海洋化學資源的綜合利用（學生版）高一化學講與練（蘇教2019）

第三單元海洋化學資源的綜合利用目標導航目標導航課程標準課標解讀1．初步學會物質的分離、提純等化學實驗基礎知識和基本技能。2．結合真實情境中的應用或通過實驗探究，了解溴及其重要化合物的主要性質。1．能根據粗鹽提純以及海水中提取溴的現(xiàn)象辨識物質及其反應，能對物質及其反應進行分類和表征，能聯(lián)系物質的組成和結構解釋宏觀現(xiàn)象。（宏觀辨識與微觀探析）2．能設計實驗方案，組裝實驗儀器，與同學合作完成實驗操作，能運用多種方式收集實驗證據，基于現(xiàn)象和數(shù)據進行分析并得出結論，提出自己的看法。（科學探究與創(chuàng)新意識）3．具有較強的問題意識，能與同學在討論基礎上提出探究的問題，獨立完成實驗，收集實驗證據，基于現(xiàn)象和數(shù)據進行分析并得出結論，交流自己的探究成果。（科學探究與創(chuàng)新意識）4．能針對某些化學工藝設計存在的各種問題，提出處理或解決問題的具體方案。（科學態(tài)度與社會責任）知識01粗鹽提純【基礎實驗】粗鹽中雜質離子的去除1．除雜試劑的選擇步驟雜質加入的試劑離子方程式12342．實驗步驟(1)除去不溶性雜質①將粗鹽倒入燒杯中，加適量水溶解，用玻璃棒攪拌；②在過濾器上將粗鹽水過濾，棄去沉淀，保留________。(2)去除雜質離子①向燒杯中加入________________，邊加邊攪拌，直至________________產生；②再依次加入____________和____________溶液，邊加邊攪拌，直至________________產生；③將混合物在過濾器上過濾，棄去沉淀，保留________。(3)提純①向濾液中加入適量________，邊加邊攪拌，直至________________產生，用pH試紙測量溶液的pH，使溶液的pH________7；②將溶液轉移至________中，用酒精燈加熱蒸干。3．問題探究(1)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的順序是否可以顛倒？為什么？(2)如何檢驗食鹽水中雜質離子已除干凈？粗鹽提純的流程【即學即練1】實驗室用粗鹽提純制取食鹽晶體的過程中，下列操作不需要的是()知識02從海水中提取溴1．從海水中提取溴的流程(1)酸化：將提取食鹽后的母液用________酸化，目的是抑制________________的反應。(2)氧化：將氯氣通入母液中，將溶液中的溴離子轉化為________，離子方程式為：___________________。(3)空氣吹出：鼓入熱空氣，使溴從溶液中________出來，________得到粗溴水。(4)精制：將粗溴水進一步精制，得到高純度的單質溴。2．溴的用途(1)制備藥物：“紅藥水”中含有溴元素；溴化鉀、溴化鈉、溴化銨等可配成________。(2)制造殺蟲劑。(3)制造感光劑：溴化銀可用作醫(yī)療________________上的感光劑。從海水中提取溴，一般要經歷三個步驟，即濃縮、氧化和提取。(1)濃縮并酸化海水后，通入適量的氯氣，使溴離子轉化為溴單質：2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl。(2)向含溴單質的水溶液中通熱空氣或水蒸氣，將溴單質吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔內以達到富集的目的：Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。(3)向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣：2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2。(4)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔內的溶液中的溴單質。(5)從海水中提取溴的流程【即學即練2】由海水提取溴的部分流程如下。下列說法不正確的是()A．反應①②③為氧化還原反應B．反應②中生成H2SO4和HBrC．氧化性：Cl2>Br2>SO2D．反應③溶液中生成的Br2可以用乙醇萃取知識03從海水中提取鎂1．工藝流程相關反應的方程式(1)分解貝殼制取氫氧化鈣：①________________________________；②________________________________。(2)沉淀鎂離子：________________________________________。(3)制備氯化鎂：________________________________________。(4)制取金屬鎂：________________________________________。2．鎂單質的化學性質(1)原子結構鎂的原子結構示意圖為：，在化學反應中易______2個電子，形成鎂離子，具有強______性。(2)化學性質：鎂是活潑的金屬，能在O2、N2、CO2中燃燒。①在氧氣中燃燒：________________________，現(xiàn)象：________________________。②在氮氣中燃燒：________________________________。③在二氧化碳中燃燒：________________________________。④與鹽酸反應：________________________________。3．鎂合金、氧化鎂(1)鎂是________金屬，密度________，易傳熱，導電，能與________等金屬形成合金。(2)鎂合金的性質特點：密度________、硬度和強度________。(3)鎂合金的用途：制造________________________________。(4)氧化鎂：________難溶于水的固體，熔點________，常用作________材料。1．從海水中提鎂的過程(1)海水提鎂的工藝流程圖(2)由MgCl2·6H2O加熱制取無水MgCl2時，要不斷通入干燥的HCl氣體，防止MgCl2與水反應生成Mg(OH)2。(3)工業(yè)上電解熔融的氯化鎂制取鎂，而不是電解氧化鎂制取鎂。(4)因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應在H2氛圍中冷卻。2．鎂的化學性質性質舉例反應方程式與非金屬單質反應與O2反應2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO與N2反應3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2與非氧化性酸反應Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑與水反應Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑與氧化物反應2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C【即學即練3】從海水中提取鎂的工業(yè)生產流程如下：下列說法不正確的是()A．此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富B．該提取鎂的過程中涉及分解反應、復分解反應和氧化還原反應C．步驟①②③的目的是從海水中提取無水MgCl2D．步驟②中加鹽酸的離子方程式為OH－＋H＋=H2O【即學即練4】已知鎂能在O2、N2、CO2中燃燒生成相應的化合物。試回答：(1)鎂在空氣中燃燒，除發(fā)生反應N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2外，還能發(fā)生其他反應，寫出反應的化學方程式__________________________________。(2)鎂條在氧氣中燃燒時看到的現(xiàn)象是____________________________。知識04從海帶中提取碘1．海帶提碘的原理(1)碘在海帶中以________的形式存在。(2)海帶中的碘元素在浸泡時以________的形式進入水中，可選擇Cl2、H2O2等氧化劑把________氧化成________，離子方程式分別可表示為：________________________________，________________________________。2．從海帶中提取碘的工業(yè)生產流程3．實驗探究——加碘鹽中碘元素的檢驗(1)加碘鹽中碘元素的存在形式：________。(2)檢驗原理在酸性條件下，IOeq\o\al(－,3)與I－反應的離子方程式：________________________________，生成的單質碘用淀粉溶液檢驗，現(xiàn)象是________________。(3)用試紙和生活中的常見物質檢驗加碘鹽中碘元素存在的方案：①將食鹽用水溶解，加入適量________；②蘸取少量溶液，滴在________________試紙上。實驗現(xiàn)象及結論：試紙________，證明有碘元素存在。4．碘元素的應用碘是人體必需的微量元素，人體缺碘時患________________。1．碘的提取原理及操作(1)用水浸泡海帶或海藻灼燒后的灰燼。(2)向水中通入適量的氯氣，使碘離子轉化為碘單質：2NaI＋Cl2=I2＋2NaCl。(3)過濾，用有機溶劑萃取碘單質。(4)流程2．氯、溴、碘主要性質及離子檢驗(1)鹵素單質的性質①Br2、I2與Cl2有相似的化學性質，如均能與金屬、非金屬(H2)、H2O、堿反應。②氧化性強弱順序為Cl2＞Br2＞I2。(2)鹵素單質的檢驗Cl2Br2I2常溫下外觀黃綠色氣體深紅棕色液體紫黑色固體常用檢驗方法①能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍②能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后褪色能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍遇淀粉溶液變藍(3)鹵素離子的檢驗檢驗鹵素離子的最好的方法是用硝酸銀和稀硝酸，因為其靈敏度高，反應現(xiàn)象明顯。檢驗時，一定要加入稀硝酸，以排除COeq\o\al(2－,3)、OH－等離子的干擾?！炯磳W即練5】已知I-131是碘元素的一種同位素，海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海藻中提取碘的流程如下：某化學興趣小組將上述流程②③設計如圖：回答下列問題：(1)寫出提取過程①③中實驗操作名稱：①____________，③____________。(2)四氯化碳是________色、密度比水________的液體。F中下層液體的顏色為________色，上層液體中所含的陰離子主要為__________?！炯磳W即練6】已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應放出氯氣，現(xiàn)按如圖進行鹵素的性質實驗。玻璃管內分別裝有滴有不同溶液的白色棉球，反應一段時間后，對圖中指定部分顏色描述正確的是()選項①②③④A黃綠色橙色藍色白色B無色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍色紅色D黃綠色無色紫色白色題型一粗鹽提純1．為了除去KCl固體中少量的MgCl2、MgSO4，可選用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三種試劑，按下圖步驟操作：eq\x(固體)eq\o(――→,\s\up7(加水))eq\x(溶液)eq\o(――→,\s\up7(加過量A))eq\o(――→,\s\up7(加過量B),\s\do5(操作Ⅰ))eq\x(濾液)eq\o(――→,\s\up7(加適量C))eq\o(――→,\s\up7(加熱煮沸))eq\x(KCl溶液)eq\o(――→,\s\up7(操作Ⅱ))eq\x(KCl固體)(1)寫出三種試劑的化學式：A________，B________，C________。(2)①加入過量A的目的是____________________，有關化學方程式為________________________、_______________________________。②加入過量B的目的是_____________________，有關化學方程式為________________________、__________________________________。③加熱煮沸目的是________________________。(3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。1．物質除雜和分離的基本原則(1)不增(不引入新的雜質)。(2)不減(不減少被提純的物質)。(3)易分離(被提純的物質與雜質易分離)。(4)易復原(被提純的物質易復原)。2．物質除雜和分離注意的問題(1)除雜試劑要過量。(2)后續(xù)試劑應能除去過量的前一試劑。(3)盡可能將雜質轉化為所需物質。(4)除去多種雜質時考慮加入試劑的合理順序。題型二從海水中提取溴2．從海水中提取的溴約占世界溴年產量的eq\f(1,3)，從海水中提取溴的主要步驟可表示為()A．氧化→吸收→吹出 B．氧化→吹出→吸收C．吹出→氧化→吸收 D．吹出→吸收→氧化3．工業(yè)上常用如下的方法從海水中提溴：下列說法錯誤的是()A．步驟①的主要反應為Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－B．物質X為HBrOC．步驟②③的目的是富集溴元素D．步驟②利用了溴易揮發(fā)的性質題型三從海水中提取鎂4．某工廠用提取粗鹽后的鹽鹵(主要成分為MgCl2)制備金屬鎂，其工藝流程如下，下列說法中錯誤的是()A．操作①②③是為了獲得無水氯化鎂B．操作④發(fā)生了氧化還原反應C．操作②是過濾D．若在實驗室進行操作①需要漏斗、燒杯和玻璃棒三種玻璃儀器5．工業(yè)中從海水提取鎂的流程如圖所示：下列說法錯誤的是()A．石灰乳可由貝殼制得B．“蒸發(fā)”時不能直接將水全部蒸干C．“一定條件”是將氯化鎂晶體配制成飽和溶液D．以上操作過程中有兩處涉及氧化還原反應海水提鎂的注意事項(1)海水提鎂的過程中除去MgCl2·6H2O中的結晶水需要在HCl氣流中，主要是為了得到純凈的氯化鎂。(2)鎂的還原性很強，所以不能用金屬置換法來制取，只能用電解熔融氯化鎂的方式來制取。題型四從海帶中提取碘6．從海帶中提取碘應該包括灼燒、溶解、過濾、氧化、萃取、蒸餾等過程。下列有關圖示操作正確的是()A．用裝置甲將海帶灼燒成灰B．用裝置乙過濾得含I－的溶液C．用裝置丙分離出碘的CCl4溶液D．用裝置丁蒸餾獲得碘并回收CCl47．某同學為了驗證海帶中含有碘，擬進行如下實驗，請回答相關問題。(1)第1步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼，該過程中將使用到的瓷質或玻璃質實驗儀器有_________(填代號，限填3項)。A．試管B.瓷坩堝C．坩堝鉗D．三腳架E．泥三角F．酒精燈G．燒杯H．量筒(2)第2步：I－溶液的獲取。操作是______________________________________________。(3)第3步：氧化。操作是依次加入合適的試劑，下列氧化劑最好選用______(填代號)。A．濃硫酸B．新制氯水C．KMnO4溶液D．H2O2理由是______________________________。(4)碘單質的檢驗。操作是____________________________________________。題型四氯、溴、碘及其化合物的性質8．已知在淺綠色的溴化亞鐵中通入氯氣可以發(fā)生一系列的反應，某同學按下列流程圖進行了相關的實驗，請根據實驗過程填空：寫出上述反應的離子方程式。①________________________________。②________________________________。③________________________________。題型五鎂的性質9．某同學在學習了鎂單質的化學性質后知道了鎂能在O2、N2、CO2中燃燒生成相應的化合物。于是，他根據學過的知識進行了如下學習。(1)鎂在空氣中燃燒，除發(fā)生反應N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2外，還能發(fā)生其他反應，寫出反應的化學方程式________________________________________________。(2)鎂條在氧氣中燃燒時看到的現(xiàn)象是________________________________。(3)有同學認為空氣中氮氣含量最大，所以產物中氮化鎂含量最大。事實上是這樣嗎？為什么？_____________________________________________________?；A鞏固1．海洋中蘊藏著巨大的化學資源，下列有關海水綜合利用的說法正確的是()A．蒸發(fā)海水可以生產單質碘B．蒸餾海水可以得到淡水C．電解海水可以得到單質鎂D．電解海水可以制得金屬鈉2．過濾后的食鹽水中仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等雜質，通過如下幾個實驗步驟，可制得純凈的食鹽水：①加入稍過量的Na2CO3溶液；②加入稍過量的NaOH溶液；③加入稍過量的BaCl2溶液；④滴入稀鹽酸至無氣泡產生；⑤過濾。正確的操作順序是()A．①②③⑤④ B．②③①⑤④C．③②⑤①④ D．③⑤②①④3．從淡化海水中提取溴的流程如圖所示，下列有關說法錯誤的是()A．X為SO2氣體，也可將SO2換成Na2SO3B．設備Y為蒸餾塔C．在提取溴的過程中一定有Br－被氧化D．工業(yè)上每獲得1molBr2，需要消耗Cl2的體積最多為44.8L(標準狀況下)4．稀的碘水的顏色非常淺，近乎無色?，F(xiàn)有兩瓶稀溶液，一瓶是碘水，另一瓶是碘化鉀溶液。鑒別這兩瓶溶液應選用的試劑是()A．淀粉溶液B．AgNO3溶液C．酚酞溶液D．稀鹽酸5．下列物質的轉化不能通過一步反應實現(xiàn)的是()A．Mg→MgO B．MgO→Mg(OH)2C．MgO→MgCl2 D．MgCl2→Mg(OH)26．實驗室中模擬“海帶提碘”過程如圖所示，圖中①～⑤過程，一定用不到的儀器是()A．分液漏斗B．蒸發(fā)皿C．蒸餾燒瓶D．漏斗7．碘是合成碘化物的基本原料?？諝獯党龇◤柠u水中提碘的流程如下：以下說法正確的是()A．“氧化”時，通入過量Cl2保證I－被充分氧化B．“吹出”操作在吹出塔中進行，應將含碘鹵水從塔底進入，熱空氣從塔頂吹入C．“吸收”操作中，碘蒸氣與二氧化硫水溶液充分接觸可生成兩種酸D．“吸收”操作中，含SO2的吸收液也可以用NaOH溶液代替，生成的I－、IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))經酸化，即可得粗碘。使用NaOH吸收后溶液中I－、IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的物質的量之比為1∶58．海洋中有豐富的食品、礦產、能源、藥物和水產資源等(如圖所示)。下列有關說法正確的是()A．大量的氮、磷廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮B．工段③中加入鹽酸，離子方程式為H＋＋OH－=H2OC．在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化D．工段①中除去粗鹽中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質，加入的藥品順序為Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸9．海水是巨大的資源寶庫，在海洋綜合利用方面，我國進行了深入的研究。蛟龍?zhí)栞d人潛水器是我國自行設計、自主集成研制的載人潛水器，其主要目的是使人們更好地了解海洋。從海洋中提取的氯化鈉樣品中往往含有雜質。為了除去氯化鈉樣品中的雜質碳酸鈉，某興趣小組最初設計了如下所示方案進行實驗。(1)沉淀A的化學式是__________。(2)加入過量氯化鈣溶液后，分離除去沉淀A的實驗操作是____________________。(3)他們在實驗過程中，又發(fā)現(xiàn)了新的問題：此方案很容易引入新的雜質。固體物質B的成分為__________(用化學式表示)。(4)他們繼續(xù)探究后又提出了新的方案：將混合物溶解，滴加鹽酸至不再產生氣泡為止，然后加熱煮沸。有關反應的化學方程式為_________________________。10．工業(yè)上“從海水中提取鎂”的流程圖如下圖所示。其步驟如下：①將海邊大量存在的貝殼煅燒成生石灰，并將生石灰制成石灰乳；②將石灰乳加入海水沉淀池中經過濾得到Mg(OH)2沉淀；③在Mg(OH)2沉淀中加入鹽酸得到MgCl2溶液，再經蒸發(fā)結晶得到MgCl2·6H2O；④將MgCl2·6H2O在一定條件下加熱得到無水MgCl2；⑤電解熔融的MgCl2可得到Mg。請回答下列問題：(1)寫出步驟②、⑤中發(fā)生反應的化學方程式：②____________________________⑤____________________________(2)在以上提取鎂的過程中，沒有涉及的化學反應類型是()A．分解反應B．化合反應C．復分解反應 D．置換反應(3)上述提取鎂的流程中，在降低成本、減少污染方面做了一些工作，寫出其中一點__________________。(4)若用電解制得的鎂來制鎂粉，可將鎂加熱變成蒸氣，然后冷卻得到鎂粉，這個過程能在空氣中進行嗎？__________原因是什么？____________________________，現(xiàn)有氣體：二氧化碳、氫氣、氬氣、氮氣、氧氣，可以選擇的兩種氣體是____________。培優(yōu)競賽1．“空氣吹出法”海水提溴的工藝流程如圖：下列說法不正確的是()A．進入吹出塔前，Br－被氧化為Br2B．從吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4C．經過吸收塔后，溴元素得到富集D．兩次通入水蒸氣的作用都是參加反應2．下表是某加碘鹽包裝袋上的部分文字說明配料氯化鈉(NaCl)、碘酸鉀(KIO3)含碘量(35±15)mg·kg－1(以I計)食用方法菜未燒熟不宜加入加碘鹽，菜燒熟后加入加碘鹽最佳根據這一說明某學生作出如下判斷，其中正確的是()A．此食鹽是純凈物B．“菜未燒熟不宜加入加碘鹽”的原因可能是碘酸鉀受熱不穩(wěn)定C．“加碘食鹽”中的“碘”是指碘單質D．1kg此食鹽中含碘酸鉀(35±15