重难点17 海水资源的综合利用学年高一化学重难点探究人教版必修二文档格式.docx

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使I−变成单质碘，可供选择的常见氧化剂有Cl2和H2O2。

单质碘用苯或四氯化碳萃取，分液后用蒸馏的方法将碘和有机溶剂分开。

碘的提取

反应原理

Cl2+2I−===I2+2Cl−

工艺流程

碘元素的检验

2H++2I−+H2O2===I2+2H2O

操作步骤

2．海水提溴的方法

基本操作

浓缩

海水晒盐和海水淡化的过程中副产物Br−得到浓缩

氧化

向浓缩的海水中通入Cl2，将Br−氧化成Br2，反应的离子方程式为Cl2+2Br−===Br2+2Cl−

富集

利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出的溴蒸气用SO2吸收，反应方程式为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4

提取

再用Cl2将HBr氧化得到产品溴

3．海水提镁的方法

CaCO3CaO+CO2↑

CaO+H2O===Ca（OH）2

MgCl2+Ca（OH）2===Mg（OH）2↓+CaCl2

Mg（OH）2+2HCl===MgCl2+H2O

MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑

典例剖析

例1利用海水提取溴和镁的一般过程如下，下列说法正确的是

A．工业溴中含少量Cl2，可用NaOH溶液除去

B．工业上常利用电解MgCl2溶液冶炼金属镁

C．富集溴元素过程中，空气吹出法利用了溴易挥发的性质

D．若提取1molBr2，至少需要44.8L的Cl2

答案C

解析A．由于Br2能与NaOH溶液反应，因此用NaOH溶液吸收Cl2的同时，Br2也被吸收，A错误；

B．镁是活泼的金属，工业上常用电解熔融的MgCl2冶炼金属镁，惰性电极电解MgCl2溶液生成氯气、氢气和氢氧化镁，B错误；

C．溴易挥发，因此在富集溴元素的过程中，可以使用空气吹出法，C正确；

D．溶液酸化之后得到的滤液中Br-与氯气发生反应，生成1molBr2，需要1molCl2，然后1molBr2在吹出塔富集，并在吸收塔中被SO2还原成2molBr-，然后在蒸馏塔中Cl2再次将2molBr-氧化成1molBr2，因此整个过程若提取1molBr2，至少需要2mol氯气，标准状况下为44.8L，D错误。

答案选C。

例2某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。

实验

（一）　碘含量的测定

实验

（二）　碘的制取

另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：

已知：

3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。

（1）实验

（一）中的仪器名称：

仪器A________，仪器B________。

（2）①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为__________________。

②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是___________________。

③下列有关步骤Y的说法，正确的是________。

A应控制NaOH溶液的浓度和体积

B将碘转化成离子进入水层

C主要是除去海带浸取原液中的有机杂质

DNaOH溶液可以由乙醇代替

④实验

（二）中操作Z的名称是________。

（3）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是________________________。

答案

（1）坩埚500mL容量瓶

（2）向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；

将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水液体分上下两层，下层呈紫红色AB过滤

（3）主要由于碘易升华，会导致碘的损失

解析

（1）根据仪器的构造可知，用于灼烧海带的仪器为坩埚；

通过仪器B配制500mL含有碘离子的浸取液，需要使用500mL的容量瓶，故答案为坩埚；

500mL容量瓶；

（2）①分液漏斗的检漏应先检查漏斗颈旋塞处是否漏水，再检查漏斗口玻璃塞处是否漏水，其方法是：

检查漏斗颈旋塞处是否漏水时，先关闭分液漏斗的旋塞，加入适量的水，看是否漏水，若不漏，再将活塞旋转180°

后观察是否漏水；

检查漏斗口玻璃塞处是否漏水时，先关闭分液漏斗的旋塞，加入适量的水，把漏斗倒过来观察是否漏水，若不漏，将玻璃塞旋转180度后再倒置观察，若还是不漏水，则玻璃塞处不漏水；

②步骤X为萃取操作，由于CCl4密度比水大，且I2易溶于CCl4，故萃取后分液漏斗内观察到的现象液体分为上下两层，上层呈无色，下层呈紫红色；

③据题中所给信息：

3I2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO3＋3H2O，步骤Y目的在于把碘元素全部由CCl4层转移入水层，NaOH溶液应过量，为了下一步便于提取碘，所加氢氧化钠溶液的体积不能过多，故其浓度不能太小，故选项A、B正确，选项C错误，由于I2在CCl4和酒精中都易溶解，且CCl4和酒精互溶，酒精不能从I2的CCl4溶液中萃取I2，选项D错误；

答案选AB；

④实验

（二）中，由于碘单质在酸性溶液的溶解度很小，碘在水溶液中以晶体析出，故操作Z是过滤；

（3）由于碘易升华，加热碘的四氯化碳溶液时，碘易挥发，会导致碘的损失，故不采用蒸馏方法。

精选习题

1．下图是实验室蒸馏装置图。

可利用此装置将海水淡化，下列说法中正确的是

A．蒸馏时应将温度计插入海水中

B．蒸馏时冷水的流向应由上而下

C．利用此法淡化海水获得淡水质量高，但能耗大

D．蒸馏时温度计位置应在离液面2～3mm处

【答案】C

【解析】蒸馏时温度计测量的是水蒸气的温度，而不是溶液的温度，所以温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处，冷却水流向是由下而上，答案选C。

2．下列有关海水资源的综合利用的说法，其中不正确的是

A．海水淡化的的方法有蒸馏法，电渗析法，离子交换法等

B．用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁

C．提取海带中的碘，首先将用刷子刷净并用酒精润湿的干海带在坩埚中灼烧

D．提取海水中的溴，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

【答案】B

【解析】A.海水淡化的主要方法有：

蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，故选项A正确；

B.用海水为原料，经一系列过程制得氯化镁固体，电解无水氯化镁可得镁；

镁是活泼的金属，不能用热还原方法制取，选项B错误；

C.提取海带中的碘，首先将用刷子刷净去除杂质，再用酒精润湿的干海带在坩埚中灼烧，去掉有机物，然后用水溶解灰烬，过滤，向滤液中加入稀硫酸酸化，再加入1mL的H2O2溶液，碘元素就由化合物转化为I2单质，选项C正确；

D.海水提取溴一般用氯气置换溴离子转化为溴单质，然后用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收转化为HBr，达到富集的目的，故选项D正确。

3．（2020·

衡水市第十三中学高一月考）海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。

如图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。

下列判断正确的是（）

A．步骤①③的操作分别是过滤、萃取

B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C．步骤③中加入的有机溶剂是四氯化碳或乙醇

D．步骤④的操作是过滤

【答案】A

【解析】【分析】海藻灰悬浊液过滤得到含碘离子的溶液，通入氯气得到含碘单质的溶液，加入萃取剂萃取分液分离得到含碘单质的有机溶液，通过蒸馏得到碘单质。

【详解】A.分离固体和液体用过滤，从水溶液中提取碘一般用萃取的方法，步骤①、③的操作分别是过滤、萃取分液，故A正确；

B.淀粉遇到I2会变蓝色，遇碘离子不变色，因此不能用淀粉检验碘离子，故B错误；

C.萃取剂不能和溶质反应，且萃取剂和原溶剂不能互溶，由于乙醇能与水互溶，不能做萃取剂，故C错误；

D.碘易溶于有机溶剂，所以不能过滤，应该用蒸馏的方法提取碘，步骤④的操作是蒸馏，故D错误。

综上所述，答案为A。

4．（2020·

珠海市第二中学高一开学考试）海带中含有碘元素。

从海带中提取的碘的步骤如下：

①海带焙烧成灰加入水搅拌②过滤③向滤液中加入稀H2SO4和H2O2④加入CCl4萃取⑤分液。

下列说法中不正确的是（）

A．步骤②中用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒

B．步骤③中涉及的离子方程式为：

2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

C．步骤④中可用酒精代替CCl4

D．步骤⑤中获得I2从分液漏斗下口倒出

【解析】A．步骤②为过滤，所需要的玻璃仪器为：

漏斗、玻璃棒、烧杯，故A不符合题意；

B．步骤③中碘离子被双氧水氧化生成碘，发生的离子反应为：

2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O，故B不符合题意；

C．步骤④为萃取，酒精与水互溶，不能用酒精代替，故C符合题意；

D．四氯化碳的密度比水的密度大，萃取后有机层在下层，获得I2从分液漏斗下口放出，故D不符合题意；

故答案为：

C。

【点睛】

萃取剂选择三原则：

①萃取剂和原溶剂互不相溶；

②萃取剂和溶质不发生反应；

③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在水中的溶解度；

常用的有机萃取剂有四氯化碳、苯、汽油、酒精、丙酮等。

5．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等（如下图所示），下列有关说法正确的是

A．第①步除去粗盐、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质离子，加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

B．将第②步结晶出的MgCl2·

6H2O可在HCl气流中加热分解制无水MgCl2

C．在第③④⑤步中溴元素均被氧化

D．第⑤步涉及的分离操作有过滤、萃取、蒸馏

【解析】A．选项中的试剂添加顺序中，钡离子最后无法除去，则加入的药品顺序应为：

BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸，故A错误；

B．第②步中的MgCl2·

6H2O脱水过程中镁离子易水解生成氢氧化镁沉淀，在氯化氢气体中脱水可以抑制镁离子水解；

MgCl2·

6H2O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2，故B正确；

C．第③步将溴离子被氧化为溴单质，第④步中溴单质被还原为溴离子，第⑤步中溴离子被氧化为溴单质，故C错误；

D．第⑤步中，溴元素化合价从−1升高到0价，被氧化，生成单质溴溶于水，则萃取后、蒸馏可分离，不需要过滤操作，故D错误；

故选B。

6．我国有广阔的海岸线，海水综合利用大有可为。

从海水中提取溴的工业流程如下：

（1）以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是_______。

（2）步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的______（填序号）。

A．氧化性 

B．还原性 

C．挥发性 

D．腐蚀性

（3）以上流程Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面方框内填入适当的化学计量数：

___Br2+　 

　+　 

　Br−+　 

　CO2↑

（4）上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏，写出溴蒸气与二氧化硫水溶液反应的离子方程式：

___________。

（5）实验室从溴水中分离出溴还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是____（填序号）。