高中化学 第3章 第4节 海水中的元素课件 鲁科版必修11.ppt

第4节海水中的元素 1 了解海水中元素的存在形式和用途 认识海水综合开发利用的意义 2 了解海水提镁的过程和原理 认识镁单质的性质 3 了解溴 碘及其化合物的性质和主要用途 4 以海水提溴为例 了解化学方法在实现物质间转化中的作用 一 海水 元素宝库 大于1mg 低于1mg 二 镁与海水提镁1 海水提镁 1 流程 浓缩的海水 mg 2 主要化学反应 写化学方程式或离子方程式 mg oh 2的生成 mgcl2的生成 镁的制取 mg oh 2 mgcl2 mg2 2oh mg oh 2 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2o mgcl2 熔融 mg cl2 2 镁的性质 1 物理性质 小 低 2 化学性质 镁是较活泼的金属 具有金属的通性 且有较强的还原性 2mg o22mgo 2mg co22mgo c mg 2h mg2 h2 三 溴与海水提溴1 溴的存在溴元素在海水中主要以 形式存在 99 的溴元素存在于海洋中 故溴被称为 br 海洋元素 2 氯 溴 碘单质性质比较 1 物理性质 黄绿 深红棕 紫黑 浅黄绿 橙 黄 橙红 褐 升华 蓝 2 cl2 br2 i2氧化性比较 橙红 cl2 2nabr 2nacl br2 橙 黄 分层 紫红 cl2 2ki 2kcl i2 黄 紫红 br2 2ki 2kbr i2 cl2 br2 i2 cl br i 3 海水中提溴 1 原料 和cl2 2 原理 3 步骤和方法 海水 浓缩 提取 鼓入热空气或水蒸气 4 溴及其化合物的主要应用 1 在工业上 溴大量地用来制造燃料的抗爆剂 见光容易分解的溴化银常被用做感光材料 2 在农业生产中 常常使用含溴的杀虫剂 3 在医药方面 溴化钠和溴化钾常被用做镇静剂 苦卤 2br cl2 br2 2cl 氧化 思考辨析 1 判断正误 1 镁在空气中燃烧只发生化合反应 只能生成白色固体氧化镁 分析 镁在空气中燃烧有镁和氧气的反应生成氧化镁 属于化合反应 镁在空气中燃烧还可能与二氧化碳反应生成碳和氧化镁 属于置换反应 2 溴和碘的单质均应低温密闭保存 分析 溴单质易挥发 碘单质易升华 故均应低温密闭保存 3 碘化钾溶液遇淀粉溶液能显蓝色 分析 碘单质遇淀粉溶液能变蓝 而碘化钾遇淀粉溶液不变蓝 4 碘盐中加入的含碘物质是碘化钾 分析 碘盐中加入的含碘物质是碘酸钾 2 问题思考 1 镁着火时能用泡沫灭火器灭火吗 分析 不能 镁能与二氧化碳反应 着火时不能用泡沫灭火器灭火 2 将cl2通入含kbr ki的混合溶液中 cl2先和哪种物质反应 分析 氧化剂与两种还原剂反应时 先与还原性强的物质反应 i 还原性比br 强 cl2先与ki反应 知识链接 强度金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度 强度是衡量零件本身承载能力 即抵抗失效能力 的重要指标 强度是机械零部件首先应满足的基本要求 机械性能金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能 称为机械性能 或称为力学性能 是零件设计和选材时的主要依据 金属材料机械性能的好坏 决定了它的使用范围与使用寿命 有机溶剂一类由有机物为介质的溶剂 常温下呈液态 有机溶剂包括多类物质 如烃 醇 醛 酯 醚 酮等 多数对人体有一定毒性 中学化学常见的有机溶剂为酒精 四氯化碳等 一 海水提镁的流程和原理1 主要原料苦卤 晒盐后的母液 贝壳 盐酸2 生产流程 3 反应原理 1 制碱 caco3cao co2 cao h2o ca oh 2 2 沉淀 mgcl2 ca oh 2 mg oh 2 cacl2 3 酸化 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2o 4 蒸发 结晶 脱水 mgcl2 6h2omgcl2 6h2o 5 电解 mgcl2 熔融 mg cl2 学而后思 1 海水提镁过程中发生了哪些类型的反应 提示 分解反应 化合反应 复分解反应 2 为什么把贝壳制成石灰乳而不是石灰水 提示 石灰水浓度太小 不利于氯化镁转化成氢氧化镁 二 氯 溴 碘化学性质的比较cl2 br2 i2都是强氧化剂 都能跟金属 非金属 水 强碱 盐 某些还原剂发生反应生成相应的卤化物 且依cl2 br2 i2的顺序 其氧化性逐渐减弱 按照cl br i 的顺序 其还原性逐渐增强 加热或点燃 学而后思 1 少量氯气通入febr2溶液中时 氯气先与fe2 和br 中的哪种离子先反应 提示 cl2 br2 i2与fe3 氧化性的比较 cl2 br2 fe3 i2 多种还原剂共存 与同一氧化剂反应时 还原性强的先反应 少量氯气通入febr2溶液中时 氯气先与fe2 反应再与br 反应 2 向nabr nai的混合溶液中通入足量氯气后 将溶液蒸干并充分灼烧 得到的剩余固体物质是什么 提示 通入足量氯气发生反应 cl2 2nabr 2nacl br2 cl2 2nai 2nacl i2 而生成的br2易挥发 i2易升华 蒸干并充分灼烧 最后得到的剩余固体物质只有氯化钠 三 检验cl br i 的两种方法1 沉淀检验法 2 氧化检验法 主要针对br 和i 的检验 知识备选 离子检验中的明显外观现象常见离子的检验一般是通过溶液中发生化学反应来实现 用来鉴定离子的化学反应不仅要迅速 灵敏度高 而且要有明显的外观特征 这些外观特征一般是 1 产生气体 根据反应中产生气体的颜色 气味或产生的气体跟一定试剂的反应可检验出某离子 例如 在含有碳酸根离子的试液中滴入稀酸 产生无色的能使澄清石灰水变浑浊的气体 可以检出碳酸根离子的存在 2 沉淀的生成或溶解 根据对试液中加入一定的试剂 观察是否有沉淀产生 沉淀是什么颜色 该沉淀是否能溶解在酸或某种试剂中的现象 可检出某种离子的存在 例如 在含有cl 的试液中 加入少量agno3溶液 产生白色沉淀 该沉淀放入稀硝酸溶液中 沉淀不溶解 可以检出cl 的存在 3 颜色的变化 根据对试液中加入一定的试剂 观察溶液中颜色的变化 可对试液的性质作出判断 例如 在naoh溶液中 滴入一滴酚酞试液显红色 说明溶液呈碱性 学而后思 1 能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀的离子有哪些 提示 有cl 等 2 如何检验溶液中存在着br 提示 方法一 加硝酸酸化的硝酸银溶液 现象 有淡黄色沉淀产生 方法二 先向溶液中通入足量氯气 再向溶液中滴加四氯化碳 现象 下层溶液呈现橙红色 类型一海水的综合利用 典例 2013 三明高一检测 从海水中可提取多种化工原料 下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图 试回答下列问题 1 目前国际上使用的 海水淡化 主要技术之一是蒸馏法 蒸馏法是将海水变成蒸汽 蒸汽经过冷却而得高纯度淡水 由此可判断蒸馏法是 填 物理变化 或 化学变化 2 工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠 氯气和氢气 但电解前要进行粗盐精制 为有效除去ca2 mg2 加入试剂的合理顺序为 选填a b c a 先加naoh 后加na2co3 再加钡试剂b 先加naoh 后加钡试剂 再加na2co3c 先加钡试剂 后加naoh 再加na2co3 3 写出下列化学方程式 用海滩上的贝壳制取ca oh 2 电解饱和氯化钠溶液 电解熔融氯化镁制取镁 解题指南 解答本题要注意以下3点 1 判断物理变化和化学变化的标准是看是否有新物质生成 2 除杂时要注意不要引入新的杂质 3 电解氯化钠溶液制氢氧化钠 氢气 氯气时的另一反应物是水 解析 1 蒸发 结晶 过滤属于物理变化 2 若先加naoh 后加na2co3 再加钡试剂 则过量的ba2 无法除去 3 贝壳的主要成分是碳酸钙 煅烧碳酸钙可制得氧化钙 氧化钙与水反应即可制得氢氧化钙 电解饱和氯化钠溶液的方程式的书写可根据原子守恒配平 答案 1 物理变化 2 b c 3 caco3cao co2 h2o cao ca oh 2 2nacl 2h2o2naoh h2 cl2 mgcl2mg cl2 名师点评 讲解本题时应注意以下2点 1 讲解粗食盐水的精制时注意讲清前面所加试剂中的杂质离子必须要通过后续所加试剂除去 强调该题加试剂时关键是碳酸钠一定要加在钡试剂之后 2 加强学生对方程式书写的训练与指导 不熟悉的化学反应方程式的书写要根据题干信息弄清反应物和生成物 一定注意方程式的配平 方法规律 解答除杂质一类问题的思路 1 除杂的原则 不增 不减 易分 不增 在除掉杂质的同时 不得引入新杂质 不减 被提纯的物质不能减少或改变 所选用的试剂不能跟被提纯的物质发生反应 易分 操作简单易行 杂质容易被分离除去 总之 除杂 的方法常常是相互关联的 解答问题时要具体情况具体分析 灵活运用 2 三要领 根据物理性质或化学性质的差异 确定除杂质方法 选择适宜试剂 3 除杂质思路分析方法 化学方法 沉淀法 加入某种试剂 跟杂质反应形成沉淀 滤去沉淀 即可除掉杂质 化气法 加入某种试剂 跟杂质反应 化为气体逸出 即可除掉杂质 常见于杂质中含有能生成气体的离子或原子团 如 溶解法 将杂质用化学方法溶解而除去 置换法 用活泼金属置换盐中的不活泼金属元素 而达到除杂的目的 加热法 通过加热 使杂质分解 从而除掉杂质 吸收法 用某种物质做吸收剂 把杂质吸收 变式训练 双选 从海水中提镁 可按如下步骤进行 把贝壳制成石灰乳 在引入的海水中加入石灰乳反应 沉降 过滤 洗涤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应 结晶 过滤 干燥产物 将得到的产物熔融后电解关于提取镁的下列说法正确的是 a 此法的优点之一是原料来源丰富b 进行 步骤的目的是从海水中提取氯化镁c 以上提取镁的过程中涉及的反应类型有4种d 第 步电解时会产生氯气 解析 选a d 步骤的目的是为得到氢氧化镁 提取镁的过程中 贝壳煅烧是分解反应 氧化钙与水反应是化合反应 氢氧化钙与氯化镁反应是复分解反应 电解氯化镁是分解反应 共三种反应类型 变式备选 目前 世界上生产的镁有60 来自海水 从海水中提取镁 最基本的方法就是往海水里加石灰乳使镁沉淀出来 然后经过一系列处理 最终得到单质镁 试判断 在海水提镁的过程中 不可能发生的反应是 a 2mgo2mg o2 b mgcl2mg cl2 c mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2od mg2 2oh mg oh 2 解析 选a 海水中加入ca oh 2后 发生反应 mg2 2oh mg oh 2 再加入盐酸溶解mg oh 2 发生反应 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2o 得到无水mgcl2后 电解熔融mgcl2 发生反应 mgcl2mg cl2 类型二氯 溴 碘化学性质比较 典例 溴的氧化性介于氯和碘之间 利用这一性质判断下列说法正确的是 a cl i 加入到含br 的溶液中均可以将br 氧化为br2b 把cl2缓慢通入含有相同物质的量浓度的br i 的混合溶液里 br 先被氧化c 湿润的淀粉碘化钾试纸遇到氯气会变成蓝色d kbr溶液中加入碘水发生如下反应 2br i2 2i br2 解题指南 讲解本题时应注意以下2点 1 cl br i 化合价处于最低价态 不具有氧化性 只具有还原性 2 淀粉遇碘单质能变蓝 解析 选c a项 由于cl 和i 均处于最低价态 只具有还原性不具有氧化性 所以不会将br 氧化为br2 b项 氧化还原反应中遵循强者优先的原则 由于i 的还原性强于br 所以先氧化i c项 氯气可以将i 氧化成i2 所以会变蓝 d项 碘单质的氧化性小于溴单质 所以不会发生该反应 名师点评 讲解本题时应注意以下2点 1 i br cl 的还原性强弱可依据cl2 br2 i2之间的置换反应方程式 借助氧化还原反应方程式中还原剂的还原性比还原产物的还原性强这一理论来讲解 2 讲清淀粉碘化钾试纸变蓝的原理 能使淀粉碘化钾试纸变蓝的物质不只有碘单质 还包括那些能将碘化钾氧化成碘单质的氧化性物质 互动探究 1 若把a选项改成 cl i 加入到含br2的溶液中 则会发生什么反应 提示 由于溴的氧化性介于氯和碘之间 所以溴单质会将碘离子氧化成碘单质 2 若把上题中的c选项改成 湿润的淀粉碘化钾试纸遇到溴水会变成蓝色 是否正确 提示 正确 原因是2i br2 2br i2 也会使淀粉变蓝 误区警示 氯 溴 碘单质与阴离子性质的认识误区 1 cl2 br2 i2单质都有颜色 在化学反应中一般体现氧化性 是强氧化剂 都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 氧化性由强到弱的顺序是cl2 br2 i2 2 cl br i 都没有颜色 在化学反应中一般体现还原性 不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 还原性由强到弱的顺序是i br cl 变式训练 淀粉碘化钾试纸是由滤纸浸入含有碘化钾的淀粉溶液中经晾干后而成的白色试纸 下列各组中的两种物质 能用淀粉碘化钾试纸鉴别的是 a 溴水和碘水b 盐酸和稀硫酸c 溴水和稀盐酸d 浓硝酸和氯水 解析 选c 溴水 氯水和浓硝酸都可与碘化钾反应生成碘单质使淀粉碘化钾试纸变蓝 盐酸和稀硫酸不能使淀粉碘化钾试纸变蓝 变式备选 1 向橙色的溴水中加入足量的镁粉 充分振荡后过滤 溶液呈现 色 原因用化学方程式表示为 2 若向滤液中加入适量的氯水后 溶液呈 色 原因用离子方程式表示为 3 若向此滤液中加入适量的硝酸银溶液 溶液中有 生成 原因用离子方程式表示为 解析 mg可以与溴水中br2反应生成mgbr2 br 无色 氯水中的cl2可把br 氧化为单质br2 滤液中由于含有br 加入agno3后会生成agbr浅黄色沉淀 答案 1 无mg br2 mgbr2 2 橙cl2 2br 2cl br2 3 浅黄色沉淀ag br agbr 1 下列有 国防金属 美誉的是 a 铁b 金c 铝d 镁 解析 选d 镁的密度小 镁合金强度高 机械性能好 是制造汽车 飞机 火箭的重要材料 有 国防金属 的美誉 2 镁条在下列气体中能燃烧的是 cl2 o2 he co2a b c d 解析 选c mg在点燃时与co2 cl2 o2都能反应 3 2013 厦门高一检测 从海水中提取镁的工艺流程主体是 a 海水mg oh 2mgb 海水mg oh 2mgcl2mgc 海水mgcl2mgd 海水mgcl2mg 解析 选b 海水蒸发得到多种盐的混合物 包括氯化钠 氯化钙 氯化镁等 海水中加入碱可生成氢氧化镁 熟石灰比氢氧化钠廉价得多 所以应选择熟石灰 电解氢氧化镁 需先加热 而氢氧化镁受热易分解 生成氧化镁 氧化镁熔点很高 很难熔融 氯化镁熔点较低 电解熔融氯化镁节约成本 4 2013 龙岩高一检测 点燃的镁条在so2中能够像在co2中那样继续燃烧 但反应较镁和co2剧烈 下列有关镁与so2的反应说法正确的是 a 镁与so2的反应不属于燃烧 因燃烧必须有o2参加b 镁与so2的反应产物只有mgo和sc 镁与so2的反应属于氧化还原反应且在该反应中so2作氧化剂d 在镁与so2的反应中 镁只作氧化剂 解析 选c 只要是剧烈发光发热的氧化还原反应均是燃烧 燃烧不一定有o2参加 a不正确 镁与so2反应的产物中有mgo和s 另外mg还可与s反应生成mgs b不正确 镁与so2反应属于氧化还原反应 在此反应中mg化合价升高 失电子 作还原剂 so2中硫元素化合价降低 so2是氧化剂 故c正确 d不正确 5 下列试剂中能鉴别cl br i 的是 a 碘水 淀粉溶液b 硝酸银溶液 稀硝酸c 溴水 汽油d 汽油 解析 选b cl br i 都与ag 生成沉淀且不溶于稀硝酸 沉淀颜色不同 可以以此鉴别 6 海水占地球总储水量的97 2 若把海水淡化与化工生产结合起来 既可以解决淡水资源缺乏的问题 又可以充分利用海洋资源 1 提纯粗盐后的母液进行一系列的加工可制得金属镁 在母液中加入石灰乳所起的作用是 石灰乳是生石灰与水作用形成的化合物 从充分利用当地海洋化学资源 提高生产与经济效益的角度考虑 生产生石灰的主要原料是 2 电解氯化镁制镁的化学方程式是 3 将电解生成的氯气通入氢氧化钠溶液中可得到一种消毒液 写出反应的化学方程式 4 在海水中溴以溴化镁和溴化钠形式存在 经过晒盐后的卤水中 通过氯气和水蒸气蒸馏 就可以把溴 蒸 出来 卤水中通入cl2时发生反应的离子方程式为 通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是 解析 mg2 与石灰乳提供的oh 反应生成mg oh 2沉淀 充分利用当地海洋化学资源 它暗示的是利用贝壳中的caco3生产生石灰 cl2与naoh反应可制得具有漂白作用的naclo 卤水中通入cl2时将br 氧化成br2