第八章第一节　自然资源的开发利用第1课时　金属矿物、海水资源的开发利用 课件(共107张PPT）

(共107张PPT)
第一节　自然资源的开
发利用
第1课时　金属矿物、海水
资源的开发利用
第8章 化学与可持续发展
【课程标准要求】　
1.了解金属在自然界中的存在形式，理解金属冶炼的一般原理，掌握活泼性不同的金属冶炼的一般方法，形成金属冶炼方法知识模型。
2.了解海水的主要组成元素，和海水资源及开发利用的主要方式。
3.掌握从海水中提取溴的化学反应原理及实验方法。
新知自主预习
课堂互动探究
课时训练
目
录
CONTENTS
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课堂小结·即时达标
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微专题
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一、金属矿物的开发利用
1.金属元素在自然界中的存在形态
2.金属冶炼的一般原理
金属冶炼的实质是根据氧化还原反应，使金属矿物中的金属阳离子得到电子生成金属单质的过程，即Mn＋＋ne－===M。
游离态
金
铂
化合态
3.金属的冶炼方法
热分 解法 分解HgO
分解Ag2O
电解法 冶炼钠
冶炼镁
冶炼铝
热还 原法 高炉炼铁
铝热法炼铁
其他 方法 湿法炼铜
火法炼铜
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
4.金属矿物资源的开发和利用措施
(1)提高____________的利用率。
(2)开发____________的金属冶炼方法。
(3)防止金属的________。
(4)使用其他材料代替金属材料，减少金属的____________。
(5)加强废旧金属的________和____________。
金属矿物
环保高效
腐蚀
使用量
回收
再利用
【微自测】
1.下列金属的冶炼方法中正确的是(　　)
A.电解氯化钠溶液冶炼金属钠
B.电解熔融的氯化铝冶炼金属铝
C.将铁粉与氧化镁混合加热冶炼镁
D.用一氧化碳还原氧化铁冶炼铁
解析　冶炼金属钠应电解熔融的氯化钠，而不是电解氯化钠溶液；冶炼金属铝应电解熔融的氧化铝，而不是电解熔融的氯化铝；镁比铁活泼，铁不能将氧化镁中的镁还原出来。
D
二、海水资源的开发利用
1.海水水资源的开发利用方法
(1)海水淡化：主要方法有________法、____________法和____________法等。
(2)直接利用：直接利用海水进行____________。
蒸馏
电渗析
离子交换
循环冷却
2.海水中化学资源的开发利用
(1)海水中化学资源的特点：
多样性 海水中溶解和悬浮着大量的____________和____________。海水中含量最多的________、________两种元素，加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F元素，其总含量超过99%，其他元素为________(含量<1%)。
分散性 虽然海水中元素的种类很多，总储量________，但许多元素的富集程度却________。
无机物
有机物
O
H
微量
很大
很低
(2)海水制盐
从海水中制得的氯化钠，除食用外，还作为化工原料生产________、________、钠、氯气、________等。
应用 化学反应方程式
氯碱工业
制钠和氯气
制盐酸
制漂白液
制漂白粉
烧碱
纯碱
盐酸
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
(3)制取其他化工产品和获取能量
①从海水中制取 ________、________、________ 及其他化工产品。
②从海水中提取铀和重水，用于核能开发。
③开发____________、____________等新型能源。
镁
钾
溴
潮汐能
波浪能
【微自测】
2.下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”
(1)海洋约占地球表面积的71%，因此地球不缺水，人类可以任意使用，不用节约(　　)
(2)海水淡化的方法中，蒸馏法成本最低(　　)
(3)海水中含量最多的两种元素为Na元素和Cl元素(　　)
(4)海水晒盐属于化学变化(　　)
(5)海水中含有钾元素，仅通过物理变化就可以得到金属钾(　　)
×
×
×
×
×
(6)从溴化钾中获取单质溴发生了氧化还原反应(　　)
(7)海水中各种化学资源的开发过程中，必须都要发生化学反应(　　)
(8)除了从海水中获取淡水和化学物质外，其他就没有什么价值了(　　)
√
×
×
二、海水提溴的工艺
一、金属冶炼
一、金属冶炼
素材1：
古代炼丹术士葛洪所著《抱朴子》中记载：“丹砂烧之成水银。”
素材2：
唐代诗人刘禹锡在《浪淘沙九首》中有云：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”
———————【活动探究】———————
素材3：
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中写道：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾。 烹胆矾则成铜；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”
素材4：
1886年是铝冶炼史上最具有划时代意义的一年，美国大学生霍尔和法国大学生埃鲁各自独立的研究出电解制铝法。在实验中，霍尔发现向氧化铝中加入冰晶石，可以降低氧化铝的熔化温度从2050 ℃降低到950 ℃左右。这一创新方法，大大降低了能耗，使人们能够大规模工业化生产铝。
1.以上素材中涉及了哪些金属的冶炼？写出相关的化学方程式。
2.所有金属单质必须通过化学反应才能获得吗？
提示：不一定。有些金属在自然界中以游离态存在，不必通过化学反应获得，比如金、铂等可通过物理方法获得。
3.为什么冶炼镁时不能使用MgO，冶炼铝时不能使用AlCl3
提示：因为氧化镁熔点太高，不易熔化，所以不用，而氯化镁熔点低，易熔化且熔化后易电离出自由移动的阴、阳离子，所以用氯化镁；氯化铝是共价化合物，熔化时不能电离出自由移动的阴、阳离子，所以不能使用，只能用熔点较高的氧化铝。
4.当铁轨有缝隙时，维修工人常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，让熔融的铁水流入铁轨的缝隙，冷却后就将铁轨牢牢地黏在一起。你能写出相应化学反应方程式吗？
1.金属的冶炼方法与金属活动性的关系
规律　在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原。
———————【核心归纳】———————
2.铝热反应
实验原理 Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将氧化物中的金属置换出来
实验操作
实验现象 a.镁条剧烈燃烧；b.氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；c.反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；d.纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热
1.下列各种冶炼方法中，可制得相应金属单质的是(　　)
A.加热分解氧化铝 B.高温下分解碳酸钙
C.电解氯化钠溶液 D.电解熔融氯化镁
解析　A项，氧化铝很难分解；B项，高温下分解碳酸钙，生成氧化钙；C项，电解熔融态的氯化钠可得金属钠；D项，电解熔融态的氯化镁可得金属镁。
———————【实践应用】———————
D
2.下列金属冶炼原理对应的冶炼方法，与工业上冶炼铝的方法相同的是(　　)
解析　A项反应是电解法冶炼金属钠，与冶炼金属铝的方法一致，正确；B项反应是湿法炼铜，错误；C项反应是热还原法冶炼金属铁，错误；D项反应是热分解法冶炼金属银，错误。
A
二、海水提溴的工艺
溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。目前，人们主要从海水和盐湖水中提取溴。
工业上常用的一种海水提溴技术叫做“吹出法”，其过程主要包括氧化(用氯气氧化海水中的溴离子)、吹出(用空气将生成的溴吹出)、吸收(用二氧化硫作还原剂使溴转化为氢溴酸，以使其与空气分离)、蒸馏(再用氯气将氢溴
———————【活动探究】———————
酸氧化为溴后蒸馏分离)等环节(如图)。请分析并讨论以上生产流程，写出氧化和吸收环节主要反应的离子方程式。
1.上述转化过程中，两次用到氯气，均发生反应：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，设计这两步操作的目的是什么？
提示：目的是将海水中的溴元素富集。
2.有人说第一步通入氯气氧化后直接用有机溶剂萃取出溴即可，你认为其建议是否合理？
提示：不合理，直接萃取单质溴不仅需要大量的萃取剂，还会造成一部分溴流失，使成本增加。
3.利用空气吹出法提取溴是利用了溴的什么性质？
提示：主要是利用Br2沸点低、易挥发，能被热空气和H2O(g)以溴蒸气形式吹入吸收塔。
海水提溴的方法(吹出法)
———————【核心归纳】———————
工艺流程
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
吹出 利用溴的挥发性，通入热空气和水蒸气，吹出溴蒸气
吸收 吹出的溴蒸气用SO2吸收
蒸馏 再用Cl2将HBr氧化得到产品溴后蒸馏分离
1.海带提碘
2.海水提镁
3.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下：
下列说法中，不正确的是(　　)
A.实验室保存溴通常加少量水
B.海水提溴中所发生的反应不都是氧化还原反应
C.经过吸收塔后，溴元素得到了富集
D.蒸馏塔中还发生了化学变化
———————【实践应用】———————
B
解析　溴易挥发，加水液封可以减少挥发损失，故A正确；海水提溴过程中化学反应均为氧化还原反应，故B错误；经过吸收塔后，溶液中的Br－浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的Br－浓度，因此得到了富集，故C正确；蒸馏塔中发生的反应为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，故D正确。
4.从海带中提取碘单质，工艺流程如下图。下列关于海带制碘的说法错误的是(　　)
C
解析　干海带灼烧得到海带灰，海带灰溶于沸水过滤得到含有碘离子的滤液，加入酸化的过氧化氢溶液氧化碘离子生成碘单质，加入四氯化碳萃取分液得到碘的四氯化碳溶液。固体灼烧应在坩埚中进行，A正确；沸水浸泡海带灰的目的是加快I－的溶解，并使之溶解更充分，B正确；由滤液获得碘水，正确的离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，C错误：碘易溶于四氯化碳等有机溶剂，碘水中加入CCl4发生萃取，得到I2的CCl4溶液，D正确。
5.从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：
下列说法不正确的是(　　)
A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富
B.步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气
C.步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应
B
核心体系建构
1.从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了3种金属被人类开发利用的大致年限。这3种金属的应用之所以有先后，主要取决于(　　)
D
A.金属的导电性强弱
B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低
D.金属的活动性强弱
解析　金属活动性顺序中，越靠后的金属出现的年代越早，越靠前的金属出现的年代越晚，说明金属越活泼，越难冶炼。
A.稀有气体中 B.空气中
C.氮气中 D.CO2气体中
解析　因为镁可以与氧气、氮气和二氧化碳反应，所以应选择没有这些气体存在的反应环境，故A正确。
A
A.向苦卤中通入氯气发生反应的离子方程式为Br－＋Cl2===Cl－＋Br2
B.向苦卤中通入氯气时，溴元素化合价升高，被还原
C.将单质溴从溴水中分离出来，可以利用裂化汽油进行萃取
D.将单质溴从溴水中分离出来，可以利用苯、四氯化碳等多种有机溶剂进行萃取
D
3.(2021·太原实验中学检测)溴是海水中的重要元素，海水中溴元素的含量一般为0.065 g·L－1，晒盐浓缩后的苦卤中含有浓度较高的溴离子，向苦卤中通入氯气，可以得到单质溴。下列有关说法正确的是(　　)
解析　向苦卤中通入氯气，离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，A错误；在反应中Br元素化合价升高，被氧化，B错误；裂化汽油中含有烯烃，可以和Br2发生加成反应，故裂化汽油不能作萃取剂，C错误；苯、四氯化碳都可从溴水中萃取出单质溴，D正确。
A.电解法分解海水，制取洁净的热能资源氢气
B.采用太阳光照射法晒制工业用食盐
C.针对能源现状，大力开发潮汐能和波浪能
D.铀是海水中的微量元素，但核工业的铀主要从海水中提取
解析　电解法分解海水制取氢气，消耗大量的电能，经济效益差，发展前景不乐观。
A
4.海水资源的利用具有非常广阔的前景。下列关于海水资源利用的说法中不正确的是(　　)
(1)该实验装置中还缺________，在试剂使用正确且
符合要求的情况下引发铝热反应的操作为________
___________________________________________，
写出铝热反应的化学方程式：__________________
________________________________________________________________。
(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应________(填“能”或“不能”)发生，理由是___________________________________________________________
________________________________________________________________。
5.如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：
(3)若将所得产品置于足量的NaOH溶液中，可能看到的现象是________________________________________________________________
________________________________________________________________ ，
写出铝热反应的一种主要用途：____________________________________
________________________________________________________________ 。
(4)假设铝足量且反应充分，设计一种实验方案，证明本实验中有单质铁生成：________________________________________________________________
________________________________________________________________ 。
解析　(1)观察装置图知，缺少引燃剂镁条，故应在混合物中插入适当长度用砂纸打磨过的镁条，点燃镁条可引发铝热反应。(2)Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg。(3)若铝过量，剩余的铝及反应生成的氧化铝与NaOH溶液反应，可看到部分固体溶解，且溶液中有气泡产生。(4)可取适量反应后的固体混合物，先用NaOH溶液除去铝，再加入盐酸或稀硫酸，根据有气泡冒出确定有铁生成；也可用磁铁靠近固体，根据固体可被磁铁吸引判断有铁生成。
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(　　)
A
A.“药金”实质上是铜锌合金
B.冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C.用王水可区别黄金和“药金”
D.用灼烧法不能区别黄金和“药金”
2.下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　)
C
解析　活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，较活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag等用热分解法冶炼，故A、B、D项正确，C项错误。
3.金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是(　　)
A
A.电解法 B.热还原法 C.热分解法 D.铝热法
4.下列方法中，不能实现海水淡化的是(　　)
C
A.蒸馏法 B.电渗析法
C.过滤法 D.离子交换法
解析　海水淡化常用的方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法。
5.海水是一个巨大的化学资源库。下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)
C
A.利用潮汐发电是将化学能转化为电能
B.海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化
C.从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg
D.海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质
解析　A项，潮汐发电是将潮汐能转化为电能；B项，海水蒸发制海盐的过程中只有物理变化；D项，海水中溴元素以溴离子(Br－)形式存在，要得到溴单质必须发生化学变化才能实现。
6.从海水中提取部分物质的过程如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
C
A.过程①需要加入化学试剂，再经过沉淀、过滤等操作
B.母液到无水MgCl2的一系列变化中未涉及氧化还原反应
C.工业上一般用电解氯化镁溶液制取Mg单质
D.③和⑤均涉及反应：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，该反应属于置换反应
解析　过程①是粗盐的提纯，需要加入NaOH、BaCl2、Na2CO3等化学试剂，再经过沉淀、过滤等操作除去杂质，A项正确；母液到无水MgCl2的一系列变化中，经过了复分解反应、分解反应，但未涉及氧化还原反应，B项正确；工业上一般用电解熔融氯化镁来制取Mg，C项错误；反应③和⑤是置换反应，D项正确。
7.(2021·河北定州中学检测)从淡化海水中提取溴的流程如下：
C
解析　SO2具有还原性可以和具有氧化性的溴单质发生氧化还原反应，故可以用SO2饱和溶液来吸收溴单质，A项正确；氯气具有氧化性，可将溴离子氧化为溴单质，即2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，B项正确；根据离子方程式2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2可知，每获得1 mol Br2，步骤Ⅰ和步骤Ⅲ至少共需要消耗标准状况下Cl2 44.8 L，C项错误；从Br2的浓溶液中提取液溴涉及的操作有萃取、分液和蒸馏，D项正确。
8.海水提镁的主要流程如下：
D
下列说法正确的是(　　)
①试剂M是盐酸　②流程中的反应全部都是非氧化还原反应　③操作b只是过滤　④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2　⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①②③④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④⑤
解析　电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此②是错误的；操作b应是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，因此③是错误的。
9.(2021·成都高一检测)有关海带中存在碘元素的实验过程中，下列装置或操作错误的是(　　)
B
解析　固体灼烧应在坩埚中进行，不能在蒸发皿中。
10.从某含Br－的废水中提取Br2的过程包括：过滤、氧化、萃取(需选择合适萃取剂)及蒸馏等步骤。
已知：①2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O
②Br2极易溶于四氯化碳和正十二烷
物质 Br2 CCl4 正十二烷
密度/g·cm－3 3.119 1.595 0.753
沸点/℃ 58.76 76.8 215～217
在水中溶解性 微溶 难溶 难溶
下列说法不正确的是(　　)
A.甲装置中Br－发生的反应为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
B.甲装置中NaOH溶液每吸收1个Cl2，转移1个e－
C.用乙装置进行萃取，溶解Br2的有机层在下层
D.用丙装置进行蒸馏，先收集到的是Br2
C
解析　氯气的氧化性大于溴，所以甲装置中Br－发生的反应为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，A正确；1 mol Cl2与足量的碱液反应转移1 mol电子，甲装置中NaOH溶液每吸收1个Cl2，转移1个e－，B正确；正十二烷与溴沸点差异大，易分离选用正十二烷进行萃取溴，由于正十二烷密度小于水，所以溶解Br2的有机层在上层，C错误；根据表中数据可知溴的沸点最低，所以用丙装置进行蒸馏，先收集到的是Br2，D正确。
A
A.王水能溶解黄金，但不能溶解白金 B.可以用置换法提取金
C.可以用蒸发灼烧的方法提取金 D.浓盐酸和浓硝酸按照体积比3∶1能配成王水
12.(2021·山东临沂市涑河实验学校高一月考)为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列六项操作可制得纯净的食盐水。下列操作顺序中正确的是(　　)
D
①过滤　②加入稍过量BaCl2溶液　③加入稍过量盐酸　④加热煮沸　⑤加入稍过量Na2CO3溶液　⑥加入稍过量的NaOH溶液
A.②⑥⑤③①④ B.⑥②①⑤③④
C.⑤②⑥③④① D.②⑤⑥①③④
解析　粗盐提纯，要除去溶液中的钙离子、镁离子和硫酸根离子，依次加入过量的碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液和氯化钡溶液，为了不引入新的杂质离子，必须把碳酸钠溶液放在氯化钡溶液的后面，以除去过量的钡离子，所以除杂顺序为②⑥⑤或②⑤⑥或⑥②⑤，然后过滤除去沉淀，然后再向滤液中加入过量的稀盐酸，把剩余的碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液反应掉，最后加热煮沸，再把过量的稀盐酸除去即可得纯净的食盐水，操作顺序为②⑥⑤①③④或②⑤⑥①③④或⑥②⑤①③④，故答案为D。
二、非选择题
13.(2021·广东梅州中学检测)海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、NaCl和溴的过程如下：
(1)步骤Ⅰ获得Br2的化学反应的离子方程式为___________________________
________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为______________________________________________
________________________________________________________________。
在该反应中，氧化剂是________(填化学式)；若反应中生成2 mol HBr，则消耗________ mol SO2。
(3)根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是________。
答案　(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
(2)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr　Br2　1
(3)Cl2>Br2>SO2
解析　海水淡化可得到NaCl，电解熔融的NaCl可得到Na和Cl2，利用生成的Cl2氧化浓缩海水中的Br－得到Br2，发生的离子反应为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，然后通入空气吹出Br2，再用SO2水溶液吸收Br2，发生反应Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，该反应中氧化剂为Br2，还原剂为SO2，反应中每生成2 mol HBr，消耗1 mol SO2。通过上述过程中的反应可判断出三种物质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>SO2。
14.镁及其合金是一种用途很广泛的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：
请回答下列问题：
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①可以选用________，要使MgSO4完全转化为沉淀，加入试剂的量应________。
(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是________。
(3)试剂②选用________，写出反应的离子方程式：_____________________
________________________________________________________________。
(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，该反应的化学方程式为________________________________________________________________。
15.某同学为了验证海带中含有碘元素，拟进行如下实验，请完成相关问题。
(1)第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中不会用到的实验仪器有________(填代号)。
A.试管　　B.瓷坩埚　　C.坩埚钳　　D.铁三脚架
E.泥三角　　F.酒精灯　　G.烧杯　　H.量筒
(2)第2步：I－溶液的获取。操作是__________________________________
________________________________________________________________。
(3)第3步：氧化。操作是向滤液中依次加入稀硫酸和合适的氧化剂。下列氧化剂最好选用________(填代号)。
A.浓硫酸 B.新制氯水
C.酸性KMnO4溶液 D.H2O2
理由是____________________________________________________________。
(4)第4步：碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含有碘元素。
答案　(1)AGH (2)将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，煮沸，过滤得滤液 (3)D　双氧水又称“绿色氧化剂”，其参加氧化还原反应时还原产物为H2O，无污染且不引入新的杂质
解析　(1)先分析灼烧固体物质所用的仪器有哪些，然后再选出不会用到哪些仪器。(2)海带灼烧后的灰烬中含有可溶性碘盐和难溶固体物质。要得到含有I－的溶液，须将灰烬充分溶解，并过滤以除去残渣。(3)浓硫酸、新制氯水、酸性KMnO4溶液、H2O2均能将I－氧化为I2。前三者会引入新杂质，而H2O2的还原产物为H2O，无其他物质生成，所以氧化剂最好选用H2O2。
1.工艺流程题的特点
工艺流程题背景新颖，试题的陌生度大，需要灵活运用所学知识，解决生产中的一些实际问题，知识覆盖面广，思维跨度较大，综合性较强，对理论联系实际的应用能力要求比较高。
主要考查物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理在化工生产中的实际应用。
微专题9　以金属矿物、海水资源开发利用为背景的化工生产工艺流程
———————【核心探究】———————
2.工艺流程题的结构
规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。
3.对原料预处理的常用方法
(1)研磨——减小固体颗粒的体积，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。
(2)水浸——与水接触反应或溶解。
(3)酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。
(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时灼烧就是为了除去可燃性杂质。
(5)煅烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解等。
4.对产品的分离提纯的常用方法
(1)蒸发浓缩、冷却结晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。
(2)蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。
1.利用海水提取溴和镁的过程如下，下列说法不正确的是(　　)
A.若提取1 mol Br2，至少需要标准状况下44.8 L的Cl2
B.工业上常利用电解熔融MgCl2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.工业溴中含少量Cl2，可用NaOH溶液除去
———————【迁移应用】———————
D
解析　因需要两次氧化溴离子，若提取1 mol Br2，至少需要标准状况下44.8 L的Cl2，A正确；金属镁在工业上利用电解熔融MgCl2冶炼，B正确；富集溴元素过程中，利用了溴易挥发的性质使用空气吹出法，C正确；卤素单质都能与NaOH溶液反应，故除去氯气的同时溴也反应了，D错误。
2.如图为从海带中提取碘的工业生产流程，下列有关说法错误的是(　　)
A.因海水中蕴藏着极其丰富的碘
元素，所以工业上也可以直接用
海水来提取碘元素
B.碱化操作时，加入NaOH溶液
的目的是在碱性溶液中，可溶性有机物质可形成沉淀
C.在实验室进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等
D.在实验室进行过滤操作时，需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
A
解析　A项，工业上提取碘元素主要通过海生植物海带，不可以直接用海水来提取碘元素，错误；B项，由从海带中提取碘元素的工业流程可知，海带浸泡后加碱进行碱化，过滤得到有机物沉淀，正确；C项，提取海带中碘元素时，为保证I－完全氧化为I2，当加入的氧化剂为H2O2时，被还原后的产物为水，不引入杂质，当加入的氧化剂为新制氯水时，氯气可将碘离子氧化为碘单质，正确；D项，过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，正确。
3.工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图：
B
4.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝(Al2O3)并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：
B
5.空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如下：
(1)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是____________________
________________________________________________________________。
(2)步骤④利用了SO2的还原性，反应的离子方程式为___________________
________________________________________________________________。
(3)步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离，分离仪器的名称是________。
(5)步骤①、②之后并未直接用“含Br2的海水”进行蒸馏得到液溴，而是经过“空气吹出”“SO2吸收”“氯化”后再蒸馏，这样操作的意义是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
6.金属钛具有密度小、强度高、耐腐蚀、无毒等优点，已广泛应用于航空航天工业，并逐步进入了化工、船舶、汽车、体育器材、医疗等民用领域，显示出了巨大的发展潜力。还原法是工业上冶炼钛的常用方法之一，该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取，其主要工艺流程如下：
试回答下列问题：
(1)已知反应①通常在800～900 ℃的条件下进行，产物中有一种可燃性无色气体，当有1 mol Cl2完全反应时，参加反应的还原剂的物质的量为________ mol。
(2)反应②通常在800 ℃的条件下进行，通入氩气的目的为________________________________________________________________；
分离反应②的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质，应如何除去杂质？____________________________________________________(简述操作过程)。
(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是________。
答案　(1)1　(2)氩气作保护气，防止镁、钛与空气中物质反应　将海绵钛置于盐酸中酸洗，然后过滤即可得纯净的钛(合理即可)　(3)Cl2、Mg
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