新苏教版高中化学必修1专题3 从海水中获得的化学物质本专题知识体系构建与核心素养提升

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1本专题知识体系构建与核心素养提升一、化学反应二、氯气及氯的化合物的转化关系三、钠及钠的化合物的转化关系四、海洋化学资源的综合利用1．粗盐提纯2．从海水中提取溴的主要流程3．从海水中提取镁的主要流程4．从海带中提取碘的过程海带→晒干、灼烧→浸取→过滤→氧化→萃取→碘单质通过本专题的学习，初步掌握探究元素及其化合物性质的基本方法，能从氧化还原反应、离用。[方程式再书写]1．氯及其化合物写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：(1)Cl2和H2O的反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO；(2)Cl2和NaOH溶液的反应Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O；(3)Cl2和石灰乳的反应Cl2＋Ca(OH)2=Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O；(4)将Cl2通入氢硫酸溶液中Cl2＋H2S=S↓＋2H＋＋2Cl－；(5)将浓盐酸和MnO2混合加热MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(6)HClO见光分解2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。2．钠及其重要化合物写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：(1)Na和H2O的反应2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑；(2)Na在空气中燃烧2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Na2O2；(3)Na2O2和H2O的反应2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑；(4)Na2O2和CO2的反应2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；(5)向Na2CO3溶液中通入CO2COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)；(6)NaHCO3溶液和稀盐酸反应HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O；(7)NaHCO3溶液和NaOH溶液反应HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O；(8)NaHCO3受热分解2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。例1小明通过学习知道Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如果能反应，生成物可能是什么？【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究：【做出猜想】①只有NaOH②有Na2CO3和NaOH③____________________【实验设计】步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有___________________________________；步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为_________________________________________________________________，整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想②成立。【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案【进行实验】CaCO3【做出猜想】只有Na2CO3【实验设计】Na2CO3溶液先由无色变红色，然后由红色变为无色【拓展提高】Ca(OH)2＋NaHCO3=CaCO3↓＋NaOH＋H2O解析因为题给信息Ca(HCO3)2能溶于水，而HCOeq\o\al(－,3)能与OH－反应生成COeq\o\al(2－,3)，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外，溶液中还可能有：①Ca(OH)2过量时，发生反应NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋NaOH＋H2O；②恰好反应时，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3过量时，产物有CaCO3、Na2CO3，剩余NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。例2氯水是实验室需临时配制的一种试剂。图甲所示的是实验室配制氯水时的一种常用装置，图乙是某化学实验小组自行设计的一种配制氯水的装置(图中的鼓气球是一种具有气体单向阀，可用于向瓶中鼓入空气的仪器)(已知常温下KMnO4固体与浓盐酸反应产生氯气)。(1)氯水中含有七种粒子，其中的分子为________(填化学式)；需临时配制的原因是________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。(2)图甲所示装置中，烧杯内的液体是_______________________________________________，烧杯中发生反应的离子方程式是___________________________________________________________________。(3)用图乙所示装置配制氯水时，操作步骤如下：①关闭活塞2，打开分液漏斗上口的玻璃塞，再打开活塞1，将少量浓盐酸注入大试管内。②关闭活塞1，盖上分液漏斗上口玻璃塞。浓盐酸和大试管内的高锰酸钾粉末反应产生氯气。③轻轻摇动瓶A，使氯气不断溶入水中。用图乙所示装置能在较短时间内得到饱和氯水。除了在摇动过程中增大了气体和水的接触面积以外，另一个重要原因是_________________________________________________。分液漏斗中的浓盐酸应分数次加入试管内。若一次加入太多的浓盐酸，可能引起的后果是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)配制氯水完成后，不必拆卸装置即可从瓶A中取用少量氯水，方法是_______________________________________________________________________。答案(1)Cl2、H2O、HClO2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑(2)NaOH溶液Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O(3)氯气在瓶内产生较大压强，增大了氯气的溶解度瓶内产生过多的氯气，瓶内压强过大使瓶A的橡胶塞弹开(4)关闭活塞1，打开活塞2，用鼓气球向瓶A中鼓入空气解析(1)因为次氯酸见光分解生成氧气和盐酸，所以需要临时配制。(2)烧杯中的液体是为了吸收多余的氯气，所以使用NaOH溶液。例3海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。请回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中，粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质离子，粗盐精制过程中依次加入过量BaCl2、Na2CO3溶液，请写出加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)海水提溴，制得1molBr2至少需要消耗______molCl2。步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是_______________________________________________________________。步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有关反应的离子方程式为___________________。(3)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg，以下方法最合适的是________(填字母)。A．Mg(OH)2→MgCl2溶液eq\o(→,\s\up7(活泼金属))MgB．Mg(OH)2→MgOeq\o(→,\s\up7(电解))MgC．Mg(OH)2→MgOeq\o(→,\s\up7(C，真空),\s\do5(1352℃))MgD．Mg(OH)2→无水MgCl2eq\o(→,\s\up7(电解))Mg(4)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓、Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓(2)2抑制氯、溴和水反应Br2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋＋2Br－(3)D(4)取最后一次的洗涤液少量于试管中，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净解析(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质离子，可依次加入过量BaCl2(除去硫酸根离子)、Na2CO3(除去钙离子和多余的钡离子)、NaOH(除去镁离子)，过滤后加适量盐酸调节溶液的pH，然后蒸发即可，所以加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式为Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓、Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓。(2)流程中海水提溴，先向母液中通入Cl2将Br－氧化为Br2，再用SO2将其还原为Br－，最后再通入Cl2将Br－氧化为Br2，忽略过程中的损失，制得1molBr2至少需要消耗2molCl2。