【知识点详解】
1. 海水资源利用:海水的利用主要分为两大部分,一是海水水资源的利用,如海水淡化,可以解决淡水资源短缺的问题,同时淡化过程中产生的浓海水还可以用于提取化学资源。二是海水化学资源的利用,例如提取海盐、镁、钾、溴、碘等元素。虽然海水中某些元素的总储量巨大,但由于它们在海水中的浓度极低,因此需要经过复杂的化学处理才能提取。
2. 高分子分离膜技术:这是一种利用特殊高分子材料制成的薄膜,能够对混合物中的不同组分进行选择性透过,常用于工业废水处理、食品工业中的浓缩以及海水淡化等。它并不涉及能量转换,如化学能或热能转化为电能。
3. 海水化学资源提取:从海水中获取化学元素通常需要化学反应。例如,海水中钾元素以离子形式存在,需要通过化学方法转化为钾单质。海水蒸发制盐是物理变化,而从海水中提炼氯化钠并电解熔融NaCl可制备氯气(Cl2)。
4. 海水淡化与提取:海水中的氯、溴、碘、钠、镁、铝等元素都是以化合物的形式存在,需通过化学反应进行提取。氯化钠可以通过蒸发结晶得到,而氯、溴、碘等元素则需要通过氧化还原反应从卤素离子中分离出来。
5. 氯气氧化反应:在含有NaBr和KI的溶液中通入足量氯气,会生成Br2和I2。在加热和蒸发过程中,Br2和I2会挥发,留下的是NaCl和KCl。
6. 可再生海洋资源:潮汐能是一种可再生能源,因为它来源于月亮和太阳引力引起的潮汐现象,可以持续利用且不会枯竭。而海底石油、天然气、滨海沙矿和锰矿等都是非可再生资源,因为它们的形成需要长时间地质作用,一旦消耗难以恢复。
7. 粗盐精制过程:在精制粗盐时,需要加入BaCl2溶液(除硫酸根)、NaOH溶液(除镁离子)、Na2CO3溶液(除钙离子和过量钡离子),最后加盐酸调至中性并除去碳酸钠。溶解时,玻璃棒用来搅拌加速溶解;过滤时,玻璃棒用于引流,防止液体溅出;蒸发时,玻璃棒搅拌防止局部过热造成液体飞溅。
8. 海水提取溴的流程:
- 海水淡化方法:常见的有蒸馏法、反渗透法、冷冻法等。
- 步骤I:2Br- + Cl2 → Br2 + 2Cl-,此过程Cl2是氧化剂。
- 步骤II:Br2+SO2+2H2O→H2SO4+2HBr,Br2作氧化剂,每生成2 mol HBr需消耗1 mol SO2。
- 氧化性强弱比较:根据化学反应,可以判断氧化性Cl2 > Br2 > SO2。
这些题目涵盖了海水资源利用、海水淡化技术、化学元素提取、氧化还原反应、化学实验操作等多个高中化学知识点,体现了化学在实际生活和工业生产中的应用。通过这些习题的解答,学生可以深化对化学原理的理解,提升分析和解决问题的能力。