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文档简介
1、学员姓名:王五年级科目:九年级化学学科教师:授课内容海水“制镁、晒盐、制碱”授课日期及时段2019 年 08 月 22 日10:00-12:00教学内容知识再现一、 同步知识梳理(一)海水中的物质1. 海水的成分海水中含量最多的金属离子是na ,含量最多的非金属离子或酸根离子是cl,因此海水中含量最多的盐是nacl 。2. 利用海水提取镁(1)流程:海水或卤水石灰乳氢氧化镁盐酸氯化镁通电镁(2)反应的化学方程式及反应类型化学方程式反应类型mgcl 2 ca(oh ) 2mg (oh )2复分解反应cacl 2mg (oh ) 2 2hclmgcl 2复分解反应(中和反应)2h 2omgcl2
2、通电mg cl分解反应2特别说明: ( 1)海水中氯化镁的含量很低,要想得到它,首先要设法使之富集。提取镁时,如果直接以海水为原料,则将其中的氯化镁转化为沉淀的过程就是为了使镁元素富集;如果以卤水为原料,则在海水晒盐阶段就经过了一次富集,转化为沉淀的目的既可使镁元素进一步富集,又可除去其中的氯化钠等杂质。( 2)从海水中提取镁时,选择石灰乳作沉淀剂,是因为石灰乳价廉易得,成本较低。贝壳的主要成分是碳酸钙,可就地取材制的石灰乳,反应方程式:caco3 高温caoco2caoh 2oca(oh )2(二)海底矿物不仅海水中含有大量的化学物质,海底也是个巨大的宝藏。地壳里蕴藏着数百种矿产资源,这些矿
3、物均能在海底找到。1. 可燃冰(1)在大陆架浅海底,石油、天然气以及煤等化石能源,人们还在海底发现了天然气水合物-可燃冰。(2)可燃冰的形成:由天然气和水在低温高压条件下形成的冰状固体。第 1页( 3)可燃冰的优点 : 燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多的多。燃烧后几乎不产生任何残渣或废气,被科学家誉为“未来能源”“21 世纪能源”。(4)可燃冰的燃烧:可燃冰的主要成分是甲烷,甲烷燃烧的化学方程式为:ch 4o2点燃 co22h 2o 。2. 锰结核(1)海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物- 多金属结核,也成锰结核。(2)锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等20 多种金属元素,多金
4、属结核的全球总储量在30000 亿吨以上。3. 海洋资源的开发和利用防止海洋污染的措施: 海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平等。(三)海水淡化(1)海水淡化:地球上可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0.3%,且在时间和空间上分布不均衡。( 2)蒸馏法淡化海水实验原理:把海水加热到沸腾,水变为水蒸气,经冷凝后得到淡水。实验装置图实验现象:加热后大试管中的海水沸腾,小试管中有少量无色液体;向小试管的冷凝水中滴加硝酸银溶液后无白色沉淀产生。4 注意事项:实验前要先检查装置的气密性,气密性良好才能使用;玻璃导管尽量长些(延长水蒸气在导管中的滞留时间,有利于热的水
5、蒸气冷凝);为防止暴沸,可在大试管中加入几粒沸石或碎瓷片;试管中的液体量不能超过试管容积的 1/3 。5 实验结论:采用蒸馏的方法可除去海水中的可溶性杂质得到淡水。特别提醒:若要检验某溶液中是否含有cl , 除加 agno3 溶液外,还要加稀硝酸,若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则证明原溶液中有cl 。( 3)工业上淡化海水的方法主要方法是膜法(反渗透法)和热法1 膜法:利用了渗透压的原理。即当用渗透膜将淡水和海水隔开时,在正常情况下,淡水中的水会在渗透压的作用下向海水一侧渗透。而当向海水一侧施压大于渗透压的压力时,可使海水中的水通过渗透膜向淡水一侧渗透,而海水中的盐产生的盐产生的离子无法通过渗
6、透膜,从而将水和盐分离,得到淡水。2 热法:较常用的方法是多级闪急蒸馏法,简称“闪急法”,其原理是:利用水的沸点随压强减小而降低,设计一套压强一个比一个低的蒸发式,将它们连通在一起,当高温海水由压强较高的蒸发室流入压强较低的蒸发室后,就会发生瞬间蒸发,变为水蒸气,水蒸气经冷凝成淡水。(四)海水“晒盐”的过程(1)海水“晒盐”的主要方法为- 盐田法(又称“太阳能蒸发法”)。第 2页( 2)盐田一般分为两部分:蒸发池和结晶池。( 3)原理:海水先进入结晶池,日晒蒸发水分到一定程度,再导入结晶池,继续日晒,海水成为盐的饱和溶液,在晒就会逐渐析出盐来。粗盐海水蒸发池结晶池母液注:母液:食盐晶体析出后剩
7、余的液体,也称苦卤。母液是食盐在该温度下的饱和溶液。粗盐:含有泥沙,氯化镁和氯化钙等,易潮解,需要在提纯。( 4)蒸发结晶:像海水“晒盐”这样,经日晒、风吹等,使溶剂不断减少,溶质的质量分数逐渐增大,直至形成饱和溶液,继而析出晶体。( 5)结晶的方法:蒸发结晶和降温结晶(五)粗盐的提纯( 1) 粗盐的提纯 除去粗盐中的不溶性杂质方法:先将粗盐晶体溶解在水中,经过滤除去难溶性杂质。在经过蒸发结晶得到较为纯净的食盐晶体。步骤:溶解、过滤、蒸发。步骤实验用品玻璃棒的作用注意事项量筒,托盘天平,钥匙,搅拌要匀速,不能过快,防止有液体溅出溶解胶头滴管,小烧杯,玻璃搅拌,加速溶解棒“一贴”即滤纸要紧贴在漏
8、斗内壁上,中间不要留有气泡。“二低”即滤纸边缘要小烧杯,玻璃棒,铁架台低于漏斗边缘; 液面要低于滤纸边缘。 “三过滤(带铁圈),漏斗,滤纸引流靠”即玻璃棒要斜靠在三层滤纸处;盛待过滤液体的烧杯口要紧靠在玻璃棒上;漏斗下端尖嘴处要紧靠盛接滤液的烧杯内壁搅拌,使液体受热均使用蒸发皿蒸发溶液时,液体不能超过蒸蒸发酒精灯, 蒸发皿,玻璃棒,匀,防止液体局部温发皿容积的 2/3 ;当蒸发皿中析出大量固坩埚钳度过高使液滴飞溅体时,停止加热,利用余热蒸干溶剂除去粗盐中的可溶性杂质a. 粗盐中含有的可溶性杂质主要有硫酸钠,氯化钙,氯化镁(即所含有的杂质离子有硫酸根离子,钙离子和镁离子)b. 除去杂质所用的试剂
9、及作用: a 氯化钡溶液 (除去硫酸根离子) b 碳酸钠溶液(除去氯化钙和过量的氯化钡) c 氢氧化钠溶液(除去镁离子) d 盐酸(除去过量的氢氧化钠和碳酸钠)c. 除杂时所加试剂的顺序 : 碳酸钠溶液必须在氯化钡溶液之后加入, 盐酸溶液必须最后加入, 其余试剂无顺序要求。d原理: na2so4+bacl 2 =baso 4+2naclmgcl 2+2naoh =mg ( oh) 2+2nacl第 3页cacl 2+na2co3 =caco 3+2naclna2co3+bacl 2 =baco 3+2naclna2co3+2hcl =2nacl+h 2o+co 2naohhclnaclh 2o
10、(2)食盐的用途 工业:制造烧碱、纯碱、氯气、盐酸、化学肥料、塑料、合成橡胶、染料等。 生活:用作调味品和食品添加剂。 医疗:生理盐水是用氯化钠配制的。 农业:用一定浓度的氯化钠溶液选种。(六)海水“制碱”(1)氨碱法制纯碱:1 原料:食盐、二氧化碳。2 媒介:氨。(氨气可循环使用且能促进溶液对二氧化碳的吸收而认定氨为媒介)3 产物:纯碱(主要产物)、氯化铵(次要产物)4 原理:向饱和食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水,然后再加压的条件下向氨盐水中通入足量的二氧化碳生成碳酸氢钠,由于碳酸氢钠在该状态下溶解度小,呈晶体析出,过滤得碳酸氢钠固体,碳酸氢钠不稳定,受热后会生成碳酸钠,水和二氧化碳,因此给
11、碳酸氢钠加热就可以得到碳酸钠。5精制饱和食盐水吸氨饱和氨盐水碳酸化碳酸氢钠过滤,溶解纯碱 生产流程图:盐水6naclnh 3co2h 2onahco 3 nh 4cl 方程式表达:2nahco 3 na2co3co2h 2o7 氨碱法制纯碱时,一般用煅烧石灰石产生二氧化碳和氧化钙,二氧化碳是反应产物之一,氧化钙转化为氢氧化钙后再与氯化铵反应放出氨气,从而实现氨的循环利用。(2) 氨碱法与侯氏制碱法的比较方法氨碱法侯氏制碱法发明人比利时化学家索尔维中国化学家侯德榜对氯化铵的处理向滤出碳酸氢钠晶体的氯化铵溶液中加熟石灰以回向滤出碳酸氢钠晶体的氯化铵溶收氨,使之循环使用:液中加入食盐,使其中的氯化铵
12、2nh 4clca(oh )2cacl 22h 2o2 nh 3单独结晶析出,用作氮肥,氯化钠溶液可循环使用第 4页把氨厂和碱厂建在一起联合生产,由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳,析出氯化铵后的食盐优点( 1)原料易得(2)二氧化碳和氨气可回收使用,溶液可循环利用,使食盐的利用能连续生产率得到了提高;使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵缺点( 1)食盐利用率不高(2)回收氨时产生大量污染腐蚀设备严重环境的氯化钙(2)碳酸钠与碳酸氢钠的比较化学式na2co3俗名纯碱,苏打性质白色粉末,易溶于水,水溶液显碱性用途石油精炼, 粗盐精制, 硬水软化, 人造纤维,玻璃生产应用于冶金, 造纸,纺织印染, 洗
13、涤剂生产等领域(3)碳酸钠的性质:nahco 3小苏打白色粉末状晶体,能溶于水,水溶液显碱性,受热易分解灭火器中产生二氧化碳的原料食品工业上发酵粉的主要成分医疗上治疗胃酸过多的药剂1与指示剂的作用:纯碱溶于水,溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红2与酸的反应:a. 化学方程式:na2co3+2hcl=2nacl+ho+co2na 2co3+h2so4=na2so4+h2o+co2b. 现象:生成无色,无味的气体,该反应能使澄清石灰水变浑浊2c. co3的检验: a 试剂:稀盐酸,澄清石灰水,待测样品b操作方法:取待测样品于试管中,向其中滴加适量的稀盐酸,观察到有气泡冒出,将生成2的气体通入澄清石灰
14、水中,石灰水变浑浊,证明样品中含有co3。第 5页3与氢氧化钠的反应a 化学方程式:na2co3+ca(oh)2=2naoh+caco3b. 现象:产生白色沉淀4与某些盐的反应a. 化学方程式na2 co3+bacl2=2nacl+baco3na2 co3+cacl2=2nacl+caco3b. 现象:生成白色沉淀二、 课堂达标1、 海水制镁的反应之一 mgcl 2+ca(oh) 2=cacl 2+mg(oh) 2 ,反应属于()a 、化合反应b、复分解反应c、置换反应d、分解反应2、下列操作不能用来淡化海水的是()a. 过滤b. 使海水结冰脱盐c.加热蒸馏d.多级闪急蒸馏3、下列不属于氨碱法
15、制纯碱所需原料的是()a 、石灰石b 、氯化钠c、氢氧化钠d、水4、nacl+co2+nh3+h2o=nahco3+nh4cl是著名侯氏制碱法的重要反应。下面是四位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是()a 、该条件下, nahco3 的溶解度较小b 、nahco3 不是纯碱c、析出固体后的溶液为nahco3 的不饱和溶液d 、从该反应可以获得氮肥5、目前从海水中提取食盐的方法主要是利用海水晒盐,它所利用的物质分离方法是()a 溶解法 b 过滤法c结晶法d 蒸馏法专题训练第 6页一、 专题精讲题型一海水中制取镁的流程图地球是一颗蓝色的星球, 表面大部分被海洋覆盖, 海水中蕴
16、含的元素多达80 多种 . 同学们在学习过程中得知: 工业上采用将海水晒制后得到的晶体称为粗盐, 剩余的液体称为苦卤, 小亮等同学对海水晒盐后的苦卤产生了浓厚的兴趣 .查阅资料得知 : 苦卤中含有氯化镁、氯化钠、溴化钾、氯化钾等; 得知可以综合利用海水资源制备金属镁. 下图是化工厂利用苦卤生产镁的流程:(1)贝壳主要成分是 _.(2)操作 a 的名称是 _, 在实验室中进行此项操作, 需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_.(3)工业冶炼镁常用电解 mgcl 2 的方法 , 反应方程式为 :_(4) 写出第 1、3 两步反应的化学方程式 :1_3_ _题型二粗盐提纯食盐是一种重要的化工原料。请回答下
17、列问题。( 1)请完善实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤。操作所用的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒和_;第 7页在蒸发过程中,待_ 时,停止加热,利用余热将滤液蒸干;(2)由于粗盐中含有少量mgcl 2 、 cacl 2 、 na2 so4 等杂质,不能满足化工生产的要求,因此必须将粗盐进行精制。流程如下图。加入稍过量的na2co3 溶液除了能除去粗盐中的cacl 2 外,它还有一个作用是_(用化学方程式表示);通过操作所得滤液中的溶质有_ (用化学式表示);(3)若有溶质质量分数为10%的氯化钠不饱和溶液100kg,要将其变成20时氯化钠的饱和溶液,以满足化工生产的需要,可采用的最简便方法
18、是_ ,已知: 20时氯化钠的溶解度为36g题型三氨碱法“制碱”某化学小组参观制碱厂后,绘制了该厂生产纯碱的工艺流程图如图,据图回答:(1)流程图是依次向粗盐水中加入ca (oh )2 和 na2co3 ,二者加入的顺序能否颠倒?为什么?_(2)用一个化学方程式表示出流程图中发生的总反应_ ;(3)如果不将氯化铵作为目标产品,即加入氨气不是为了生产出氯化铵,那么,氨气在制碱过程中的作用是_ ;(4)工业生产纯碱的流程中,碳酸化时溶液中析出碳酸氢钠而没有析出氯化铵的原因是_。第 8页二、 专题过关1、大海是取之不尽的化工原料宝库,从海水中可提取各项化工原料,下图是工业对海水进行几项综合利用的示意
19、图,根据图示填空:(1)在滤液(含氯化镁)中加入生石灰制取氢氧化镁时所发生反应的化学方程式:_、 _(2)某课外化学活动小组取海水,蒸发、结晶,然后过滤,得到粗盐,过滤时,必须用到的玻璃仪器有_(3)若粗盐中尚存在 cacl2 等杂质,为了除去 cacl2,可在“精制饱和食盐水”时加入过量的_(写化学式)溶液,再过滤,并加入适量的_(填试剂名称)即可;如果井水或溪水中含有的ca2+、mg2+较多,这种水称作 _,日常生活中降低水中ca2+、 mg2+的方法是 _2、海水晒盐得到粗盐,剩余的母液称为苦卤,粗盐和苦卤用途广泛。(1)为了除去粗盐溶液中的2bacl 2 溶液,加过量ca2 、 mg
20、2 、 so4,可按照下列实验步骤进行:加过量naoh 溶液,加过量 na2 co3 溶液,过滤,加入适量盐酸,其中步骤加过量na2 co3 溶液的目的是 _ ;(2)利用苦卤制取镁,主要流程如图:步骤中的试剂a 是_;步骤中反应的化学方程式是_ ;(3)采用氨碱法生产纯碱,主要流程如图:上述、两个步骤总反应的化学方程式是_ ;从步骤过滤后的滤液中可获得铵态氮肥,检验铵态氮肥的方法是_ 。8. 某校化学兴趣小组在参加社会实践活动时,环保组监测到一湿法冶铜厂排放的废水中含有硫酸和硫酸铜两种污染物,为测定该废水中各污染物的含量,给冶铜厂提供处理废水的参考,环保组的同学进行了以下实验:取废水300g
21、,向其中加入溶质质量分数为20%的氢氧化钠溶液,测得沉淀质量与所加入的氢氧化钠溶液的质量关系如图,第 9页请分析计算:( 1)实验中生成氢氧化铜的质量为_g;( 2) 300g 该废水中硫酸铜的质量;(3)该废水中硫酸的溶质质量分数。(计算结果精确到0.1g )技巧提炼一、真题训练1. 食用碱的主要成分是 na2co3 ( 常含有少量的 nacl ). 课外探究小组为测定市售食用碱中 na2co3 的含量 , 设计了如图实验装置 :设计思路 : 用空气将装置b 中生成的二氧化碳缓缓吹入装置d中 , 利用装置d的质量变化测定食用碱中的含量 .请结合实验装置和设计思路, 回答下面问题 :第 10
22、页装置 d 中发生反应的化学方程式为_;装置 a 的作用是 _, 装置 e 的作用是 _ ;缓缓通入空气的目的是_ 若撤除装置a, 直接通入空气会导致实验结果_( 填“偏大”、“偏小”或“不变”),若撤除装置c, 对实验结果的影响是_ 2. 向 53g 质量分数为10%的碳酸钠溶液中逐滴加入质量分数为5%的稀盐酸,生成二氧化碳的质量随加入盐酸质量的变化关系如图所示。(不考虑co2 的溶解)已知:ob段反应的化学方程式为 na2co3hcl naclnahco 3bd段(不含 b 点)反应的化学方程式为nahco 3hcl nacl h 2o co2请回答:(1) 53g 质量分数为 10%的碳
23、酸钠溶液中溶质质量为_g;( 2) a 点对应溶液中溶质有 _ (填化学式);( 3) b 点横坐标为 _(计算结果保留 1 位小数,下同);( 4)假设 c 点横坐标为 54.75 ,计算 c点对应的二氧化碳质量。(写出计算过程)二、作业布置1. 为了除去粗盐中的 ca2 、 mg 2 、 so42 和泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:过滤,加过量的 naoh 溶液,加适量的盐酸,加过量的na2co3 溶液,加过量的bacl 2 溶液,下列操作顺序中最合适第 11 页的是:()abcd2. 某固体可能含有ca( no3 ) 2 、 na2 so4 、 na2co3 、 fecl 3
24、 、 kcl 中的一种或几种,现对其进行如下实验:取少量固体于试管中,加适量蒸馏水,固体完全溶解成无色透明溶液;取少量上述溶液,加过量稀硫酸,有气泡产生;取所得溶液少量,滴加bacl 2 溶液,产生白色沉淀。分析以上实验现象,对原固体组成的推断正确的是()。a: 肯定有 na2 co3 、 na2 so4 ,无 fecl 3 、 ca (no3 ) 2b: 肯定有 na2 co3 ,无 fecl 3 、 ca (no3 )2c: 肯定有 na2 co3 、 na2 so4 ,无 fecl 3d: 肯定有 na2 co3 ,无 fecl 3 、 kcl3. 除去下列物质中的少量杂质, 实验方案不
25、能达到除杂目的是()物质 ( 括号内为杂质 )实验方案a氮气 ( 氧气 )通过足量灼热铜网b氧化铜 ( 木炭粉 )在空气中充分灼烧加入足量稀盐酸, 过滤 , 洗c铜粉 ( 铁粉 )涤 , 干燥d硫酸锌溶液 ( 硫酸 )加入足量氧化铁粉末, 过滤a. ab. bc.cd.d4. 镁将成为 21 世纪重要的轻型环保材料, 我国含有非常丰富的镁资源. 占地球表面积70%的海洋是天然的镁元素宝第 12 页库 , 海水的综合利用可以制备金属镁 , 其流程如图所示 ( 图中 a、b、c 均表示主要成分 ), 卤水中的主要成分有氯化钠、氯化镁等 .请填写下列空白:(1)c 的化学式为 _;d 的化学式 _(2) 写出 d氯化镁的化学方程式:_(3) 金属镁在高温下与氮气化合反应生成氮化镁, 在氮化镁中氮元素的化合价为-3. 据此写出此反应的化学方程式_5. 某化学活动小组在一次实验中进行了如图所示实验:先向a 中注入一定量氯化铁溶液,再注入一定量硫酸钠溶液,此过程中观察到的现象是_,小组同学对无色溶液b 产生了浓厚的兴趣,进行了进一步的探究活动:【提出问题】 b 中含的离子有
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