：電解熔融氯化鎂制得鎂。 二、從海水中提取溴的方法 1．工藝流程 2

5、．基本步驟及主要反應(yīng) (1)濃縮：海水曬鹽和海水淡化的過程中Br－得到濃縮。 (2)氧化：向濃縮的海水中通入Cl2，將Br－氧化為Br2，反應(yīng)的離子方程式為：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。 (3)富集：利用溴的揮發(fā)性，通入熱空氣或水蒸氣，吹出的溴蒸氣用SO2吸收。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。 (4)提?。涸儆肅l2將HBr氧化得到產(chǎn)品溴。 三、海帶中碘元素的檢驗(yàn)和從海帶中提取碘的方法 1．海帶中含有碘元素的檢驗(yàn) (1)反應(yīng)原理：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O (2)實(shí)驗(yàn)步驟及證明方法 2．海帶中提碘

6、 (1)工藝流程。 (2)兩種原理。 ①主要的化學(xué)原理：Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2。 ②主要物理原理：單質(zhì)碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸餾法將碘與有機(jī)溶劑分開。 1.(2014泰安模擬)從海水中提取鎂，正確的方法是(　　) A．海水Mg(OH)2Mg B．海水MgCl2溶液―→MgCl2晶體Mg C．海水Mg(OH)2MgOMg D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl26H2O―→MgCl2(熔融)Mg 2．從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下： 下列說法不正確的是(　　) A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富 B．步驟⑥電解M

7、gCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣 C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水 D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng) 3.從海水中提取的溴占世界溴年產(chǎn)量的左右。已知溴水呈橙色，將SO2氣體通入溴水時(shí)，可以使溴水褪色。則下列有關(guān)敘述中正確的是(　　) A．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的漂白性 B．SO2使溴水褪色，顯示了SO2的還原性 C．從溴水中提取單質(zhì)溴，可以用乙醇進(jìn)行萃取 D．SO2是形成酸雨的唯一原因 4．海水中溴元素以Br－形式存在，工業(yè)上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖： (1)步驟①反應(yīng)的離子方程式是_______________________

8、________________________。 (2)步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。 從理論上考慮，下列也能吸收Br2的是________。 A．NaOH 　B．FeCl2　C．Na2SO3　D．H2O (3)步驟⑤蒸餾的過程中，溫度應(yīng)控制在80～90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請(qǐng)解釋原因：________________________________________________________________________ ___________________________

9、_____________________________________________ 5.從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程涉及下列操作，其中正確的是(　　) 6．(2014南京模擬)從海帶中提取碘單質(zhì)，成熟的工藝流程如下，下列關(guān)于海水制碘的說法，不正確的是(　　) 干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2 A．實(shí)驗(yàn)室在蒸發(fā)皿中灼燒干海帶，并且用玻璃棒攪拌 B．含I－的濾液中加入稀硫酸和雙氧水后，碘元素發(fā)生氧化反應(yīng) C．在碘水中加入幾滴淀粉溶液，溶液變藍(lán)色 D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，該操作為“萃取” [答案專區(qū)] 1.解析：從海水

10、中提取鎂時(shí)，首先用石灰乳將海水中的Mg2＋沉淀出來，然后再用鹽酸將其溶解得到MgCl2溶液，從MgCl2溶液中冷卻結(jié)晶得到MgCl26H2O，在HCl氣流中加熱MgCl26H2O得到無水MgCl2，最后電解熔融MgCl2得到單質(zhì)Mg。 答案：D 2.解析：電解熔融MgCl2時(shí)陽極上得到Cl2，陰極上得到Mg。 答案：B 4.解析：(1)(2)離子方程式和化學(xué)方程式分別為：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；只從理論上考慮，NaOH具有強(qiáng)堿性，能吸收Br2，F(xiàn)e2＋、SO具有強(qiáng)還原性也能吸收Br2，但Br2在水中的溶解度較小，不能用

11、水吸收。(3)溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴氣中水蒸氣的含量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率太低。 答案：(1)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ (2)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr　ABC (3)若溫度過高，大量水蒸氣隨溴排出，溴氣中水蒸氣的含量增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，產(chǎn)率太低 3.解析：因?yàn)镾O2具有較強(qiáng)的還原性，而溴單質(zhì)具有較強(qiáng)的氧化性，將SO2氣體通入溴水時(shí)，發(fā)生反應(yīng)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr而使溴水褪色。由于乙醇和水互溶，故不能作萃取劑(從溴水中提取溴)。酸雨有硫酸酸雨(主要由SO2導(dǎo)致)和硝酸酸雨(主要由NO和

12、NO2導(dǎo)致)兩種。 答案：B 5.解析：灼燒海帶應(yīng)用坩鍋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過濾時(shí)應(yīng)用玻璃棒引流，B項(xiàng)錯(cuò)誤；苯的密度比水的小，萃取了單質(zhì)碘的苯在上層，應(yīng)從分液漏斗的上口倒出，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 6.解析：灼燒干海帶應(yīng)在坩堝中進(jìn)行，而不應(yīng)在蒸發(fā)皿中灼燒海帶。 答案：A 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 1．環(huán)境污染 (1)環(huán)境問題： 主要是指由于人類不合理的開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。 (2)“三廢”：主要指廢氣、廢水、廢渣的污染。 (3)大氣污染物的來源： 化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢氣及其攜帶的顆

13、粒物。 2．綠色化學(xué) (1)綠色化學(xué)： 其核心指利用化學(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。 (2)原子經(jīng)濟(jì)性： 環(huán)氧乙烷的生成，其特點(diǎn)為：反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，原子的利用率達(dá)到100%。 ①經(jīng)典方法： CH2===CH2＋Ca(OH)2＋Cl2―→＋CaCl2＋H2O。 ②現(xiàn)代化工生成方法： 2CH2===CH2＋O2 。 上述兩反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性為100%的是②。 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)(2013廣東高考)用Na2S作沉淀劑，除去廢水中的Cu2＋和Hg2＋。(　　) (2)(2012江蘇

14、高考)改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，減少大氣污染物的排放。(　　) (3)(2011福建高考)CO2、CH4、N2等均是造成溫室效應(yīng)的氣體。(　　) (4)(2011天津高考)使用無磷洗衣粉，可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題。(　　) (5)(2011福建高考)使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)　(4)　(5)√ 2．環(huán)境污染已成為人類社會(huì)面臨的重大威脅，下列名詞與環(huán)境污染無關(guān)的是________。 ①溫室效應(yīng)　②赤潮?、鬯嵊辍、芄饣瘜W(xué)煙霧　⑤臭氧層空洞?、蕹毕、叽蟛弊硬　、嗨A 答案：⑥、⑦ 3．“綠色化學(xué)”要求從技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上設(shè)計(jì)可行的

15、化學(xué)反應(yīng)，使其盡可能減少對(duì)環(huán)境的副作用，設(shè)計(jì)由銅、濃H2SO4等制取CuSO4的實(shí)驗(yàn)方案，要求設(shè)計(jì)方案符合“綠色化學(xué)”的要求。 提示： 常見的環(huán)境污染與防治方法 1．常見的環(huán)境污染成因 (1)酸雨——SO2及NOx的排放。 (2)光化學(xué)煙霧——主要是NOx、碳?xì)浠衔镌斐傻摹? (3)臭氧空洞——氟氯代烴、NOx的排放。 (4)溫室效應(yīng)——大氣中CO2、CH4含量的增加造成的。 (5)白色污染——聚乙烯等難降解的塑料制品。 (6)水華、赤潮——含磷洗衣粉的大量使用、工農(nóng)業(yè)及城市污水的任意排放造成水體富營養(yǎng)化。 2．環(huán)境污染的類型及防治措施 主要污染物

16、及來源 主要危害 防法措施 大氣污染 ①污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⒐腆w顆粒 ②來源：化石燃料的燃燒，工業(yè)煙塵 ①危害人體健康 ②破壞建筑物 ③影響動(dòng)、植物生長 ④改變氣候 ①開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒 ②對(duì)工業(yè)尾氣進(jìn)行處理 ③立法管理 水污染 ①污染物：重金屬鹽、耗氧有機(jī)物，氮、磷化合物等 ②來源：工業(yè)廢水、生活廢水、實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)院廢水 ①污染飲用水、影響人畜健康 ②影響植物生長 ③形成水華、赤潮，影響水中生物生長 ①對(duì)廢水進(jìn)行無害化處理后排放 ②立法管理 土壤污染 ①污染物：重金屬鹽、廢塑料、工業(yè)廢料、建筑垃圾 ②來源：生活垃圾、

17、工廠、建筑、化肥、農(nóng)藥、各種廢水 ①使土壤板結(jié)、硬化 ②水肥流失 ①對(duì)垃圾回收和分類處理，綜合利用 ②控制各種污水排放 1.(2012海南高考)化學(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．CO2屬于大氣污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成 D．大氣中CO2含量的增加會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇 2．Ⅰ.某硝酸廠附近的空氣中的主要污染物為氮的氧化物。為了保護(hù)環(huán)境和綜合利用，可采用氨—堿兩級(jí)吸收法。此法兼有堿吸收和氨吸收兩法的優(yōu)點(diǎn)，其吸收工藝流程如下： (1)排空物質(zhì)的主要成分為_______________

18、_____________________________________。 (2)進(jìn)入吸收塔以前加一個(gè)緩沖器的目的是______________________________________。 (3)從吸收塔排出的混合液的用途之一為________________________________________。 Ⅱ.空氣的主要污染物為硫的氧化物和氮的氧化物。研究人員設(shè)計(jì)了同時(shí)凈化廢氣中二氧化硫和氮的氧化物的方法，將其轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸，工藝流程如下： 各室中發(fā)生的反應(yīng)如下： 氧化室：在氧化室中SO2和NO2氣體與水作用生成H2SO4和NO。 清除室：NO＋NO2===N2O

19、3；N2O3＋2H2SO4===2NOHSO4＋H2O 分解室：4NOHSO4＋O2＋2H2O===4H2SO4＋4NO2 回答下列問題： (1)物質(zhì)①和②分別為(寫化學(xué)式)____________________、_________________________。 (2)寫出氧化室中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。 [答案專區(qū)] 1.解析：SO2及氮的氧化物是導(dǎo)致酸雨形成的主要物質(zhì)，而CO2是造成溫室效應(yīng)的主要物質(zhì)。C錯(cuò)誤；CO2無毒，不屬于大氣污染物；酸雨是pH小于5.6

20、的降水。 答案：D Ⅱ.(1)根據(jù)各室中的反應(yīng)，物質(zhì)①、②分別為分解室中NOHSO4與O2、H2O反應(yīng)生成的NO2、H2SO4。 (2)氧化室中SO2和NO2與水發(fā)生反應(yīng)生成H2SO4和NO，反應(yīng)方程式為：NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO。 答案：Ⅰ.(1)N2、O2 (2)使氨氣和污染的空氣充分混合 (3)用作肥料 2.解析：Ⅰ.(1)排空物質(zhì)是無污染的氣體，主要成分為N2、O2。 (2)進(jìn)入吸收塔以前加一個(gè)緩沖器的目的是使氨氣和污染的空氣充分混合，使氮的氧化物與氨氣充分反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)化為無毒的N2。 (3)從吸收塔排出的混合液含有銨鹽，可以作為氮肥。 Ⅱ.(1

21、)NO2、H2SO4 (2)NO2＋SO2＋H2O===H2SO4＋NO 蒸 餾 實(shí) 驗(yàn) 蘇教版教材較人教版教材，在蒸餾自來水制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)中增加了溫度計(jì)和沸石(碎瓷片)，并詳細(xì)介紹了蒸餾的操作方法及蒸餾原理，更易被學(xué)生系統(tǒng)掌握。 某些地區(qū)的自來水中含有Fe3＋，實(shí)驗(yàn)室可通過蒸餾自來水的方法獲得少量純凈的水(蒸餾水)。 在蒸餾燒瓶中加入幾粒沸石(或碎瓷片)，再加入少量含有Fe3＋的水，按圖所示組裝實(shí)驗(yàn)儀器，加熱燒瓶，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 (2012浙江高考)粗產(chǎn)品蒸餾提純時(shí)，下列裝置中溫度計(jì)位置正確的是________，可

22、能會(huì)導(dǎo)致收集到的產(chǎn)品中混有低沸點(diǎn)雜質(zhì)的裝置是________。 答案：C　AB 教材中通過蒸餾水的制取，介紹了蒸餾的操作要點(diǎn)及蒸餾原理，并明確了溫度計(jì)水銀球的位置。而高考命題者卻移動(dòng)了溫度計(jì)水銀球的位置，并依據(jù)位置判斷收集餾分物質(zhì)的沸點(diǎn)高低，突出了實(shí)驗(yàn)操作的創(chuàng)新意識(shí)。 在實(shí)驗(yàn)不變的情況下，高考還有可能從以下出題點(diǎn)設(shè)題： 1．在蒸餾裝置中，溫度計(jì)水銀球的位置為什么要放在蒸餾燒瓶的支管口處？ 提示：溫度計(jì)測量的是餾分蒸氣的溫度而不是混合液的溫度。 2．進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往向蒸餾燒瓶的混合液中加入碎瓷片，其作用是什么？ 提示：為了防止暴沸。 3．蒸餾裝置中冷凝管冷卻水

23、的進(jìn)出水方向是如何選擇的？ 提示：水流方向與蒸氣氣流的方向相反，即下口進(jìn)水，上口出水。 4．利用蒸餾裝置分離互溶的液體混合物時(shí)，兩組分的沸點(diǎn)高低有何要求？ 提示：要求兩組分的沸點(diǎn)差別在30℃以上，且差別越大，分離得效果越好。 蒸餾是分離互溶、但沸點(diǎn)不同的液態(tài)混合物的常用方法，也是歷年高考中的?？键c(diǎn)，蒸餾操作需要重點(diǎn)注意溫度計(jì)水銀球的位置，冷卻水的流動(dòng)方向等。 1．進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng) ①蒸餾燒瓶需墊石棉網(wǎng)加熱或水浴加熱。 ②蒸餾燒瓶所盛液體不能超過燒瓶容量的1/2。 ③溫度計(jì)的量程應(yīng)高于餾分的最高沸點(diǎn)，要使溫度計(jì)的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處。 ④若對(duì)餾分在冷

24、凝管里用自來水冷卻，自來水要從冷凝管的水口的低口進(jìn)、高口出。 2．溫度計(jì)水銀球的位置對(duì)產(chǎn)品純度的影響 (1)溫度計(jì)水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處，收集的是溫度計(jì)顯示的沸點(diǎn)的餾分。 (2)若溫度計(jì)水銀球在蒸餾燒瓶的支管口以下，收集的餾分中會(huì)混有比溫度計(jì)顯示溫度低的沸點(diǎn)的雜質(zhì)。 (3)若溫度計(jì)水銀球在蒸餾燒瓶的支管口以上，收集的餾分中會(huì)混有比溫度計(jì)顯示溫度高的沸點(diǎn)的雜質(zhì)。 以“海水中提取食鹽、鎂、溴的過程”為載體串聯(lián)海水資源開發(fā)的知識(shí) 高考載體(2009天津高考T9改編) 　　海水是巨大的資源寶庫，從海水中提取食鹽、鎂和溴的過程如下： [知識(shí)串聯(lián)設(shè)計(jì)] (

25、1)請(qǐng)列舉三種海水淡化的方法：____________、____________、____________。 (2)工業(yè)上電解精制后的食鹽水可以制得燒堿、氫氣和氯氣、寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。 (3)粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SO，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如何精制食鹽(除去Ca2＋、Mg2＋、SO)？ (4)步驟Ⅳ中加入生石灰發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程

26、式(或離子方程式)為____________________、____________________。 (5)灼燒氯化鎂結(jié)晶水合物時(shí)為什么在HCl的氣流中進(jìn)行？ (6)工業(yè)上能否用電解熔融MgO的方法冶煉鎂？為什么？ (7)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的是______________________。 (8)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________

27、_____________________________， 由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是__________________。 答案：(1)蒸餾法　電滲析法　離子交換法 (2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)精制食鹽水的過程為： (4)CaO＋H2O===Ca(OH)2、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (5)抑制MgCl2的水解　(6)不能；MgO的熔點(diǎn)高、需消耗大量能源　(7)富集溴元素 (8)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－　強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕 希望對(duì)大家有所幫助，多謝您的瀏覽！