专题五第5讲 海水资源的开发利用环境保护和绿色化学高考化学一轮复习金版导学案必修部分.docx
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专题五第5讲海水资源的开发利用环境保护和绿色化学高考化学一轮复习金版导学案必修部分
2021年高考化学一轮复习金版导学案（必修部分）
专题五非金属及其化合物
第5讲海水资源的开发利用 环境保护和绿色化学
[考纲要求]
1．了解常见元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
2.了解科学、技术、社会的相互关系（如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等）。
3.了解在化工生产中遵照“绿色化学”思想的重要性。
海水资源的综合利用
知识梳理
1.水资源的利用
2．海水中化学资源的开发利用
（1）氯碱工业
①电解NaCl溶液：
（写出化学方程式，下同）_________________________________；
②产物制盐酸：
____________________________________________________________；
③制漂白液：
______________________________________________________________。
（2）海水提镁
海水
Mg（OH）2
____（溶液）
MgCl2·6H2O
____
Mg。
（3）海水提溴
海水（酸化）
____
HBr
Br2（液）。
（4）海带提碘
①工艺流程
②两种原理
a．主要的化学原理：
___________________________________________________。
b．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．海水其他资源的开发利用
（1）从海水中提取核能、开发的重要原料：
________。
（2）潮汐能、波浪能是有待开发的新型能源。
[回扣判断]（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现（ ）
（2）海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、明矾净化法等（ ）
（3）实验室从海带中提取单质碘的方法是：
取样→灼烧→溶解→过滤→萃取（ ）
（4）海水中提取镁所涉及的化学反应全都是氧化还原反应（ ）
（5）将氯化镁晶体（MgCl2·6H2O）直接加热可制得无水氯化镁（ ）
（6）碘是人体必需的微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物（ ）
[重点提醒]
海水蒸馏原理装置图及注意事项：
注意以下几点：
（1）温度计水银球的位置是否位于支管口
（2）水流方向是否为自下而上
（3）为防止暴沸应加碎瓷片或沸石
（4）应垫石棉网对蒸馏烧瓶加热
对点速练
练点一 提取碘的实验装置
1．从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作，其中正确的是（ ）
练点二 海水综合利用的流程分析
2．根据如图海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是（ ）
已知：
MgCl2·6H2O受热生成Mg（OH）Cl和HCl气体等。
A．过程①的提纯是物理过程，过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B．在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C．在过程④、⑥反应中每氧化0.2molBr－需消耗2.24LCl2
D．过程⑤反应后溶液呈强酸性，生产中需解决其对设备的腐蚀问题
3．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案，下列说法正确的是（ ）
A．①中反应的离子方程式：
2I－＋H2O2===I2＋2OH－
B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出
C．③中得到的上层溶液中含有I－
D．操作Z的名称是加热
4．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试剂可用Na2SO3饱和溶液
B．步骤Ⅲ的离子反应：
2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
C．工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl244.8L
D．步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏
练后归纳
解答海水的工艺流程题目应注意的几点
（1）在过程中往往用到结晶、过滤、萃取、分液、蒸馏等实验操作，注意这些操作的使用条件和操作方法的规范性。
（2）在制备过程中，涉及氧化还原反应、电解反应、水解平衡等化学原理。
（3）读懂流程图，抓住物质的流入、流出、挖掘反应条件和重要数据。
（4）绿色化学，使用无污染的物质、减少或不排放污染物、物质的循环使用。
环境保护与绿色化学
知识梳理
1.环境污染
（1）环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境的______，以及工农业生产和人类生活所造成的环境______。
（2）“三废”：
主要是指______________。
（3）大气污染物的来源
化石燃料的燃烧和工业生产过程中的废气及其携带的颗粒物。
（4）常见环境污染问题
（5）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，限制使用含氮、磷洗涤剂。
③回收、限制难降解塑料，研制________塑料。
2．绿色化学
[回扣判断]（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）采取“静电除尘”、“燃烧固硫”、“汽车尾气催化净化”等方法，提高空气质量（ ）
（2）减少CO2的排放，可以减少酸雨的产生（ ）
（3）减少机动车尾气的排放，可有效降低雾霾的发生（ ）
（4）大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的重要因素（ ）
（5）
和CO2反应生成可降解聚合物
，该反应符合绿色化学的原则（ ）
（6）CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体（ ）
（7）使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题（ ）
（8）使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一（ ）
[重点提醒]
1．正常雨水也显酸性，只有pH＜5.6才是酸雨。
2．CO2不属于污染性气体，但对环境会造成影响，如：
温室效应。
3．绿色化学要注意原料、副产物是否污染环境，原子利用率是否100%。
对点速练
练点一 环境问题
1．环境污染已严重危害人类的生活。
下列对应关系正确的是（ ）
选项
环境问题
造成环境问题的主要物质
A
酸雨
O3
B
温室效应
CO2
C
南极臭氧层空洞
SO3
D
光化学烟雾
N2
2.三位美国科学家因在氟利昂和臭氧层方面的工作获得诺贝尔化学奖，他们的研究提示了大气中臭氧层被破坏的机理，由下图可知（ ）
A．日光在反应中作催化剂
B．过氧化氯是一种很稳定的物质
C．过氧化氯的结构式为O—Cl—Cl—O
D．臭氧分子最终转变成氧气分子
练后提醒
1．认识雾霾
雾霾——雾和霾的统称。
空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。
二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物（PM）这三项是雾霾主要污染物，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。
2．各种非金属元素的化合物对环境的影响
元素
化合物
主要来源
对环境的影响
C
CO2
化石燃料燃烧
温室效应
碳氢
化合物
石油开采、
植物腐败
温室效应、光化学烟雾
N
NOx
汽车尾气
硝酸型酸雨、臭氧空洞、
光化学烟雾
铵盐、
硝酸盐
化肥、农药、
洗涤剂
水体富营养化：
赤潮、水华
S
SO2、SO3
煤的燃烧
硫酸型酸雨
F、Cl
氟氯烃
空调、
冰箱制冷剂
臭氧空洞
P
磷酸盐
洗涤剂
水体富营养化：
赤潮、水华
练点二 “绿色化学”思想
3．下列生产工艺不能体现“绿色化学”思想的是（ ）
A．海水提镁：
用电解MgCl2（熔融）产生的Cl2制取盐酸
B．工业制硫酸：
提高尾气排放的烟囱高度
C．工业制胆矾：
使用稀硫酸、双氧水溶解铜
D．火力发电：
在燃煤中加入适量生石灰
4．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CH3OH B．CO2和H2O
C．H2和CO2D．CH3OH和H2
5．以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答有关问题：
（1）下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是（可多选）________。
A．CH2===CH2＋HCl―→CH3CH2Cl
B．CH3CH2OH＋HCl―→CH3CH2Cl＋H2O
C．CH3CH3＋Cl2
CH3CH2Cl＋HCl
D．CH2===CHCl＋H2
CH3CH2Cl
由上述四个反应可归纳出，原子经济性高的是________反应（填反应类型）。
（2）有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。
ClO2是一种性能优良的消毒剂，还可将废水中少量的S2－、NO
和CN－等有毒有害的还原性酸根离子氧化而去除。
请写出用ClO2将废水中剧毒的CN－氧化成无毒气体的离子方程式________________________________________________________________________，并说明该方法的优点_____________________________________________________。
（3）下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水（去离子水）的工艺流程示意图：
活性炭的作用是_________________________________________________________；
O3消毒的优点是_________________________________________________________；
1.[2019·全国卷Ⅲ，10]离子交换法净化水过程如图所示。
下列说法中错误的是（ ）
A．经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变
B．水中的NO
、SO
、Cl－通过阴离子树脂后被除去
C．通过净化处理后，水的导电性降低
D．阴离子树脂填充段存在反应H＋＋OH－===H2O
2．[2019·浙江4月，24]聚合硫酸铁[Fe（OH）SO4]n能用作净水剂（絮凝剂），可由绿矾（FeSO4·7H2O）和KClO3在水溶液中反应得到。
下列说法不正确的是（ ）
A．KClO3作氧化剂，每生成1mol[Fe（OH）SO4]n消耗6/nmolKClO3
B．生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大
C．聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水
D．在相同条件下，Fe3＋比[Fe（OH）]2＋的水解能力更强
3．[2018·全国卷Ⅱ，8]研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如图所示）。
下列叙述错误的是（ ）
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
4．[2017·全国卷Ⅲ，7]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
5．[2017·浙江卷，1]2017年世界地球日我国的主题为“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。
下列做法应提倡的是（ ）
A．夏天设定空调温度尽可能的低
B．推广使用一次性塑料袋和纸巾
C．少开私家车多乘公共交通工具
D．对商品进行豪华包装促进销售
6．[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
关注常考STSE创新题型
【知识基础】
1．STSE创新题的类型
以选择题或简答题等题型出现。
在选择题中，通过新材料、新信息介绍，以某点为信息源辐射相关联知识与方法，以判断正误、推理为主，考查识记知识，属于较易题。
简答题要求根据中学化学知识和原理分析、解释相关现象，对逻辑思维、文字表达能力要求较高，属于中等难度题。
2．STSE创新题的解题方法与思路
第一步——读题。
对于陌生度较高的STSE试题要做到逐字逐句阅读，挖掘关键字，排除干扰信息，找出有效信息。
对于新信息中的有机化学方程式，要从断键、成键角度分析，找出规律；对于新物质或常见物质的新性质，要找出其不同点。
正所谓“书读百遍，其义自见”。
第二步——联题。
在读题的基础上，结合题目中的问题或选项分析本题考查的知识板块，联系中学化学知识体系，寻找要提取的信息。
第三步——析题。
找到需要的信息后，需进行分析。
分析时要从大脑信息库中迅速提取所需要的知识，并使思维从新情境回归到课本、回归到平时的学习中来。
第四步——解题。
解题时要注意根据题目的要求回答相应问题。
如果是简答题一定要言简意赅，即一定要做到联系化学原理，切入点正确，分析、说理层次清晰，要点全面。
【素养专练】
1．[2019·北京卷，6]下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是（ ）
2．化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是（ ）
A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性
B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素
D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放
3．下列关于化学与生产、生活的认识正确的是（ ）
A．绿色食品就是不使用化肥农药，不含任何化学物质的食品
B．合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物），有助于缓解能源紧缺的状况
C．蔬菜表面洒少许福尔马林，可保鲜和消毒
D．用Ba（OH）2处理含Cu2＋的废水，可消除水中重金属离子的污染
4．食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。
下列说法错误的是（ ）
A．硅胶可用作食品干燥剂
B．P2O5不可用作食品干燥剂
C．六水氯化钙可用作食品干燥剂
D．加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂
5．环境问题是实现科学发展必须正确面对的问题，下列说法不正确的是（ ）
A．煤经气化和液化两个物理过程，可变为清洁能源
B．“酸雨”“臭氧层受损”“光化学烟雾”都与氮氧化物有关
C．采用催化转换技术将汽车尾气中的NOx和CO转化为无毒气体
D．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境
6．下列关于环境保护问题的叙述中，错误的是（ ）
A．“绿色化学”是指对环境没有负面影响的化学
B．“白色污染”主要是指白色粉尘等对环境造成的污染
C．“温室气体”主要是指二氧化碳、甲烷等气体
D．“酸雨”是由大气中含硫和含氮的氧化物等导致的
7．下列做法不利于食品安全的是（ ）
A．用聚氯乙烯塑料袋包装食品
B．维生素C具有还原性，在人体内起抗氧化作用
C．在食品加工中科学使用食品添加剂
D．研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量
8．“低碳经济”成为现在焦点的议题，你认为下列做法中，不能有效减少空气中CO2含量的是（ ）
A．开发利用太阳能、风能、生物能、海洋能等清洁能源
B．使用节能产品，推广节能环保汽车
C．植树造林，增加森林植被面积
D．用脱硫处理的煤代替原煤作燃料
9．化学与社会、生产生活密切相关，对下列现象或事实解释正确的是（ ）
选项
现象或事实
解释
A
SiO2可作光导纤维
SiO2有良好的导电性
B
明矾可用于净水
Al3＋水解生成Al（OH）3，有吸附作用
C
常温下可用铁罐贮运浓H2SO4
铁和浓H2SO4不发生反应
D
经常食用含纤维素丰富的食物
纤维素在人体内水解生成葡萄糖
10.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
硫酸钙可在如图1所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。
请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有________。
A．温室效应 B．酸雨
C．粉尘污染D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率，脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为________________________________________________________________________。
（3）采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。
但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。
相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4（s）＋CO（g）CaO（s）＋SO2（g）＋CO2（g）
ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1（反应Ⅰ）
CaSO4（s）＋4CO（g）CaS（s）＋4CO2（g）
ΔH2＝－175.6kJ·mol－1（反应Ⅱ）
图2为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。
则降低该反应体系中SO2生成量的措施有________（填字母）。
A．向该反应体系中投入石灰石
B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．提高CO的初始体积百分数
D．提高反应体系的温度
11．水是人类生存和发展的宝贵资源，而水质的污染问题却越来越严重。
目前，世界各国已高度重视这个问题，并采取积极措施进行治理。
（1）工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。
以下处理措施和方法都正确的是________（填字母编号，可多选）。
选项
污染物
处理措施
方法类别
A
废酸
加生石灰中和
物理法
B
Cu2＋等重金属离子
加硫酸盐沉降
化学法
C
含纯碱的废水
加石灰水反应
化学法
（2）下图是某市污水处理的工艺流程示意图：
①下列物质中不可以作为混凝剂（沉降剂）使用的是________（填字母编号，可多选）。
A．偏铝酸钠B．氧化铝
C．碱式氯化铝D．氯化铁
②混凝剂除去悬浮物质的过程是________（填字母编号）。
A．只是物理过程
B．只是化学过程
C．是物理和化学过程
（3）在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐（其毒性仅为氰化物的千分之一），氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。
某厂废水中含KCN，其浓度为650mg·L－1。
现用氯氧化法处理，发生如下反应：
KCN＋2KOH＋Cl2===“KOCN”＋2KCl＋H2O再投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。
请配平下列化学方程式：
KOCN＋
KOH＋
Cl2―→
CO2＋
N2＋
KCl＋
H2O。
若处理上述废水20L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需液氯________g。
练后总结
污染处理常见方法：
1．氧化还原法处理废水
废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的转移而发生氧化或还原反应，使其转化为无害物质。
在工业处理污水时，可用到的氧化剂有：
O2、Cl2、O3、Ca（ClO）2、H2O2等。
氧化还原法在污水处理中的实例有氧化发酵处理含有机物废水、空气氧化法处理含硫废水，碱性氯化法处理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水BOD与COD等均有显著效果。
目前，还原法主要用于含氮废水的处理。
2．沉淀法处理废水
沉淀法处理废水是污水处理的一种重要方法，主要是通过氧化还原反应或电解使易溶于水的含有重金属元素的离子转化为沉淀而除去，目前此法主要用于含＋6价Cr废水的处理。
此外，对于Hg2＋、Cu2＋等重金属离子的污染，可直接加入沉淀剂（Na2S）使之转化为沉淀而除去。
2021年高考化学一轮复习金版导学案（必修部分）
专题五非金属及其化合物
第5讲海水资源的开发利用 环境保护和绿色化学
考点一
知识梳理
1．淡化 循环冷却 蒸馏法
2．
（1）2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ H2＋Cl2
2HCl Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
（2）MgCl2 MgCl2 （3）Br2 （4）Cl2＋2KI===2KCl＋I2
3．铀和重水
回扣判断 答案：
（1）×
（2）× （3）× （4）× （5）× （6）×
对点速练
1．解析：
灼烧海带应用坩埚，A项错误；过滤时应用玻璃棒引流，B项错误；苯的密度比水的小，萃取了单质碘的苯在上层，应从分液漏斗的上口倒出，C项错误。
答案：
D
2．解析：
A项，过程①涉及Mg2＋、CO
、SO
的沉淀，属于化学过程，错误；B项，由已知条件知直接灼烧MgCl2·6H2O得不到无水MgCl2，错误；C项，未指明温度和压强，错误；D项正确。
答案：
D
3．解析：
A项，反应为酸性环境，①中反应的离子方程式：
2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，故A错误；B项，四氯化碳比水密度大，在下层，②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口倒出，故B错误；D项，操作Z的名称是过滤，故D错误。
答案：
C
4．解析：
Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强，利用置换反应制取Br2，B正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到Cl2，故制取1molBr2消耗2mol氯气，但未标明氯气所处的温度和压强，C错误；从浓溴水中提取溴，可利用有机溶剂（如苯）萃取溴，然后分液得到溴的有机溶液，再经蒸馏可得纯净的溴，D正确。
答案：
C
考点二
知识梳理
1．
（1）破坏 污染
（2）废气、废水和废渣 （4）SO2 CO2、CH4 磷 （5）可降解
2．减少和消除 100%
回扣判断 答案：
（1）√
（2）× （3）√ （4）√ （5）√ （6）× （7）× （8）√
对点速练
1．解析：
造成酸雨的是SO2和氮氧化物，造成温室效应的主要是CO2，造成臭氧层空洞的主要是汽车尾气、氟氯烃气体的排放，造成光化学烟雾的主要是氮氧化合物。
答案：
B
2．解析：
日光只是外因，并不是催化剂，过氧化氯见光分解，并不稳定，过氧化氯的结构式是Cl—O—O—Cl。
答案：
D
3．解析：
A项，用电解MgCl2（熔融）产生的Cl2制取盐酸，实现有毒气体的利用，减少污染，能体现“绿色化学”思想。
B项，工业制硫酸中提高排放尾气的烟囱高度，不能减少尾气的排放，不能体现“绿色化学”思想。
C项，工业制胆矾采用稀硫酸、双氧水溶解铜，不仅可以减少尾气排放，且提高了硫酸的利用率，能体现“绿色化学”思想。
D项，火力发电时，在燃煤中加入适量生石灰，可以减少SO2的排放，能体现“绿色化学”思想。
答案：
B
4．解析：
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
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