《高中化学》专题3第3单元海洋化学资源的综合利用

专题3从海水中获得的化学物质第三单元海洋化学资源的综合利用内容索引学习目标活动方案课堂反馈学习目标1.了解粗盐提纯的原理与实验操作。2.以粗盐的提纯、蒸馏水的制取、用四氯化碳萃取溴水中的溴(或碘水中的碘)等实验为例，理解物质分离和提纯的原理。3.了解从海水中提取溴的原理。4.了解镁在生活中的用途，初步认识海水提取镁的原理与过程。初步掌握镁的化学性质、物理性质。5.了解从海带中提取碘的过程。活动方案1.粗盐中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4

等杂质，请你设计一个采用物理方法除去粗盐中泥沙的实验方案，并完成实验。(1)简要描述该实验方案，并指出所需要的实验用品。【答案】

将粗盐溶于适量水中，过滤，将所得滤液蒸发结晶。所需仪器：烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、漏斗、蒸发皿、酒精灯、滤纸、坩埚钳等。活动一：通过粗盐提纯实验练习溶解、过滤与蒸发操作(2)写出检验所得食盐中含有杂质离子的实验方法。2.设计一个采用化学方法提纯粗盐的实验方案，注意加入除杂试剂的顺序与相对用量，且不能引入新的杂质。【答案】

将粗盐溶于水，依次加入稍过量的NaOH溶液、BaCl2

溶液、Na2CO3

溶液(确保Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入)，过滤，最后向滤液中加入适量的盐酸，将所得溶液蒸发结晶。(答案合理即可)海水提溴技术有水蒸气蒸馏法、空气吹出法、溶剂萃取法、沉淀法、吸附法等，其中空气吹出法和水蒸气蒸馏法为国内外所普遍采用。空气吹出法包括：酸化、氧化、吹出、吸收、蒸馏5个步骤。酸化是往海水中加入硫酸或盐酸，使氧化反应在酸性条件下反应完全；氧化是向酸化后的浓缩海水中通入氯气，使溴离子转变成溴分子；吹出是通过空气吹出海水中的易挥发性溴，成为溴－空气混合气；然后进入吸收塔使溴与吸收液接触并吸收；吸收液可为碱溶液或二氧化硫的水溶液，使溴转化为溴离子，然后再设法将溴离子转化成溴单质；最后在蒸馏塔将吸收液中的溴从水溶液中蒸出而得产品。活动二：从海水中提取溴的原理方法如下：①将蒸馏(制淡水)后浓缩的海水用硫酸进行酸化；②向酸化的海水中通入足量氯气，使溴离子转化为溴单质，化学方程式为2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；③向上述溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的吸收塔内转化成氢溴酸，化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；④向吸收塔内通入适量的氯气，化学方程式为2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2；⑤用四氯化碳萃取吸收塔中的溴单质。空气吹出法不但适用于海水，对其他含溴量低的卤水、地下卤水等都普遍适用，在目前工业生产技术中占主导地位。其他制溴方法，

如阴离子交换树脂吸附法、溶剂萃取法、气态膜法等仍在研究之中。

海水提溴的过程：提取NaCl后的浓缩卤水中，通入过量Cl2反应后，用空气吹出溴蒸气，用热碱液吸收后，再加入H2SO4酸化，经蒸馏可得液溴。(1)浓缩卤水中通入Cl2的离子方程式为_______________________。(2)用空气吹出Br2并用热碱液吸收过程中反应的离子方程式为____________________________________________________。(3)用H2SO4酸化的原理是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－从海水中提取镁的步骤是将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，将得到的溶液蒸发、结晶，可获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)。石灰乳可利用海边大量存在的贝壳煅烧成石灰制得。活动三：海水提取镁的流程与原理1.观察流程图，沉淀池、中和池、电解池中分别发生什么反应？2.工业“从海水中提取镁”的流程图如下图所示。请根据图示回答以下问题：(1)过滤操作需要的玻璃仪器有漏斗、________、玻璃棒。(2)滤液b中含有H2O、________________________(至少填两种物质的化学式)等物质。(3)流程图中操作c的名称为____________。(4)写出反应a的化学方程式：_________________________。烧杯NaCl、CaCl2蒸发结晶CaO＋H2O===Ca(OH)23.探究镁的化学性质。(1)写出镁与下列物质发生反应的化学方程式。①

常温下与O2反应生成氧化镁，点燃可剧烈燃烧，发出______________：__________________________。②

与其他非金属(Cl2、S、N2)反应：_____________________________________________________________。③

与H2O的反应：______________________________________。④

与CO2反应：________________________________。⑤

与稀硫酸、稀盐酸反应：____________________________________________________________________________________。耀眼的白光Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑、Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑(2)结合镁的化学性质、物理性质，分析镁有哪些用途？分别利用镁的哪些性质？【答案】

镁可形成合金，可用于制造火箭、导弹、飞机等，主要因为其密度小；镁用于制造信号弹和烟火，主要是因为镁燃烧发出耀眼强光；氧化镁用于制造耐高温材料，主要是因为氧化镁的熔点高。【实验原理】

利用氧化剂把碘离子氧化成碘单质，再用淀粉检验：2KI＋Cl2===I2＋2KCl，淀粉遇到I2变蓝。【实验步骤】

①称取5g干海带，用刷子把海带表面的附着物刷净(不要用水洗)，用酒精润湿后，放在坩埚中。不用水洗是为了防止海带中的碘化物溶于水而损失，用酒精润湿是为了让海带充分燃烧。②把坩埚置于泥三角上，用酒精灯加热灼烧海带至成灰，停止加热，自然冷却。活动四：从海带中提取碘③将海带灰转移到小烧杯中，加入20mL蒸馏水，搅拌，煮沸2～

3min，使可溶物溶解，冷却，海带灰煮沸时碘离子进入溶液。④过滤，收集滤液，弃去滤渣，得到碘离子溶液。⑤向滤液中滴入1mL氯水，振荡，溶液由无色变为棕黄色。⑥将氧化后溶液转移到分液漏斗中，向其中加入2mLCCl4，振荡，静置，有色层在下层，碘单质在有机溶剂中的溶解度比在水中大。【讨论交流】1.灼烧的作用是什么？【答案】

将有机碘化物转化为无机碘化物，除去有机物。2.在第⑤步中如何检验是否有碘单质生成？氯水可否由其他试剂代替？【答案】

取样，用淀粉溶液检验。可用其他试剂代替氯水，如用硫酸酸化后，再加入双氧水。课堂反馈24513761.中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是(

)A.蒸馏 B.蒸发

C.过滤 D.搅拌8B24513762.下列关于海水资源综合利用的说法正确的是(

)A.海水蒸发制海盐的过程只发生化学变化B.只通过物理变化即可从海水中提取溴单质C.海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等D.提取海水中的Mg，在沉淀MgCl2

过程中，从经济角度考虑可选用NaOH溶液8C245376A.BaCl2、NaOH、盐酸、Na2CO3

B.Na2CO3、NaOH、BaCl2、盐酸C.NaOH、BaCl2、Na2CO3、盐酸

D.BaCl2、Na2CO3、盐酸、NaOH18C2453764.镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是(

)A.MgO B.MgO和CC.MgO、Mg3N2 D.MgO、Mg3N2

和C1【解析】

镁能与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，与CO2反应生成碳和氧化镁，因此镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是MgO、Mg3N2和C。8D2453765.某学习小组按如下实验过程证明了海带中存在碘元素。1下列说法不正确的是(

)A.步骤①需要将干海带放入蒸发皿中灼烧B.步骤②中发生反应的离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2OC.步骤③操作后，观察到试管中的溶液变为蓝色，则可说明海带中含有碘元素D.若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气，则步骤③操作后，试管中的溶液也变成蓝色82453761【解析】

灼烧时，需要把物质放到坩埚中，而不是蒸发皿中，A错误；双氧水具有氧化性，将碘离子氧化为碘单质，发生反应的离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，B正确；步骤③是检验生成的碘单质，操作后，可以观察到试管中溶液变为蓝色，可以说明海带中含有碘元素，C正确；若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气，氧气可以将碘离子氧化生成碘单质：4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O，步骤③操作后，也可以观察到试管中溶液变为蓝色，D正确。8【答案】

A2453766.实验室用下列装置从NaBr溶液中制备单质溴，其中合理的是(

)A.用装置甲制取氯气

B.用装置乙氧化Br－C.用装置丙分离出溴的CCl4溶液

D.用装置丁获得单质溴182453761【解析】

制备Cl2需要浓盐酸，1mol/L盐酸为稀盐酸，A错误；导管应长进短出，B错误；温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，冷凝管中的水为下进上出，D错误。8【答案】

C245376(1)沉淀1的主要成分是__________________。1【解析】

粗食盐水中加入NaOH溶液，可将Mg2＋形成氢氧化镁沉淀，过滤时将难溶性杂质和氢氧化镁沉淀除去。8Mg(OH)2245376(2)过程ⅱ的目的是______________。1(3)过程ⅲ中加入的试剂X为__________，其中涉及的离子方程式为______________________________、_____________________________。8碳酸钠245376(4)整个提纯过程中，未用到的实验仪器是______(填字母)。A.蒸发皿 B.玻璃棒

C.漏斗 D.烧瓶1【解析】

过滤操作所用到的玻璃仪器：玻璃棒、漏斗、烧杯；蒸发结晶需要蒸发皿，因此不需要使用的实验仪器是烧瓶。(5)检验所得到的NaCl晶体中是否含有Na2SO4，实验方案是___________________________________________________________________________________________________________。8D取少量所得氯化钠晶体于试管中，加水溶解，滴加BaCl2溶液再加盐酸，若无白色沉淀生成，则不含Na2SO42453618.(徐州月考)海水是巨大的资源宝库，人类可以从海水中提取各种化工产品。下图是某工厂对海水综合利用的示意图。87245361Ⅰ.氯碱工业a.BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸b.NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaC