高中化学 3.4.1海水元素宝库 镁与海水提镁学案 鲁科版必修1.doc

第4节 海水中的元素第1课时海水元素宝库镁与海水提镁1.食盐是常用的调味剂。2氯碱工业的反应原理：2nacl2h2o2naohh2cl2。3加碘食盐中含碘物质为kio3，人体缺碘易患甲状腺肿瘤(大脖子病)。4镁被称为“国防金属”，可在co2中燃烧：2mgco22mgoc。5海水提镁流程：海水mg(oh2)mgcl2mg。对应学生用书p741过滤是一种什么操作？其所用仪器、操作要领是什么？提示：(1)目的：把固体物质和液体物质分离(2)仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)(3)操作要领：“一贴”“二低”“三靠”。2粗盐提纯的操作流程是什么？提示：(1)加入过量bacl2溶液；(2)加入过量naoh溶液；(3)加入过量na2co3溶液；(4)过滤；(5)加适量盐酸。海水元素宝库新知探究探究1海水中的元素(1)常量元素(即每升海水中的含量均大于1_mg的元素)有：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟，共11种。(2)微量元素：锂、碘等元素。探究2海水元素对人体的重要性(1)食盐：人体的必需物质，并对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用(2)锂：可作为热核反应的重要材料；(3)铀：可作为核燃料(4)碘：可用于制药，如碘酒，人体缺碘易患甲状腺肿大，加碘食盐中添加的是kio3。探究3海水的应用(1)海水应用广泛，如海水晒盐、海水淡化不经化学变化就能进行。(2)食盐大多数用于化工生产，如氯碱工业。成功体验1判断正误。(1)海水中的常量元素有cl、na、s、i等。()(2)海水的主要成分是水，除能得到淡水和食盐外无其他用途。()(3)微量元素是指1 l海水中的含量低于1 mg的元素。()(4)微量元素含量太小，无多大用途。()(5)有80多种元素能在海水中找到，海水被称为“化学元素的宝库”。()(6)微量元素铀可作核燃料，人们越来越重视对海水提铀的研究。()解析：海水的主要成分是水，但水中溶解多种溶质，在已发现的110多种元素中，有80多种能在海水中找到，所以海水被称为“化学元素的宝库”，含量低的微量元素i、li、u等在海水中的总储量很大，有很大的实用价值。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)镁与海水提镁新知探究探究1海水提镁(1)工业流程：加碱沉淀；过滤、加盐酸；结晶、过滤、干燥；电解。(2)主要反应：mgcl2ca(oh)2=mg(oh)2cacl2。mg(oh)22hcl=mgcl22h2o。mgcl2(熔融)mgcl2。探究2镁的性质(1)物理性质：颜色密度硬度熔、沸点银白色较小较小较低(2)化学性质：(剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，瓶壁上有黑色固体)必记结论(1)mgo为难溶于水的白色固体，熔点很高，具有碱性氧化物的通性。(2)mg(oh)2为难溶于水的白色固体，具有碱的通性。(3)mg3n2与水剧烈反应：mg3n26h2o=3mg(oh)22nh3。(4)mg与冷水不反应，与热水反应，故活泼性：namg。(5)镁在空气中燃烧会得到mgo、mg3n2、c；co2不能用于镁失火时的灭火剂；钠比镁活泼，但不能从镁盐的水溶液中置换出镁。成功体验2正在燃烧的镁条，放入下列气体中时，不能继续燃烧的是()aco2bcl2co2 dhe解析：选dhe是惰性气体，与镁条不反应。对应学生用书p75考查海水提镁工艺1.原料苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸。2生产流程3反应的化学方程式或离子方程式(1)制碱：caco3caoco2，caoh2o=ca(oh)2。(2)沉淀：mg2ca(oh)2=ca2mg(oh)2。(3)酸化：mg(oh)22hcl=mgcl22h2o。(4)蒸发、结晶、脱水：mgcl26h2omgcl26h2o。(5)电解熔融mgcl2：mgcl2mgcl2。特别提醒海水提镁为提高经济效益采用的措施(1)就地取材。海水提镁厂设在海边，利用贝壳生产氢氧化钙；(2)循环利用。提高原料的利用率，电解mgcl2可得cl2，cl2用于制取盐酸，盐酸再与mg(oh)2反应。例1某工厂采用如下步骤从海水中提取镁：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤；将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，得到含结晶水的晶体；将所得晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁；电解熔融氯化镁，得到金属镁。(1)请写出步骤、中发生反应的化学方程式：_、_；(2)请写出步骤中发生反应的离子方程式： _。(3)在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是_。a分解反应b化合反应c复分解反应 d置换反应(4)上述提取镁的流程中，在降低成本、减少污染方面做了一些工作，请写出其中一点。_。解析根据海水提镁步骤可知涉及的反应有：caco3caoco2、caoh2o=ca(oh)2、mgcl2ca(oh)2=mg(oh)2cacl2、mg(oh)22hcl=mgcl22h2o、mgcl2mgcl2。(3)为分解反应、化合反应，为复分解反应，为复分解反应，为分解反应，为分解反应。答案(1)caco3caoco2，caoh2o=ca(oh)2mgcl2mgcl2(2)mg(oh)22h=mg22h2o(3)d(4)电解产生的cl2用于制hcl；利用贝壳分解生成的cao制石灰乳，降低成本(合理均可)mgo熔点很高，加热熔化时能耗大，故制镁时电解熔融mgcl2，而不用电解mgo。mgo因熔点高常用作耐火材料。1从海水中提取镁，正确的方法是()a海水mg(oh)2mgb海水mgcl2溶液mgcl2晶体mgc海水mg(oh)2mgomgd海水mg(oh)2mgcl2溶液mgcl2(熔融)mg解析：选d海水中的镁以化合态存在，提取镁时应先加碱形成mg(oh)2沉淀，然后加酸溶解mg(oh)2得到mgcl2，电解mgcl2制取mg。考查海水的综合利用1.氯碱工业(1)原料：饱和食盐水。(2)反应原理：2nacl2h2o2naohcl2h2。(3)过程、用途：2纯碱的制备(侯氏制碱法)(1)把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中析出碳酸氢钠晶体，过滤。co2nh3naclh2o=nahco3nh4cl(2)加热使碳酸氢钠分解。2nahco3na2co3co2h2o例2海水是非常丰富的化学资源。(1)下列物质主要从海水中提取的是(填序号)_。alfenamgbr2sicusn2一些物质的溶解性ohclsocoh溶、挥溶溶、挥na溶溶溶溶ca2微溶微不ba2溶溶不不mg2不溶溶微(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。试回答下列问题：选择试剂以除去下表所列的可溶性杂质。杂质加入的试剂cacl2_mgcl2_硫酸盐_精制过程既要将杂质离子ca2、mg2、so完全沉淀，又要保证不引入新的杂质。为此你认为加入所选沉淀剂的合理顺序为：_、_(填序号)。最后加适量的盐酸以调节溶液至中性并除去过量的co。其中盐酸除去co的离子方程式为_。(3)将氯气通入碱液，可制得84消毒液(有效成分是次氯酸钠)，写出制取过程的化学方程式_。解析(1)na、mg、br都是海水中的常量元素，其单质的获得主要通过海水提取，al，fe、si、cu、s主要从矿石中获得，而n2从空气中获得。(2)由溶解性知，除ca2应选用co，使之生成caco3沉淀除去；除mg2应选用oh，使之生成mg(oh)2沉淀除去；除so应选用ba2，使之生成baso4沉淀除去。精制过程中不能引入新的杂质离子，所以应选用na2co3、naoh、bacl2，且na2co3必须加在加入bacl2之后再加入以除去过量的ba2，最后加入盐酸，除去过量的oh和co。(3)cl2与naoh反应可制得具有漂白作用的naclo。答案(1)(2)na2co3naohbacl2co2h=co2h2o(3)cl22naoh=naclnacloh2o许多国家十分重视海水资源的综合利用。下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()a氯、溴、碘 b钠、镁、铝c烧碱、氢气 d食盐、淡水解析：选d海水晒盐可得食盐，海水蒸馏或离子交换可得淡水。对应学生用书p76课堂双基落实1下列元素属于海水中的常量元素的是()honaclliiau(金)cakbrfabc d答案：b2下列有关镁的叙述中，正确的是()a镁条燃烧引起的火灾可用co2扑灭b镁不能与盐酸反应c镁制容器可以贮存、运输浓硫酸d镁在co2中燃烧的产物不全为mgo解析：选dmg可与co2、盐酸、h2so4反应，故a、b、c错误；mg在co2中燃烧产物中还有炭，d项正确。3海水提镁工艺流程中涉及的氧化还原反应有()a4个 b3个c5个 d1个解析：选d海水提镁过程中涉及的反应有：caco3caoco2，caoh2o=ca(oh)2，mgcl2ca(oh)2=mg(oh)2cacl2，mg(oh)22hcl=mgcl22h2o，mgcl2mgcl2，其中最后一个反应为氧化还原反应。4下列物质分别与100 ml 2 moll1的盐酸恰好反应时，所得溶液溶质的物质的量浓度的大小关系是()镁粉氧化镁氢氧化镁碳酸镁a bc d解析：选bmg、mgo、mg(oh)2、mgco3分别与100 ml 2 moll1盐酸恰好反应时，生成mgcl2的物质的量相同，比较mgcl2溶液的物质的量浓度时，关键看反应中产生水的量，产生的水越多，c(mgcl2)就越小。5取一段5 cm长的镁条，用砂纸擦亮，然后用坩埚钳夹住在酒精灯上点燃后，伸入到盛满co2的集气瓶中。请你完成下列空白：(1)用砂纸擦亮镁条的目的是_。(2)将镁条伸入到集气瓶中发生反应的化学方程式是_，该反应的还原剂是_，镁体现了_性(填“氧化”或“还原”)。(3)在上述反应中，转移0.2 mol电子时，消耗标准状况下的co2的体积是_。解析：由于镁性质较活泼，在空气中久置易在镁