第三单元海水中的化学课时1海洋化学资源及其利用

课时1海洋化学资源及其利用教材知识回顾知识点1海水中的物质1.海洋物质之最含量最多的物质________含量最多的盐________最多的金属离子________最多的非金属离子________最多的元素________最多的金属元素________水

NaClNa+Cl氧元素钠元素2.海水制镁(1)原理:加入石灰乳使海水中含量较低的MgCl2变为Mg(OH)2沉淀,过滤后加入盐酸制备MgCl2,再经过蒸发、干燥制备无水氯化镁,最后电解熔融MgCl2制得镁。(2)流程:反应过程中涉及的化学方程式及其基本反应类型。

①MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2

复分解反应②Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O复分解反应③MgCl2

Mg+Cl2↑分解反应特别提醒➡(1)从海水中提取MgCl2经历了“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”的过程,目的是__________________________。

(2)海水提取镁过程中,一般不用NaOH代替石灰乳,原因是_____________________。(3)利用苦卤制镁比直接向海水中加入石灰乳的优势:苦卤中氯化镁浓度高,杂质少。富集提纯海水中的氯化镁

NaOH价格高,腐蚀性强

3.海底矿物(1)海底矿物常规化石燃料________、________、________新型矿产资源天然气水合物(又称“________”)

海底金属矿物多金属结核,也称锰结核(2)海洋污染及保护

污染源工业废水、农业废水、生活污水保护措施海洋环境立法,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煤

石油

天然气

可燃冰

知识点2海水淡化1.规模化和产业化淡化海水膜法(反渗透法)利用______________不同分离

热法(多级闪急蒸馏法)利用________不同分离

粒子直径大小

沸点

2.淡化海水

方法蒸馏法膜法(反渗透法)图示

原理利用海水中各物质沸点不同利用海水中各物质粒子直径不同实验步骤①蒸干大试管中的海水,观察有晶体析出;②得到淡水后,向小试管的冷凝水中加入几滴硝酸银溶液,观察到现象为____________①给右侧海水加压;②加压后与加压前相比,各个量的变化:

溶质质量溶剂质量溶质质量分数无明显现象

不变

变小变大知识点3海水“晒盐”原理________结晶,即海水经日晒、风吹等,使水分蒸发至形成氯化钠的________溶液,析出氯化钠晶体

流程

注意“母液”是晶体析出后剩余的溶液,是氯化钠的________(填“饱和”或“不饱和”)溶液

蒸发

饱和

饱和

知识点4粗盐的提纯1.海水晒盐得到的粗盐中往往含有可溶性杂质(如____________________等)和不溶性杂质(如泥沙等),必须对其进行分离和提纯,才能用于工业生产和人们的日常生活。

2.粗盐的提纯过程:先将粗盐晶体溶解在水中,经________将粗盐中的难溶性杂质除去后,再通过________得到比较纯净的食盐晶体,这样得到的食盐晶体中仍含有较多的可溶性杂质,可利用化学方法将它们除去。(详见核心实验突破)

MgCl2、CaCl2、Na2SO4过滤

蒸发结晶

知识点5海水“制碱”1.氨碱法制纯碱流程

反应原理_____________________________________________、_____________________________________________优缺点优点:原料经济易得,二氧化碳和氨气可以循环使用,能连续生产。缺点:回收氨时产生大量的氯化钙用处不大,污染环境NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑特别提醒➡(1)在制碱过程中向过滤出NaHCO3晶体后的氯化铵溶液中加入熟石灰以回收氨,使之循环使用。化学方程式:____________________________________________。

(2)氨碱法生产纯碱的过程中,先向饱和食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳的目的:_____________________________________________________________________________________。

(3)氨气的作用:增大二氧化碳的吸收量(或媒介作用)。(4)碳酸氢钠比氯化铵首先析出的原因:___________________________。2NH4Cl+Ca(OH)2═CaCl2+2NH3↑+2H2O

饱和氨盐水显碱性,二氧化碳与水反应生成碳酸,酸碱发生中和反应,可以吸收更多的二氧化碳相同条件下,碳酸氢钠比氯化铵的溶解度小

2.侯氏制碱法(1)1926年,我国化学家________在氨碱法的基础上,创立了更为先进的联合制碱法——侯氏制碱法。

(2)与氨碱法制纯碱相比的改进:向过滤出NaHCO3晶体后的NH4Cl溶液中加入食盐,使其中的NH4Cl单独结晶析出。(3)优点:单独析出的NH4Cl可用作氮肥,NaCl溶液可循环使用。侯德榜

核心实验突破实验1除去粗盐中难溶性杂质1.实验原理:利用泥沙难溶于水而氯化钠________溶于水的性质,采用________的方法除去难溶性杂质。

易

过滤

2.实验步骤实验过程中涉及的操作如下图:步骤操作________称量粗盐3g,加水溶解并用玻璃棒不断搅拌,直到粗盐不再溶解为止________将粗盐水用玻璃棒引入过滤器,若滤液浑浊应______________________将过滤后的澄清液倒入蒸发皿中,边加热边用玻璃棒搅拌,当有______________时停止加热,利用余热将其蒸干

计算产率用玻璃棒将蒸发皿中得到的固体转移到滤纸上,称量其质量为2.7g,则产率为________溶解

过滤

重复过滤,直到澄清

蒸发

较多固体出现

90%3.偏差分析通过计算发现产率明显偏高,可能的原因:(1)过滤时漏斗内液面超过滤纸边缘;(2)滤纸破损;(3)蒸发结晶时未充分蒸干。4.构建思维模型小

大5.注意事项(1)过滤操作后滤液仍浑浊,可能的原因:①滤纸破损;②过滤时液面高于滤纸边缘;③仪器不干净等。(2)蒸发操作①蒸发溶液时要注意倒入蒸发皿里的溶液以不超过蒸发皿容积的1/3为宜,倒入过多溶液,加热至沸腾时易迸溅。②蒸发皿中的液体不能蒸干,以防食盐晶体迸溅。提分点睛➡在三步操作中都会用到玻璃棒,作用分别是:①溶解中:_________________________________________;

②过滤中:_________________________________________;

③蒸发中:_________________________________________。

搅拌,加速溶解引流,防止液滴飞溅搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅一题多设问【例1】小文同学做粗盐(含难溶性杂质)提纯的实验并计算精盐产率,下图是部分操作示意图,请回答:(1)操作②过滤后,滤液仍然浑浊,可能的原因是_____________(填一条)。(2)操作③中用玻璃棒搅拌的目的是_______________________________。(3)图示中正确的操作顺序为________(填序号)。

(4)操作①溶解过程中有部分液体溅出,会使所得精盐的产率________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

滤纸破损

防止局部温度过高,造成液滴飞溅

④①②③

偏低

【实验拓展】(5)工业上制备粗盐时,采用晒盐或煮盐的方法,通过蒸发盐溶液中水分使之浓缩结晶,而不采用降低溶液温度的方法来达到同一目的的理由是____________________________________。

(6)实验小组的同学建议在“过滤”操作前增加“溶液静置”的过程,其目的是___________________________________________________。

(7)该实验得到的盐________(填“是”或“不是”)纯净物,理由:________。

氯化钠的溶解度受温度影响较小

使不溶物沉降,避免堵塞滤纸的小孔,加快过滤速率

不是

过滤只能除去粗盐中的难溶性杂质,不能除去可溶性杂质

实验2除去粗盐中可溶性杂质1.实验原理粗盐中的可溶性杂质包括CaCl2、MgCl2以及Na2SO4等,故需用化学方法除去________、________和________等杂质离子后才能得到精盐水,最后经蒸发结晶即得到较为纯净的氯化钠晶体。

Ca2+Mg2+

加入的除杂试剂作用化学方程式过量BaCl2溶液完全除去S_____________________________过量NaOH溶液完全除去Mg2+_____________________________过量Na2CO3溶液完全除去Ca2+和过量的Ba2+_____________________________;

_____________________________适量稀盐酸

完全除去过量的_____、__________________________________;

_____________________________BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaClMgCl2+2NaOH═Mg(OH)2↓+2NaClCaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaClBaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl

NaOH+HCl═NaCl+H2ONa2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑(3)除杂时加入试剂的顺序及操作

NaOH、BaCl2、Na2CO3BaCl2、Na2CO3、NaOHBa(OH)2无

一题多设问【例2】食盐中含MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质,其精制的工艺流程如下,请回答相关问题:(1)沉淀A是________________(填化学式,下同)。

(2)步骤④中,加入过量BaCl2溶液的目的是______________________。

(3)步骤⑥中,加入过量Na2CO3溶液后发生反应的化学方程式为_________________________________

(任写一个);滤液丙的溶质成分是____________________。

(4)步骤⑧中,若加入稀盐酸过量对除杂________(填“有”或“没有”)影响,原因是________________________________________________________。

(5)步骤④⑥的顺序______(填“能”或“不能”)对调,原因是______________。(6)最终称量所得精盐质量_______(填“>”“<”或“=”)原食盐中氯化钠的含量,原因是_____________________________________。

Mg(OH)2除去滤液甲中的Na2SO4CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaClNa2CO3、NaOH、NaCl没有

盐酸具有挥发性,过量的盐酸在蒸发结晶过程中因挥发而被除去

不能

过量的BaCl2无法被除去

>除杂过程中有新的氯化钠生成

【拓展设问】(7)上述杂质去除流程中,加入试剂的顺序还可以是________(写序号,如②④⑥⑧)。

(8)步骤②和步骤④所加试剂可用另一种试剂代替,该试剂的名称是____________。

④②⑥⑧

氢氧化钡溶液

核心考点过关考点1海水中的物质1.(2024·滨州)海洋是人类千万年来取之不尽,用之不竭的资源宝库。下列关于海洋中物质的说法正确的是()A.“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣和废气B.海水“晒盐”后剩余的母液一定是氯化钠的不饱和溶液C.海水淡化只能得到淡水,剩余物质不再有任何利用价值D.海水中溶有大量的盐类,其中含量最多的盐是氯化镁A2.(2024·扬州)海洋是宝贵的资源。下列说法不正确的是()A.海水中含有丰富的矿物质

B.海水经过滤可获得饮用水C.海水经蒸发可获得粗盐

D.利用海洋潮汐能可以发电3.(2024·重庆)海水含有丰富的化学资源,下列关于海水的说法中不正确的是()A.海水蒸发说明水分子在不断运动B.海水占全球总储水量的绝大多数C.蒸馏可以从海水中获得淡水D.相同条件下海水的导电能力比纯水弱BD4.(2024·淄川一模)海洋是一座资源宝库。下列对海洋化学资源利用的有关叙述错误的是()A.利用多级闪急蒸馏法淡化海水B.利用蒸发结晶的方法从海水中提取食盐C.利用向海水或卤水中加入石灰乳的方法将海水中的Mg2+富集沉淀出来D.利用海底蕴藏的大量“可燃冰”作燃料,以它为燃料不会加剧温室效应D5.(2024·凉山州节选)镁铝合金广泛应用于航空领域,大量的镁是从海水蒸发结晶得到粗盐后的苦卤水中提取的,下图是工业制镁的主要流程。(1)请写出步骤1中发生反应的化学方程式:________________________。

(2)已知试剂a是一种常见的酸,请写出它的名称:________。

2NaOH+MgCl2═Mg(OH)2↓+2NaCl稀盐酸

6.(2024·巴中)海洋是一个巨大的资源宝库。广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁,就是利用从海水中提取的镁盐制取的。如图是模拟从海水中制取镁的简易流程。根据流程回答下列问题:(1)步骤①得到的母液是氯化钠的_______(选填“饱和”或“不饱和”)溶液。(2)步骤②操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_________。(3)步骤②中加入氢氧化钠溶液需过量的目的是____________________。(4)写出步骤③中反应的化学方程式:_____________________________。(5)市场调研发现,Ca(OH)2的价格远低于NaOH,更适用于实际工业生产。在步骤②中,若要制得580tMg(OH)2,理论上至少需要加入Ca(OH)2的质量是________。

饱和

漏斗

使氯化镁完全反应

Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2O740t考点2海水淡化7.(2024·烟台)海洋是巨大的资源宝库,下图是从海水中获取淡水的简易装置。下列说法错误的是()

A.水杯中的水是淡水B.该过程中水分子大小发生改变C.该过程中用到蒸馏的方法D.获取淡水的快慢与温度有关B8.(2024·沂源模拟)海洋是人类未来开发利用资源的主要场所。下列操作不能用来淡化海水的是()A.过滤B.蒸馏

C.使海水结冰脱盐 D.多级闪急蒸馏9.(2024·扬中市二模)采用膜分离技术可淡化海水。原理如图所示。(1)能透过淡化膜的粒子是__________(填“水分子”或“溶质离子”)。(2)加压后右侧海水溶质质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。

A水分子

增大考点3海水“晒盐”10.(2024·苏州)在“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中,所涉及的下列实验操作不规范的是()C11.(2024·揭阳模拟)下列对海水晒盐的有关叙述正确的是()A.海水晒盐得到的食盐是纯净物B.海水晒盐后的溶液是氯化钠的不饱和溶液C.利用光照分解海水,从而得到食盐D.氯化钠的溶解度受温度变化影响不大,利用蒸发的方法使食盐结晶析出D考点4粗盐的提纯12.(2024·番禺模拟)海水“晒盐”得到的粗盐中常含有难溶性杂质和氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。为除去可溶性杂质,进行如下图所示实验操作。下列说法正确的是()A.步骤①和②的顺序不能颠倒B.加入过量氢氧化钠溶液的目的是除尽Mg2+C.步骤③中所得沉淀的成分只含有碳酸钙D.步骤④中只发生了中和反应B13.(2024·河南)粗食盐中含有泥沙和MgCl2、CaCl2、Na2SO4

杂质。某同学将粗食盐样品溶解、过滤,除去泥沙后,取粗食盐水按以下流程进行提纯。(1)溶解、过滤、蒸发操作中都用到的一种玻璃仪器是________。

(2)固体X中所含的难溶物有BaSO4、Mg(OH)2、________和BaCO3。

(3)加入盐酸的目的是除去溶液Y中的两种杂质,这两种杂质是________。

玻璃棒

CaCO3NaOH和

Na2CO314.(2024·湖北)某工厂在粗盐的提纯过程中产生了大量的“盐泥”[主要成分为Mg(OH)2、BaSO4和NaCl]。利用“盐泥”制备硫酸镁晶体的工艺流程如下图所示。已知:两种物质在不同温度时的溶解度如下表。

温度/℃020406080NaCl溶解度/g35.736.036.637.338.4MgSO4溶解度/g22.033.744.554.655.8(1)20℃时,NaCl的溶解度为________g。

(2)“反应器”中反应的化学方程式为_______________________________。(3)“过滤器1”产生的“滤渣”为________。

(4)“结晶槽”中获得硫酸镁晶体的方法是________结晶。

(5)从结晶槽中获得的硫酸镁晶体表面附着有杂质,需用试剂洗去。为避免晶体损失,最适宜的洗涤试剂是__________________。

36.0Mg(OH)2+H2SO4═MgSO4+2H2OBaSO4冷却

饱和硫酸镁溶液

考点5海水“制碱”15.我国著名化工专家侯德榜发明了联合制碱法,为纯碱工业的发展做出了杰出的贡献。纯碱是指()A.NaOH B.Ca(OH)2C.Na2CO3 D.CaCO3C16.(2024·长春)侯德榜先生发明了侯氏制碱法,部分操作及原理如下:步骤操作原理130℃时,将NH3、CO2依次通入饱和NaCl溶液NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl2过滤,加热NaHCO3固体2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑根据图表相关信息,下列说法正确的是()A.NaCl的溶解度大于NH4Cl的溶解度B.30℃时,NaCl饱和溶液中溶质的质量分数为36.3%C.NaHCO3析出的原因:生成的质量大于其能溶于水的质量D.在步骤2中,过滤后所得到的滤液中不含NaHCO3C17.(2024·重庆)侯德榜是我国化工先驱,他打破了西方国家对工业制备纯碱(Na2CO3)的技术垄断。其制碱原理中的某步反应为NaCl+H2O+CO2+NH3═NH4Cl+X↓。(1)纯碱属于________(填“酸”“碱”或“盐”),X的化学式为____________。

(2)NaCl中的阳离子为________(填符号),产物中属于氮肥的是________(填名称)