3.3.2 从海水中提取镁、从海带中提取碘学案 高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1第三单元海洋化学资源的综合利用第2课时从海水中提取镁、从海带中提取碘课程目标1．了解镁的性质与用途。2．了解海水中提取镁的方法。3．了解碘的性质。4．掌握从海带中提取碘的方法。学业基础[新知预习]一、镁的存在及提取1．镁的存在：自然界中的镁主要以的形式存在于地壳和海水中。海水中镁的总储量约为2.1×1015吨。2．镁的提取从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳（），制成石灰乳。化学方程式：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋=Ca（OH）2↓。(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。化学方程式：MgCl2＋Ca（OH）2=＋，该反应实质上是Mg2＋与OH－结合生成Mg（OH）2沉淀的反应，离子方程式：_______________________________________________。(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式：，该反应实质上是与反应生成Mg2＋与H2O，离子方程式：。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体（MgCl2·6H2O），然后在氯化氢气流中加热，转化成氯化镁。化学方程式：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(HCl),\s\do5(△))。(4)电解熔融制得金属镁。化学方程式：MgCl2eq\o(=,\s\up7(通电))。二、镁的原子结构和性质1．镁的原子结构(1)原子结构示意图为。(2)原子结构和性质的关系：容易最外层的个电子形成，表现强性。2．镁的化学性质写出下列化学反应方程式：(1)Mg与N2反应：______________________________________________(2)Mg与盐酸反应：__________________________________________________(3)Mg与CO2反应：__________________________________________________三、碘的性质1．碘的物理性质I2色、态通常情况下为色体溶解性微溶于，易溶于、四氯化碳等有机溶剂特性①易②淀粉溶液遇碘变色2.氯、溴、碘单质间的置换反应实验操作实验现象反应的化学方程式①溶液②下层溶液显色________________________①溶液②下层溶液显色________________________四、碘的提取1．从海带中提取碘(1)原料：一般从（如海带等）中提取。(2)流程：2．碘及其化合物的重要应用(1)碘是重要的药用元素，可以用来生产含碘食品。(2)__________用于人工降雨。[即时自测]1．已知溴易挥发，碘易升华，向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量氯气充分反应后将溶液蒸干，并灼烧所得物质，最后剩余的固体是()A．NaCl和KIB．NaCl、KCl和I2C．KCl和NaBrD．KCl和NaCl2．广州亚运会开幕式上的礼花，让广州显得更加辉煌、浪漫。其中镁粉可用来制造焰火，工业上制取镁粉的方法是将镁的蒸气进行冷却，其中最适宜的方法是（）A．在氮气的容器内冷却B．在水中冷却C.在氦气的环境里冷却D．在二氧化碳气体里冷却3．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是（）A．②④⑤③①B．③②④①⑤C.③④②⑤①D．②④③⑤①能力提升知识点1从海水中提取镁[例1]工业中“从海水中提取镁”的流程如图所示：其步骤为：①将海边大量的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳；②将石灰乳加入海水沉淀中经过滤得到Mg（OH）2沉淀；③在Mg（OH）2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；④将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；⑤电解熔融的氯化镁可得到Mg。请回答以下问题：(1)步骤③中的蒸发是利用风吹日晒来完成的，而实验室中进行蒸发操作需要的主要仪器有、、酒精灯、铁架台等。(2)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：。(3)有同学认为：步骤②后可加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融的MgO制取金属镁，这样可简化实验步骤。你同意该同学的想法吗？为什么？你的观点是，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[提升1]某中学化学兴趣小组设计了四种从海水中提取镁的工艺流程，你认为合理的是（）A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg（OH）2eq\o(→,\s\up7(通电))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg（OH）2eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2（熔融）eq\o(→,\s\up7(通电))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2晶体eq\o(→,\s\up7(通电))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg（OH）2eq\o(→,\s\up7(灼烧))MgOeq\o(→,\s\up7(通电))Mg[关键能力]1.从海水中提取镁的工艺流程2．注意事项(1)不要直接往海水中加沉淀剂。因为海水中的Mg2＋的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2＋的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂。(2)从原料来源以及经济等综合角度考虑选用Ca(OH)2试剂作沉淀剂较好。因为海边有丰富的贝壳，可用来制得Ca(OH)2。(3)在Mg(OH)2中先加盐酸反应，再浓缩得MgCl2·6H2O晶体，然后再将MgCl2·6H2O晶体在HCl气流中加热脱水即可得无水MgCl2。(4)电解产生的Cl2可以循环利用，这样既可以节约资源又可以减轻Cl2任意排放对环境造成的污染。知识点2海带中提取碘[例2]海带中含有丰富的碘。资料显示：海带中碘元素以I－的形式存在；苯的沸点是80.1℃；单质碘在高于150℃时易升华。某兴趣小组同学根据查阅的资料，设计下列实验方案，欲从海带中提取碘。请回答下列问题：(1)步骤①②的实验目的是。(2)步骤③中实验操作的名称是。(3)步骤④中可供选用的试剂有Cl2、Br2和H2O2（含稀硫酸），你认为最合适的试剂是。(4)步骤⑤中提取碘时使用的主要玻璃仪器是。(5)步骤⑥中从含碘的苯溶液中获得固态的单质碘，应采用的方法是（填字母）。a．过滤b．冷却结晶c．加热蒸发d．水浴蒸馏[提升2]（双选）从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下：下列关于海带制碘的说法，不正确的是（）A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘离子发生还原反应C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D．碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”[关键能力]从海带中提取碘(1)工艺流程(2)工艺流程说明①干海带的浸泡液中含I－；②加入硫酸的目的是酸化，加入氯气的目的是氧化I－。当堂检测1．镁被誉为“国防金属”。金属镁的下列性质不属于物理性质的是()A．良好的可塑性B．良好的延展性C．良好的导电性、传热性D．反应中易失去电子2．下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是()A．MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2B．Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2OC．Mg(OH)2eq\o(=,\s\up7(加热))MgO＋H2OD．MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑3．从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作，其中正确的是()A．将海带灼烧成灰B．过滤得含I－溶液C．放出碘的苯溶液D．分离碘并回收苯4．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下：干海带eq\o(→,\s\up7(灼烧))海带灰eq\o(→,\s\up7(沸水),\s\do14(浸泡))悬浊液eq\o(→,\s\up7(过滤))滤液eq\o(→,\s\up7(H＋),\s\do14(H2O2))碘水eq\o(→,\s\up7(CCl4))I2的CCl4溶液eq\o(→,\s\up7(蒸馏))I2下列关于海带制碘的说法中不正确的是()A．实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B．含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应C．在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”5．已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答下列问题：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式：。(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是。(3)有同学认为空气中氮气含量最大，所以产物中氮化镁含量最大。事实上是这样吗？为什么？。(4)通过镁在空气中燃烧这一事实，你对燃烧这一概念有何新的认识？。6．波力海苔以深海紫菜为原料，经烤熟之后质地脆嫩，入口即化，是一种富含碘的海洋食品。某化学兴趣小组从紫菜中提取碘的流程如下图：(1)实验室灼烧紫菜，需要下列仪器中的（填字母）。eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(a.试管b．烧杯c．坩埚,d.泥三角e．铁三脚架f．酒精灯))(2)实验操作②中若改用稀硫酸酸化的H2O2（少量）氧化NaI也能得到I2，同时有水和硫酸盐生成，写出该反应的化学方程式：。(3)提取碘的过程中实验操作③的名称是。(4)实验操作③过程中，可选择的有机试剂是。A．酒精B．苯C．四氯化碳D．食盐水(5)对含碘的有机溶液进行水浴加热，并通过蒸馏提取碘单质和回收有机溶剂，观察下面实验装置图指出其中的错误之处：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________(6)碘单质在（填仪器名称）中形成晶体。【参考答案】学业基础一、1．化合态2．(1)石灰石H2O(2)Mg(OH)2↓CaCl2Mg2＋＋Ca(OH)2=Ca2＋＋Mg(OH)2↓(3)Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2OMg(OH)2H＋Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2OMgCl2＋6H2O↑(4)氯化镁Mg＋Cl2↑二、1．(1)(2)失去2镁离子还原2．(1)3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2(2)Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑(3)2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C三、碘的性质1．紫黑固水酒精升华蓝2.分层紫红Cl2＋2KI=2KCl＋I2分层紫红Br2＋2KI=2KBr＋I2四、碘的提取1．(1)海产品2．AgI[即时自测]1．答案：D2．解析：Mg与N2反应生成Mg3N2，Mg与热水反应，Mg与CO2反应。答案：C3．解析：由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。答案：D能力提升例1答案：(1)蒸发皿玻璃棒(2)生成的Cl2要回收利用(3)不同意MgO熔点高，熔化消耗大量能量提升1答案：B例2解析：(1)操作①、②的目的是使海带中的I－溶于水，便于后续提取操作。(2)步骤③是为了从海带灰悬浊液中得到含I－的溶液，固体和溶液分离采用过滤操作。(4)步骤⑤中提取碘利用的是萃取分液的方法，使用的主要玻璃仪器是分液漏斗。(5)因苯的沸点低，易挥发，且碘升华的温度不高，故应用水浴蒸馏的方法分离碘和苯。答案：(1)将海带中的I－溶解到水中(2)过滤(3)H2O2(含稀硫酸)(4)分液漏斗(5)d提升2解析：灼烧固体时一般选用坩埚，蒸发皿一般用于蒸发溶液；含I－的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘离子发生氧化反应。答案：AB当堂检测1．解析：反应中易失去电子是化学性质。答案：D2．解析：A项是把海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C项中的反应未涉及。答案：C3．解析：海带灼烧成灰应在坩埚中进行；过滤时应用玻璃棒引流；苯的密度比水小，在分液漏斗中位于上层，应待下层液体放出后从上口倒出；分离