专题四从海水中获得的化学物质(讲义).doc

专题四 从海水中获得的化学物质一、氯、溴、碘及其化合物一）单质的制备和提取1、氯气的制法1）工业制法：电解a、电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 阴极： pH值如何变化？阳极： 如何检验产物？电解电解质溶液pH值如何变化？b、电解熔融的NaCl：2NaCl 2Na+Cl22）实验室制法： (无浓盐酸时可用NaCl(s)和浓硫酸替代)注：稀盐酸不与MnO2作用制氯气a、制气类型： ，b、发生装置： 。c、收集方法： ，d、洗气装置： 。e、尾气吸收装置： 。例：实验室用下列两种方法制氯气：用含HCl 146g的浓盐酸与足量的MnO2反应；用87gMnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气（ ）A比多 B比多 C一样多 D无法比较2、溴、碘的提取（详见课本） 溴的提取：母液-通氯气-鼓入空气-粗溴-精制-纯溴碘的提取： 水 氯气 海带 浸泡 氧化 过滤 提纯 碘单质二）氯气性质1、氯气的物理性质：黄绿色、有刺激性气味、比空气重的有毒气体，易液化，能溶于水例：下列对氯气的描述中不正确的是（ ）A、在标准状况下，氯气的密度是3.17g/LB、实验室不能用排水法收集氯气C、液氯不导电，是非电解质；氯水能导电，是电解质。D、氯气和二氧化硫（1：1）混合气漂白湿润的有色布条，漂白性大大增强。2、氯气的化学性质：（强氧化剂）1）与金属反应（与变价金属反应，生成高价化合物） 2Na+Cl2=2NaCl (白烟) Cu+Cl2= (棕黄色的烟) Fe+ Cl2= (棕红色的烟) 注：常温下，干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以工业上常把干燥的氯气储存在钢瓶中。2）与非金属反应点燃或光照H2+Cl2 2HCl （点燃：苍白色火焰，白雾；工业制盐酸。光照：爆炸）P+ Cl2 (Cl2不足) 白雾 P+ Cl2 (Cl2充足) 白烟3）与水反应Cl2+H2O 氯水的成份是： 。HClO具有 性、 性、 性。例：如图所示，A处通入干燥的Cl2，关闭B阀时，C处湿润的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处红布条逐渐褪色，则D中装的是（ ）A浓H2SO4 BNaOH溶液CH2O D饱和NaCl溶液4）与碱反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (常用于除去多余的氯气) 写出制漂白粉的方程式： 例：洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。（1）工业上将氯气通入石灰乳Ca(OH)2制取漂白粉，化学反应方程式为 。（2）漂白粉的有效成分是（填化学式） 。（3）漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化学反应方程式为 。5）与还原性物质反应Cl2+2Fe2+= Cl2+H2S= Cl2+Na2SO3+H2O= Cl2 + SO2 + H2O =三）卤素的结构特点和性质递变规律1、位于 族 结构特点：2、物理性质的递变规律1）单质颜色逐渐变深：F2 浅黄绿色 Cl2 色Br2 色I2 色2）单质存在的状态：气体（ ）液体( )固体( ) 3）密度： 4）熔、沸点： 5）水中溶解度：减小（F2可与水反应）3、化学性质递变规律：F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次 。F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性依次 。F、Cl、Br、I元素的非金属性依次 。 与H2化合或与水反应由 到 氢化物稳定性逐渐 ，酸性逐渐 。最高价氧化物的水化物的酸性逐渐 4、卤族元素单质及化合物的特性F是最活泼的非金属元素，单质氧化性最强，无正价化合物，无含氧酸；氢氟酸（ 酸）能腐蚀玻璃；HClO( 酸)有强氧化性，能漂白有色物质。溴是深红棕色液体，很容易挥发，应在瓶中加 且密封保存。溴、碘在水中的溶解度较 ，但 溶解在汽油、 、酒精等有机溶剂中。碘在加热时会 ；碘单质遇淀粉变 。例：甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-（X-为Cl-、Br-、或I-）离子，向甲溶液中加淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有（ ）A、Br-、Cl-、I- B、Br-、I-、Cl- C、I-、Br-、Cl- D、Cl-、I-、Br-四）卤素的检验：1）AgCl、AgBr、AgI都 溶于稀HNO3，且颜色逐渐加深，分别为 、 、 ，所以可用HNO3酸化的AgNO3溶液来检验Cl-、Br-、I-的存在。2）也可用卤素单质间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素单质。例：有一包白色粉末，可能是NaCl、Na2CO3、Na2SO4和KI中的一种或几种的混合物。有人做了如下实验：1) 取少量样品加蒸馏水配成溶液，通入足量的氯气，溶液变成棕黄色，取一部分溶液倒入四氯化碳，振荡，四氯化碳层显紫色，往另一部分溶液中加淀粉溶液，溶液立即变蓝。2) 将（1）的水溶液和四氯化碳层分离后，再往水溶液中滴加硝酸银溶液，出现白色沉淀，滴加足量稀硝酸，沉淀减少并产生无色气体。3) 再取少量步骤2）中的清液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，除有气泡产生外没有其它现象。根据以上现象回答： 该白色粉末中一定含有 ，一定不含 ，可能含有 。写出反应的有关离子方程式：二、钠、镁及其化合物一）钠及其化合物1、钠的物理性质：银白色、质软、密度比水小、熔点比水的沸点低、导电导热。2、钠的化学性质强还原性4Na+O2=2Na2O(常温) 2Na+O2=Na2O2(点燃) 2Na+X2=2NaX(点燃) 2Na+S=Na2S(研磨)2Na+2H2O=2NaOH+H2 2Na+2HCl=2NaCl+H2 2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2例1：将各1mol的钠、镁、铝分别放入2mol/L 100mL的盐酸溶液中，充分反应后，所得H2的物质的量关系是： 。若为等质量的钠、镁、铝与足量的盐酸反应，则产生H2的体积关系为： 。例2：1.15克钠投入水中，要使每100个水分子含有一个钠离子，则需水的质量是（ ）A、90.9 g B、90 g C、9.9 g D、102 g3、钠的用途A、制过氧化钠； B、置换钛、锆、铌等金属；C、钠钾合金（室温下呈液态）原子反应导热剂； D、高压钠灯例：2.1g由CO和H2组成的混合气体（平均式量为7.2），在足量的氧气中充分燃烧后，立即通入装有足量过氧化钠的密闭容器中，则所得固体物质的质量增加（ ）A、2.1g B、3.6g C、7.2g D、无法计算4、碳酸钠和碳酸氢钠NaHCO3Na2CO3俗名小苏打苏打、纯碱溶解性易溶易溶（比同温下的NaHCO3溶解度更大）热稳定性受热分解稳定，难分解与盐酸反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2相同条件下比Na2CO3快Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaClNaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2与Ca(OH)2反应有少量、足量两种情况Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH制法候氏制碱法NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3+NH4ClNaHCO3 Na2CO3用途发酵粉成分之一；治疗胃酸过多制玻璃、肥皂、造纸、纺织及制其它钠的化合物。例：向2.5mL 0.2mol/L的Na2CO3溶液中慢慢加入0.1mol/L的盐酸7.5mL,在标准状况下产生CO2气体的体积是（ ）A、8.4mL B、5.6mL C.4.2mL D.2.8mL6、有关实验例1：下列实验能达到目的的是（ ）A、用澄清石灰水检验NaHCO3溶液中的Na2CO3B、通入过量CO2除去混在NaHCO3溶液中的少量Na2CO3C、滴加AgNO3溶液检验Na2CO3溶液中混有的NaClD、用盐酸来检验Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3例2：某学生拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液，为了防止通入的CO2气体过量时生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤：a、用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解。b、小心煮沸所得溶液1min-2min；c、在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分反应。（1）他能否制得较纯净的Na2CO3溶液，并说明理由（2）有人认为实验步骤b、c顺序对调，即先混合再煮沸会更合理，你认为对吗？为什么？ 贝壳（CaCO3）煅烧生石灰水石灰乳海水盐酸MgCl26H2OMgCl2电解Mg一定条件Mg(OH)2二）镁及其化合物1、镁的提取2、镁的性质1)物理性质：银白色，轻金属，导电导热，延展性好，可与其它金属形成性能良好的合金。2)化学性质：（强还原性）Mg + O2 = Mg + N2 = Mg + Cl2 =Mg + CO2 = Mg + H2O(热水) = Mg + HCl=Mg + CuSO4=例：某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：将镁粉投入冷水中，未见任何现象 将镁粉放入溴 水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴 水的颜色逐渐褪色 将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象 向含足量镁粉的液溴 中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴 水的反应机理的论述正确的是（ ）A、镁粉只能直接与溴 水中的溴 反应B、水是镁粉与溴发生反应的催化剂 C、产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到D、