2020年高考化学一轮复习 第四章 第五节 海水资源的开发利用 环境保护与绿色化学课件 新人教版

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。①主要的化学原理:Cl2+2KI====2KCl+I2。②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()①烧碱②纯碱③金属钠④氯气⑤盐酸A.①②③④⑤B.①②③④C.①②③⑤D.①②④⑤【解析】选A。在氯碱工业中,2NaCl+2H2O2NaOH+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;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。电解====电解====△====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Ⅲ的离子反应为2Br-+Cl2====2Cl-+Br2C.工业上每获得1molBr2,需要消耗Cl244.8LD.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏【解析】选C。X试剂的作用是吸收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Ⅲ为Cl2和Br-的置换反应,B项正确;工业上每获得1molBr2,需要消耗标准状况下Cl244.8L,C项错误;步骤Ⅳ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。23O24SO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H2O2C.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Ⅱ)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①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②的反应原理为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑24SO电解====C.步骤③可需将MgCl2·6H2O晶体置于干燥的HCl气流中加热脱水制备无水MgCl2D.步骤④、⑤、⑥所涉及的反应中,溴元素均发生氧化反应【解析】选D。步骤①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②为电解饱和24SO23O23O食盐水,反应的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,B项正确;步骤③由MgCl2·6H2O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⑤中Br2转化为HBr,溴元素被还原,发生还原反应,D项错误。电解====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()选项步骤采用装置主要仪器A①过滤装置漏斗B②分液装置分液漏斗C③蒸发装置坩埚D④蒸馏装置蒸馏烧瓶【解析】选C。步骤①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②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,B项正确;步骤③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④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MgCl2·6H2O得到无水MgCl2的关键是要低温小火烘干D.溴工业中③、④的目的是为了富集溴元素,溴元素在反应③、⑤中均被氧化,在反应④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MgCl2·6H2O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③、⑤中由Br-转化为Br2,被氧化,在反应④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硫酸工厂尾气SO2、O2、N2等,一般用氨水吸收硝酸工厂尾气NO、NO2、N2、O2等,一般用NaOH溶液吸收高炉煤气CO、CO2、N2等,一般回收利用炼钢烟气Fe2O3烟尘、CO等,一般回收利用焦炉气CH4、CO、CO2、C2H4、N2等,可用作燃料氯碱工业Cl2,一般用NaOH溶液吸收【通考题·触类旁通】角度1环境污染的类型1.(2017·全国卷Ⅲ)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2.5μm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是指粒径小于或等于2.5μm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.汽车的排气管上装有“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成N2和CO2B.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、CaSO3B.X可以是空气,且需过量C.捕获剂所捕获的气体主要是COD.处理含废水时,发生反应的离子方程式为+====N2↑+2H2O4NH4NH2NO【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1∶1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,故C项正确;含废水用NaNO2溶液处4NH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。4NH2NO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CH3C≡CH合成CH2＝C(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CH3OHB.CO2和H2OC.H2和CO2D.CH3OH和H2【解析】选A。从原子守恒和绿色化学的思想出发:CH3C≡CH+其他的反应物CH2＝C(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室效应加剧【解