《高中化學》專題3第3單元海洋化學資源的綜合利用

專題3從海水中獲得的化學物質(zhì)第三單元海洋化學資源的綜合利用內(nèi)容索引學習目標活動方案課堂反饋學習目標1.了解粗鹽提純的原理與實驗操作。2.以粗鹽的提純、蒸餾水的制取、用四氯化碳萃取溴水中的溴(或碘水中的碘)等實驗為例，理解物質(zhì)分離和提純的原理。3.了解從海水中提取溴的原理。4.了解鎂在生活中的用途，初步認識海水提取鎂的原理與過程。初步掌握鎂的化學性質(zhì)、物理性質(zhì)。5.了解從海帶中提取碘的過程?；顒臃桨?.粗鹽中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4

等雜質(zhì)，請你設計一個采用物理方法除去粗鹽中泥沙的實驗方案，并完成實驗。(1)簡要描述該實驗方案，并指出所需要的實驗用品?！敬鸢浮?/p>

將粗鹽溶于適量水中，過濾，將所得濾液蒸發(fā)結(jié)晶。所需儀器：燒杯、玻璃棒、鐵架臺(帶鐵圈)、漏斗、蒸發(fā)皿、酒精燈、濾紙、坩堝鉗等?；顒右唬和ㄟ^粗鹽提純實驗練習溶解、過濾與蒸發(fā)操作(2)寫出檢驗所得食鹽中含有雜質(zhì)離子的實驗方法。2.設計一個采用化學方法提純粗鹽的實驗方案，注意加入除雜試劑的順序與相對用量，且不能引入新的雜質(zhì)?！敬鸢浮?/p>

將粗鹽溶于水，依次加入稍過量的NaOH溶液、BaCl2

溶液、Na2CO3

溶液(確保Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入)，過濾，最后向濾液中加入適量的鹽酸，將所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶。(答案合理即可)海水提溴技術有水蒸氣蒸餾法、空氣吹出法、溶劑萃取法、沉淀法、吸附法等，其中空氣吹出法和水蒸氣蒸餾法為國內(nèi)外所普遍采用。空氣吹出法包括：酸化、氧化、吹出、吸收、蒸餾5個步驟。酸化是往海水中加入硫酸或鹽酸，使氧化反應在酸性條件下反應完全；氧化是向酸化后的濃縮海水中通入氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)變成溴分子；吹出是通過空氣吹出海水中的易揮發(fā)性溴，成為溴－空氣混合氣；然后進入吸收塔使溴與吸收液接觸并吸收；吸收液可為堿溶液或二氧化硫的水溶液，使溴轉(zhuǎn)化為溴離子，然后再設法將溴離子轉(zhuǎn)化成溴單質(zhì)；最后在蒸餾塔將吸收液中的溴從水溶液中蒸出而得產(chǎn)品?；顒佣簭暮Ｋ刑崛′宓脑矸椒ㄈ缦拢孩賹⒄麴s(制淡水)后濃縮的海水用硫酸進行酸化；②向酸化的海水中通入足量氯氣，使溴離子轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì)，化學方程式為2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；③向上述溶液中通入空氣和水蒸氣，將溴單質(zhì)吹入盛有二氧化硫水溶液的吸收塔內(nèi)轉(zhuǎn)化成氫溴酸，化學方程式為Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；④向吸收塔內(nèi)通入適量的氯氣，化學方程式為2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2；⑤用四氯化碳萃取吸收塔中的溴單質(zhì)?？諝獯党龇ú坏m用于海水，對其他含溴量低的鹵水、地下鹵水等都普遍適用，在目前工業(yè)生產(chǎn)技術中占主導地位。其他制溴方法，

如陰離子交換樹脂吸附法、溶劑萃取法、氣態(tài)膜法等仍在研究之中。

海水提溴的過程：提取NaCl后的濃縮鹵水中，通入過量Cl2反應后，用空氣吹出溴蒸氣，用熱堿液吸收后，再加入H2SO4酸化，經(jīng)蒸餾可得液溴。(1)濃縮鹵水中通入Cl2的離子方程式為_______________________。(2)用空氣吹出Br2并用熱堿液吸收過程中反應的離子方程式為____________________________________________________。(3)用H2SO4酸化的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－從海水中提取鎂的步驟是將石灰乳加入海水沉淀池中，得到氫氧化鎂沉淀，再將氫氧化鎂與鹽酸反應，將得到的溶液蒸發(fā)、結(jié)晶，可獲得六水合氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)。石灰乳可利用海邊大量存在的貝殼煅燒成石灰制得。活動三：海水提取鎂的流程與原理1.觀察流程圖，沉淀池、中和池、電解池中分別發(fā)生什么反應？2.工業(yè)“從海水中提取鎂”的流程圖如下圖所示。請根據(jù)圖示回答以下問題：(1)過濾操作需要的玻璃儀器有漏斗、________、玻璃棒。(2)濾液b中含有H2O、________________________(至少填兩種物質(zhì)的化學式)等物質(zhì)。(3)流程圖中操作c的名稱為____________。(4)寫出反應a的化學方程式：_________________________。燒杯NaCl、CaCl2蒸發(fā)結(jié)晶CaO＋H2O===Ca(OH)23.探究鎂的化學性質(zhì)。(1)寫出鎂與下列物質(zhì)發(fā)生反應的化學方程式。①

常溫下與O2反應生成氧化鎂，點燃可劇烈燃燒，發(fā)出______________：__________________________。②

與其他非金屬(Cl2、S、N2)反應：_____________________________________________________________。③

與H2O的反應：______________________________________。④

與CO2反應：________________________________。⑤

與稀硫酸、稀鹽酸反應：____________________________________________________________________________________。耀眼的白光Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑、Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑(2)結(jié)合鎂的化學性質(zhì)、物理性質(zhì)，分析鎂有哪些用途？分別利用鎂的哪些性質(zhì)？【答案】

鎂可形成合金，可用于制造火箭、導彈、飛機等，主要因為其密度小；鎂用于制造信號彈和煙火，主要是因為鎂燃燒發(fā)出耀眼強光；氧化鎂用于制造耐高溫材料，主要是因為氧化鎂的熔點高?！緦嶒炘怼?/p>

利用氧化劑把碘離子氧化成碘單質(zhì)，再用淀粉檢驗：2KI＋Cl2===I2＋2KCl，淀粉遇到I2變藍?！緦嶒灢襟E】

①稱取5g干海帶，用刷子把海帶表面的附著物刷凈(不要用水洗)，用酒精潤濕后，放在坩堝中。不用水洗是為了防止海帶中的碘化物溶于水而損失，用酒精潤濕是為了讓海帶充分燃燒。②把坩堝置于泥三角上，用酒精燈加熱灼燒海帶至成灰，停止加熱，自然冷卻?；顒铀模簭暮е刑崛〉猗蹖⒑Щ肄D(zhuǎn)移到小燒杯中，加入20mL蒸餾水，攪拌，煮沸2～

3min，使可溶物溶解，冷卻，海帶灰煮沸時碘離子進入溶液。④過濾，收集濾液，棄去濾渣，得到碘離子溶液。⑤向濾液中滴入1mL氯水，振蕩，溶液由無色變?yōu)樽攸S色。⑥將氧化后溶液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，向其中加入2mLCCl4，振蕩，靜置，有色層在下層，碘單質(zhì)在有機溶劑中的溶解度比在水中大。【討論交流】1.灼燒的作用是什么？【答案】

將有機碘化物轉(zhuǎn)化為無機碘化物，除去有機物。2.在第⑤步中如何檢驗是否有碘單質(zhì)生成？氯水可否由其他試劑代替？【答案】

取樣，用淀粉溶液檢驗?？捎闷渌噭┐媛人缬昧蛩崴峄?，再加入雙氧水。課堂反饋24513761.中國食鹽產(chǎn)量居世界首位。下列實驗室中的操作類似“海水曬鹽”原理的是(

)A.蒸餾 B.蒸發(fā)

C.過濾 D.攪拌8B24513762.下列關于海水資源綜合利用的說法正確的是(

)A.海水蒸發(fā)制海鹽的過程只發(fā)生化學變化B.只通過物理變化即可從海水中提取溴單質(zhì)C.海水淡化的方法主要有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等D.提取海水中的Mg，在沉淀MgCl2

過程中，從經(jīng)濟角度考慮可選用NaOH溶液8C245376A.BaCl2、NaOH、鹽酸、Na2CO3

B.Na2CO3、NaOH、BaCl2、鹽酸C.NaOH、BaCl2、Na2CO3、鹽酸

D.BaCl2、Na2CO3、鹽酸、NaOH18C2453764.鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產(chǎn)物是(

)A.MgO B.MgO和CC.MgO、Mg3N2 D.MgO、Mg3N2

和C1【解析】

鎂能與氧氣反應生成氧化鎂，與氮氣反應生成氮化鎂，與CO2反應生成碳和氧化鎂，因此鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產(chǎn)物是MgO、Mg3N2和C。8D2453765.某學習小組按如下實驗過程證明了海帶中存在碘元素。1下列說法不正確的是(

)A.步驟①需要將干海帶放入蒸發(fā)皿中灼燒B.步驟②中發(fā)生反應的離子方程式為2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2OC.步驟③操作后，觀察到試管中的溶液變?yōu)樗{色，則可說明海帶中含有碘元素D.若步驟②僅滴加稀硫酸后通入氧氣，則步驟③操作后，試管中的溶液也變成藍色82453761【解析】

灼燒時，需要把物質(zhì)放到坩堝中，而不是蒸發(fā)皿中，A錯誤；雙氧水具有氧化性，將碘離子氧化為碘單質(zhì)，發(fā)生反應的離子方程式為2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，B正確；步驟③是檢驗生成的碘單質(zhì)，操作后，可以觀察到試管中溶液變?yōu)樗{色，可以說明海帶中含有碘元素，C正確；若步驟②僅滴加稀硫酸后通入氧氣，氧氣可以將碘離子氧化生成碘單質(zhì)：4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O，步驟③操作后，也可以觀察到試管中溶液變?yōu)樗{色，D正確。8【答案】

A2453766.實驗室用下列裝置從NaBr溶液中制備單質(zhì)溴，其中合理的是(

)A.用裝置甲制取氯氣

B.用裝置乙氧化Br－C.用裝置丙分離出溴的CCl4溶液

D.用裝置丁獲得單質(zhì)溴182453761【解析】

制備Cl2需要濃鹽酸，1mol/L鹽酸為稀鹽酸，A錯誤；導管應長進短出，B錯誤；溫度計的水銀球應在蒸餾燒瓶的支管口處，冷凝管中的水為下進上出，D錯誤。8【答案】

C245376(1)沉淀1的主要成分是__________________。1【解析】

粗食鹽水中加入NaOH溶液，可將Mg2＋形成氫氧化鎂沉淀，過濾時將難溶性雜質(zhì)和氫氧化鎂沉淀除去。8Mg(OH)2245376(2)過程ⅱ的目的是______________。1(3)過程ⅲ中加入的試劑X為__________，其中涉及的離子方程式為______________________________、_____________________________。8碳酸鈉245376(4)整個提純過程中，未用到的實驗儀器是______(填字母)。A.蒸發(fā)皿 B.玻璃棒

C.漏斗 D.燒瓶1【解析】

過濾操作所用到的玻璃儀器：玻璃棒、漏斗、燒杯；蒸發(fā)結(jié)晶需要蒸發(fā)皿，因此不需要使用的實驗儀器是燒瓶。(5)檢驗所得到的NaCl晶體中是否含有Na2SO4，實驗方案是___________________________________________________________________________________________________________。8D取少量所得氯化鈉晶體于試管中，加水溶解，滴加BaCl2溶液再加鹽酸，若無白色沉淀生成，則不含Na2SO42453618.(徐州月考)海水是巨大的資源寶庫，人類可以從海水中提取各種化工產(chǎn)品。下圖是某工廠對海水綜合利用的示意圖。87245361Ⅰ.氯堿工業(yè)a.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過濾后加鹽酸b.NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaC