課件：海水中的化學元素

1.海水中的鹽主要是NaCl，以NaCl為原料的化學工業(yè)主要是氯堿工業(yè)，主要產(chǎn)品是一酸一堿，既是化工原料又是化學試劑。這里一酸一堿指的是什么？其生產(chǎn)原理是什么？提示：一堿指NaOH，生產(chǎn)原理：電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑一酸指鹽酸，生產(chǎn)原理：H2+Cl22HCl，HCl溶于水即得鹽酸。點燃====通電====2.燃燒一定得有氧氣參與嗎？鎂燃燒后應該用什么滅火呢？提示：燃燒不一定有氧氣參與。氫氣在氯氣中燃燒，鎂在二氧化碳中燃燒等都沒有氧氣參與；由于鎂能夠與二氧化碳反應因此不可用能夠產(chǎn)生二氧化碳氣體的滅火器具來滅火，應該用沙子滅火。3.根據(jù)海水提鎂的流程，討論以下問題：（1）貝殼的用途是什么？其成分發(fā)生了怎樣的變化？提示：貝殼主要成分是碳酸鈣，高溫可以分解為氧化鈣，與水反應生成氫氧化鈣，用于沉淀Mg2+。（2）從海水中的Mg2+到金屬鎂，有哪些化學變化？提示：Mg2+→生成Mg(OH)2沉淀→Mg2+提純→Mg（3）海水提鎂過程中可以采取什么措施來提高經(jīng)濟效益？提示：①就地取材。海水提鎂廠設(shè)在海邊，利用貝殼生產(chǎn)氧化鈣；②循環(huán)利用，提高原料的利用率,電解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取鹽酸，鹽酸再與Mg(OH)2反應進入循環(huán)。例1已知鎂是一種活潑金屬，不僅可以與酸反應，還可以與熱水反應，生成Mg(OH)2沉淀，而且Mg可以在CO2中燃燒生成MgO和C（2Mg+CO22MgO+C）。海水中鎂的含量很大，世界上生產(chǎn)的鎂60%來自海水，海水提鎂需要在海水中加堿［Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓］，經(jīng)沉淀分離后轉(zhuǎn)化為氯化鎂［Mg(OH)2+2H+====Mg2++2H2O］，最終電解得到鎂單質(zhì)［MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑］，根據(jù)上述過程中所涉及的反應，以下說法正確的是點燃====通電====A．Mg在CO2中的燃燒是置換反應B．將沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2的過程，是鎂原子失電子轉(zhuǎn)化為Mg2+C．電解得到鎂的過程可以寫出離子反應方程式，但不是氧化還原反應D．Mg在CO2中燃燒的反應中，CO2既是氧化劑又是還原劑【規(guī)范解答】選A。根據(jù)化學方程式：2Mg+CO22MgO+C，可以看出該反應屬于置換反應，金屬Mg將氧化物中的非金屬置換出來，Mg作還原劑，CO2作氧化劑，因此A選項正確，D選項錯誤；將沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2過程的化學方程式Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O，沒有化合價的變化，無電子得失，因此B選項錯誤；電解得到鎂的過程中有電子的轉(zhuǎn)移，屬于氧化還原反應，因此C選項錯誤。點燃====【互動探究】已知Mg也可在N2中劇烈燃燒3Mg+N2

Mg3N2，將相同質(zhì)量的Mg在足量的氧氣、二氧化碳、氮氣中燃燒，最終產(chǎn)物的質(zhì)量分別為ag、bg、cg，那么三者的大小關(guān)系如何？提示：可以根據(jù)Mg原子守恒，假設(shè)有1mol金屬Mg，燃燒后分別為1mol的MgO；1mol的MgO和mol的C；mol的Mg3N2。然后計算質(zhì)量即可，三者大小關(guān)系為：b>a>c。點燃====不同物質(zhì)燃燒應該用不同的滅火方法（1）油燃燒、金屬鈉燃燒不能夠用水來滅火，應該用沙子；因為油會浮在水面上，繼續(xù)燃燒，鈉與水劇烈反應生成氫氣。（2）金屬鎂、金屬鈉燃燒不能夠用泡沫滅火器和干粉滅火器，二者都能夠產(chǎn)生二氧化碳，金屬鎂可在二氧化碳中燃燒，鈉燃燒產(chǎn)生過氧化鈉，二氧化碳能夠與過氧化鈉反應產(chǎn)生氧氣。（3）酒精在實驗臺上著火，一般用濕抹布蓋滅。1.請結(jié)合溴、碘的性質(zhì)，思考實驗室應該如何保存溴、碘單質(zhì)。（1）溴的保存提示：單質(zhì)溴的保存原則是：密閉、避光、低溫。實驗室中保存溴的做法是：①盛在細口、配有磨砂玻璃塞的棕色玻璃瓶中；②向盛溴的試劑瓶中加入少量的蒸餾水；③將盛溴的試劑瓶在低溫避光處存放。（2）碘的保存提示：碘單質(zhì)在常溫下呈固態(tài)，晶體I2易升華。故通常在保存固體碘時：①盛在廣口玻璃瓶中，用磨砂玻璃塞；②在低溫、避光處存放。2.Br2很容易汽化，汽化后得到紅棕色的氣體，顏色與NO2的類似，如何區(qū)分二者？提示：兩者均具有氧化性，不可以利用氧化性加以鑒別，只能利用在特殊反應中產(chǎn)物的溶解性，即加入AgNO3溶液進行鑒別。3.實驗室中有KCl、KBr、KI三種無色溶液，討論如何將它們區(qū)別開來？提示:方法一：取三份溶液少量，分別加入AgNO3和稀硝酸混合溶液，產(chǎn)生白色沉淀的是KCl，淺黃色沉淀的是KBr，黃色沉淀的是KI。方法二：分別通入適量Cl2，并加CCl4振蕩，CCl4層呈橙色的是KBr，呈紫色的是KI，無現(xiàn)象的是KCl。例2（2010·北京高考改編）為驗證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強弱，某小組用下圖所示裝置進行實驗（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗）。實驗過程：Ⅰ．打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。Ⅱ．當B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時，夾緊彈簧夾。Ⅲ．當B中溶液由黃色變?yōu)樽厣珪r，關(guān)閉活塞a。Ⅳ．………(1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其化學式是__________。(2)驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是__________________。(3)B中溶液發(fā)生反應的離子方程式是___________。(4)為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是_______________。(5)通過上述實驗得出氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性的強弱關(guān)系為_______________?！疽?guī)范解答】（1）A中KMnO4氧化濃鹽酸產(chǎn)生黃綠色氣體Cl2。（2）圓底燒瓶上部的淀粉KI試紙，是為了驗證氯氣的氧化性強于碘，Cl2+2I－

====2Cl－+I2，實驗現(xiàn)象是：淀粉KI試紙變藍。（3）B中是NaBr溶液，Cl2氧化Br－，離子反應是：Cl2+2Br－====2Cl－+Br2。（4）分液漏斗C中NaBr溶液，被氯氣氧化生成單質(zhì)溴，將其放下和下面的KI溶液發(fā)生反應，便可驗證。即打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩。靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色。（5）根據(jù)實驗中的現(xiàn)象，以及氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可以比較出氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。答案：（1）Cl2（2）淀粉KI試紙變藍（3）Cl2+2Br－

====2Cl－+Br2（4）打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩。靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色（5）氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱【互動探究】試討論本題中，過程Ⅲ實驗的目的是什么？提示：過程Ⅲ實驗的目的是確認C的黃色溶液中無Cl2，否則Cl2也能氧化KI溶液，對實驗造成干擾。1.氯、溴、碘單質(zhì)的化學性質(zhì)比較

Cl2、Br2、I2都是強氧化劑，都能跟金屬、非金屬、水、強堿、鹽、某些還原劑發(fā)生反應生成相應的鹵化物，且依Cl2→Br2→I2的順序，其氧化性逐漸減弱，按照Cl-→Br-→I-的順序，其還原性逐漸增強。2.鹵化銀萃取與物質(zhì)的分離萃取是物質(zhì)分離的常用方法之一。萃取和分液往往結(jié)合進行，所用主要儀器是分液漏斗。探究:1.分液漏斗使用前，要注意哪些問題？提示：（1）要潔凈。（2）檢漏：包括瓶塞處和活塞處。瓶塞處漏液要更換瓶塞，活塞處漏液須涂抹凡士林。2.用酒精能否萃取溴水中的Br2？萃取劑的選擇應遵守哪些原則？提示：不能。因為酒精和水互溶。萃取劑的選擇原則：（1）萃取劑與溶質(zhì)不能反應；（2）萃取劑與原溶劑互不相溶；（3）溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要大于其在原溶劑中的溶解度。3.已知苯是有機溶劑，密度比水小，不溶于水。向分液漏斗中碘水里加入足量苯，振蕩靜置后，上下兩層分別呈什么顏色？提示：苯能萃取碘水中的I2，苯的密度比水小，故上層呈紫紅色，下層呈無色。4.用四氯化碳萃取溴水中的Br2，振蕩、靜置液體分層后，怎樣把分液漏斗中的液體取出？提示：為了使分離盡量徹底，下層液體從下口放出后，及時關(guān)閉活塞，上層液體從上口倒出。5.怎樣進一步分離碘的苯溶液中的I2和苯？提示：由于苯的沸點較低，易揮發(fā)，用蒸餾的方法分離出苯，燒瓶中可得到I2。

1.下列海水中的元素中，對其用途的敘述不正確的是()A.鋰是熱核反應的重要材料之一B.碘用于醫(yī)藥制碘酒，食鹽加碘可預防甲狀腺腫大C.鎂用于制造飛機、汽車、火箭，有“國防金屬”的美譽D.鈾是制造原子彈和氫彈的主要原料【解析】選D。鈾可以用作核燃料，也是制造原子彈的主要原料，但不是制造氫彈的原料。2.鎂條在二氧化碳中劇烈燃燒，瓶壁有黑點和白色粉末，不能說明()A.二氧化碳顯氧化性B.二氧化碳中含有碳元素C.二氧化碳是酸性氧化物D.助燃和不助燃是相對的【解析】選C。根據(jù)反應2Mg+CO22MgO+C可知，CO2是氧化劑，顯氧化性；瓶壁上的黑點說明有碳生成，因而說明CO2中含碳元素。通常CO2是滅火劑，但此時鎂條在CO2中卻可燃燒，說明助燃和不助燃是相對的。點燃====3.（2011·濟南高一檢測）下列保存試劑的方法不正確的是()A.液溴保存在試劑瓶中需加一些水B.將鈉保存在煤油中C.溴化銀避光隔熱保存D.過氧化鈉保存在敞口瓶中【解析】選D。液溴易揮發(fā)，宜采用水封；金屬鈉保存在煤油中隔絕空氣；溴化銀受熱或見光分解。4.欲將固體碘與食鹽的混合物分離開，最好的方法是()A.溶解、過濾B.溶解、過濾、蒸發(fā)C.溶解、加AgNO3、過濾D.加熱升華【解析】選D。碘單質(zhì)受熱升華而氯化鈉受熱不分解，因此可以用加熱升華的方法來分離固體碘與氯化鈉。5.（2011·遵義高一檢測）向裝有碘水的試管中加CCl4振蕩，靜置后，你觀察到的現(xiàn)象()A．上層幾乎無色，下層紫紅色B．上層紫紅色，下層幾乎無色C．上層幾乎無色，下層橙色D．不分層，紫紅色【解析】選A。碘單質(zhì)易溶于有機溶劑且CCl4的密度比水的密度大，因此紫紅色在下層，水層呈現(xiàn)無色，在上層。6.某學生往一支試管里按一定次序分別加入下列幾種物質(zhì)：A.KI溶液，B.淀粉溶液，C.NaOH溶液，D.氯水。發(fā)現(xiàn)溶液顏色按下面次序變化：①無色→②棕黃色→③藍色→④無色。依據(jù)溶液顏色的變化回答下列問題：（1）加入以上藥品的順序是_________。（2）寫出①→②的化學方程式，若為氧化還原反應，請標明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_____________。（3）寫出③→④的化學反應方程式______________?！窘馕觥咳芤猴@棕黃色，說明溶液中有I2生成，氯水和KI溶液反應生成I2，而氯水顯淺黃綠色，故①為KI溶液，②為氯水，溶液顯藍色是由于淀粉遇I2形成的，故③為淀粉溶液；又由于I2+2NaOH====NaI+NaIO+H2O，加入NaOH后I2逐漸消失，藍色將逐漸退為無色，故④為NaOH溶液。答案：（1）A→D→B→C（2）（3）I2+2NaOH====NaI+NaIO+H2O一、選擇題（本題包括6小題，每小題4分，共24分）1.在我們的日常生活中出現(xiàn)了“加碘食鹽”、“增鐵醬油”、“高鈣牛奶”、“富硒茶葉”、“含氟牙膏”等商品。這里的碘、鐵、鈣、硒、氟，應理解為()A.單質(zhì)B.分子C.元素D.氧化物【解析】選C。加碘食鹽中添加的是KIO3，是碘元素的化合態(tài)，增鐵醬油、高鈣牛奶、富硒茶葉，含氟牙膏中的鐵、鈣、硒、氟等指的是化合態(tài)的各元素。故A、B、D不正確。2.（2011·安慶高一檢測）從海水中提取鎂，可按如下步驟進行：①把貝殼制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、過濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應，結(jié)晶過濾、在HCl氣體氛圍中干燥產(chǎn)物；④將得到的產(chǎn)物熔融電解得到鎂。下列說法不正確的是()A．此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富B．①②③步驟的目的是從海水中獲取MgCl2C．提取鎂的過程涉及化合、分解、置換反應D．第④步電解時，還會產(chǎn)生副產(chǎn)品氯氣【解析】選C。海水中含有相對較多的鎂離子，海岸邊有較多的貝殼可以成為制造石灰乳的原料，因此原料來源廣泛；通過步驟①②③從海水中將鎂離子轉(zhuǎn)化為氯化鎂；提取鎂的過程中并未涉及置換反應；電解熔融氯化鎂的化學方程式為MgCl2Mg+Cl2↑。通電====3.（2011·天水高一檢測）已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應放出氯氣，現(xiàn)按下圖進行鹵素的性質(zhì)實驗。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應一段時間后，對圖中指定部位顏色描述正確的是()【解析】選A。各處發(fā)生的反應及現(xiàn)象分別為：①KClO3+6HCl(濃)====KCl+3Cl2↑+3H2O產(chǎn)生黃綠色氣體②2NaBr+Cl2====2NaCl+Br2Br2溶于水顯橙色③2KI+Cl2====2KCl+I2

淀粉遇I2變藍色④Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O兩種鹽的水溶液都無顏色，故棉球顯白色。4.將KCl和KBr混合物13.4g溶于水配成500mL溶液，通入過量的氯氣充分反應后，蒸干溶液得固體物質(zhì)11.175g，則配制的溶液中K+、Cl-、Br-的物質(zhì)的量濃度之比為()A.1∶2∶3B.3∶2∶1C.1∶3∶2D.2∶3∶1【解析】選B。此題從表面看計算量比較大，但是仔細審題會發(fā)現(xiàn)水溶液是呈電中性的，根據(jù)陽、陰離子所帶正、負電荷相等，即可解決。看每個選項是否符合正負電荷相等就行，如B選項K+

為3、Cl-和Br-為3，正負電荷相等。A、C、D正負電荷均不相等?！九e一反三】在KCl和K2CO3混合溶液中加入氯化鋇溶液至沉淀不再生成時靜置過濾得到干燥的固體mg，在濾液中又加入足量硝酸銀溶液，靜置過濾，又得到干燥的固體ng，則原溶液中K+

、Cl-、CO32-的個數(shù)之比是()A.5∶1∶2B.3∶1∶2C.4∶3∶1D.3∶1∶4提示：選A。據(jù)溶液中電荷守恒可知：n(K+)=n(Cl-)+2n(CO32-)，正電荷之和等于負電荷之和的只有選項A。5.下列敘述正確的是()A.碘易升華，所以要保存在鐵蓋旋緊的試劑瓶中B.液溴應保存在磨口玻璃塞棕色細口試劑瓶中，并加入少量水進行水封C.碘易溶于酒精，所以可用酒精從碘水中將碘萃取出來D.可用加熱的方法將碳酸氫鈉中混有的少量碘除去【解析】選B。碘易升華，生成的碘蒸氣可將鐵氧化成碘化亞鐵，因此A選項錯誤；溴易揮發(fā)，水封可減緩揮發(fā)，放在磨口玻璃塞的棕色瓶中，可防止HBrO見光分解。一般液體藥品盛在細口瓶中，固體藥品盛放在廣口瓶中，因此B選項正確；酒精不能夠用作萃取劑，萃取碘水中的碘的試劑必須和水互不相溶，因此C選項錯誤；碳酸氫鈉在受熱時分解，因此D選項錯誤?！疽?guī)律方法】實驗室中常用試劑的保存方法（1）固體用廣口瓶，液體用細口瓶。（2）見光易分解的用棕色瓶。如：HClO、AgCl、AgBr、AgI、AgNO3、濃硝酸以及用水封的液溴等。（3）酸性、強腐蝕性、強氧化性以及有機溶劑用玻璃塞，堿性的用橡膠塞。（4）受熱易分解的要低溫保存。（5）白磷、溴要用水封，少量的鈉保存在煤油中。（6）易揮發(fā)的，與空氣反應的要密封保存。6.(雙選)某無色氣體可能含有HCl、HBr、SO2

、CO2

中的一種或幾種。將氣體通入到適量氯水中，恰好完全反應，不再剩余氣體。將所得的無色溶液分裝在兩個試管中，分別加入酸化的AgNO3溶液和酸化的BaCl2溶液，均產(chǎn)生白色沉淀。則正確的是()A．原氣體中一定有SO2,一定無HBrB．原氣體中可能有SO2C．原氣體中一定有HClD．不能確定有無HCl,但一定無CO2【解析】選A、D。將氣體通入到適量氯水中，恰好完全反應，不再剩余氣體并且得到無色溶液，由此判斷肯定沒有CO2，HBr，向無色溶液中加入酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明有硫酸根離子，硫酸根離子來自于SO2，因此肯定有SO2，加入酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，氯離子可能來自于氯水，因此無法斷定有沒有HCl。二.非選擇題（本題包括2小題，共26分）7.(12分)（2011·莆田高一檢測）海水是取之不盡用之不竭的化學資源,從海水中可提取多種化工原料,下圖是某化工廠對海水資源綜合利用的示意圖?；卮鹣铝袉栴}：（1）請寫出電解食鹽水的化學方程式___________（2）母液中含有K+、Na+、Mg2+等陽離子，從圖中可看出對母液進行一系列的加工可制得金屬鎂。①在母液中加入石灰乳所起的作用是：_________；②石灰乳是生石灰與水作用形成的化合物，從充分利用當?shù)睾Ｑ蠡瘜W資源，提高生產(chǎn)與經(jīng)濟效益的角度考慮，生產(chǎn)生石灰的主要原料是____________；③電解熔融氯化鎂的化學方程式是______________；④電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環(huán)境里冷卻后可得固態(tài)的金屬鎂，下列物質(zhì)中可以用作鎂蒸氣的冷卻劑的是（填寫代號）______。A.H2B.CO2C.空氣D.Ar

(3)在該化工廠中，海水提取氯化鈉后的母液經(jīng)過提取氯化鎂后又形成了新的母液，向新母液中加入氯氣，又制取了重要的化工原料溴單質(zhì)。①生成溴單質(zhì)的化學反應的離子方程式是__________，在化工生產(chǎn)中會向其中鼓入熱空氣將溴單質(zhì)從混合物中分離，而在實驗室中將溴單質(zhì)從混合物中分離出來應采用__________。②以下是對生產(chǎn)溴單質(zhì)所用的氯氣尋找貨源的設(shè)想，其中合理的是_______（填寫代號）。A.從外地購買B.在當?shù)匦陆ㄉa(chǎn)廠C.從本廠生產(chǎn)燒堿處循環(huán)D.從本廠生產(chǎn)鎂單質(zhì)處循環(huán)【解析】(1)電解飽和食鹽水的化學方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。（2）母液中存在Mg2+，加入石灰乳后，提供OH-，使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀而分離；海邊貝殼較多，且主要成分為碳酸鈣，因此可以綜合利用海邊的貝殼來生產(chǎn)生石灰；電解熔融氯化鎂的化學方程式為MgCl2Mg+Cl2↑；鎂蒸氣在某氣體中冷卻，則該氣體必須在高溫下不與鎂反應，而高溫下氧氣、