【課件】從海水中提取鎂和從海帶中提取碘++課件高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊(cè)

第三單元海洋化學(xué)資源的綜合利用第2課時(shí)從海水中提取鎂和從海帶中提取碘教學(xué)目標(biāo)1.能夠從模型認(rèn)知視角掌握從海水中提取鎂、碘單質(zhì)的工藝流程。2.能夠從實(shí)驗(yàn)探究角度掌握鎂、碘及其化合物的性質(zhì)。一、從海水中提取鎂和從海帶中提取碘1.從海水中提取鎂。(1)提取流程:(2)涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。①利用貝殼制取石灰乳(寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式):③提取MgCl2:化學(xué)方程式:Mg(OH)2+2HCl══MgCl2+2H2O。離子方程式:Mg(OH)2+2H+══Mg2++2H2O。④制取金屬鎂:2.從海帶中提取碘的主要工藝。工業(yè)上不直接由海水提取碘,而是以具有富集碘能力的海藻(如海帶等)為原料提取碘。工業(yè)上從海帶中提取碘的生產(chǎn)過(guò)程如圖:向?yàn)V液中通入適量的氯氣,使濾液中的碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì),則反應(yīng)的離子方程式為2I-+Cl2══I2+2Cl-。

二、鎂的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.鎂的存在。自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中。2.鎂的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。(1)鎂的原子結(jié)構(gòu)。鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)___________,鎂原子最外層有2個(gè)電子,在化學(xué)反應(yīng)中容易失去最外層電子,形成鎂離子。(2)鎂的物理性質(zhì)。鎂是銀白色金屬,密度小。鎂合金硬度和強(qiáng)度都較大。(3)鎂的化學(xué)性質(zhì)。鎂是一種較活潑的金屬,具有較強(qiáng)的還原性。可以與某些非金屬單質(zhì)、酸、鹽以及某些氧化物反應(yīng)。a.鎂條在O2中燃燒,發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,生成白色固體物質(zhì)。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+O22MgO。b.鎂條能與N2反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Mg+N2Mg3N2。c.鎂與酸的反應(yīng):鎂是活潑金屬,能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)放出H2,反應(yīng)的離子方程式為Mg+2H+══Mg2++H2↑。d.鎂能在CO2中燃燒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+CO22MgO+C。3.鎂的用途。(1)鎂合金廣泛用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等。(2)制造信號(hào)彈和焰火。(3)氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。1.工業(yè)上通過(guò)電解熔融MgCl2得到金屬鎂,工業(yè)上能不能通過(guò)電解熔融MgO來(lái)獲得金屬鎂?提示:不能。因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本。2.鎂在空氣中燃燒只能生成MgO嗎?鎂著火時(shí)能用干冰滅火器滅火嗎?為什么?提示:鎂在空氣中燃燒會(huì)得到MgO、Mg3N2的混合物。不能。鎂可以在二氧化碳中燃燒,所以不能用干冰滅火器,可以用沙子蓋滅。3.人體缺碘時(shí)容易患甲狀腺腫大,我國(guó)從1994年開(kāi)始推行全民食用加碘鹽工程,對(duì)抑制碘缺乏病成效顯著。加碘鹽中碘是以游離態(tài)還是化合態(tài)的形式存在?主要成分是什么?提示:加碘鹽中的碘主要以碘酸鉀的形式存在,所以其為化合態(tài)。課堂檢測(cè)1.已知MgO、MgCl2的熔點(diǎn)分別為2800℃、604℃,將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解,都可得到金屬鎂。從海水中提取金屬鎂,正確的方法是(

)。D解析:從海水中提取鎂時(shí),首先用石灰乳將海水中的Mg2+沉淀出來(lái),然后再用鹽酸將其溶解得到MgCl2溶液,將MgCl2溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到MgCl2·6H2O,將MgCl2·6H2O在一定條件下加熱得到無(wú)水MgCl2,電解熔融的MgCl2可以得到金屬M(fèi)g。2.海帶中含碘元素,有人設(shè)計(jì)了以下步驟來(lái)提取碘:①通足量氯氣②將海帶燒成灰,向灰中加水?dāng)嚢琚奂尤隒Cl4,振蕩④過(guò)濾⑤用分液漏斗分液。合理的操作順序?yàn)?

)。A.②④①③⑤ B.②①③④⑤C.①③⑤②④ D.③①②⑤④答案:A解析:向海帶灰中加水后進(jìn)行過(guò)濾,然后利用氧化還原反應(yīng)的原理使濾液中的碘從化合態(tài)變成游離態(tài),最后用有機(jī)溶劑萃取出碘單質(zhì)并分液。3.世界上60%的鎂是從海水中提取的,其提取步驟如下:①把貝殼燒制成生石灰;②向海水中加入生石灰,過(guò)濾,洗滌沉淀物;③將沉淀物與鹽酸反應(yīng),結(jié)晶、過(guò)濾;④在氯化氫熱氣流中加熱晶體;⑤電解上述所得鹽(熔融條件下)。下列說(shuō)法正確的是(

)。A.向洗滌液中滴加碳酸鈉溶液可檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈B.上述變化過(guò)程中包括了分解、化合、復(fù)分解、置換四種反應(yīng)類(lèi)型C.在氯化氫熱氣流中加熱晶體發(fā)生的物理變化D.步驟⑤也可以采用電解該鹽水溶液的方法A4.等質(zhì)量的金屬鎂分別在下列氣體中充分燃燒:①O2、②CO2、③N2、④空氣,燃燒后固體的質(zhì)量分別是W1g、W2g、W3g、W4g,試比較它們的大小:

。

答案:W2>W1>W4>W3問(wèn)題引領(lǐng)1.常溫下氯氣為氣體,溴為液體,碘為固體,由此可得出什么結(jié)論?提示:按Cl→Br→I的順序,其單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸升高,故常溫下,Cl2、Br2、I2的狀態(tài)變化為氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)。探究任務(wù)Cl2、Br2、I2的性質(zhì)比較2.根據(jù)化學(xué)方程式Cl2+2KBr══2KCl+Br2,Cl2+2KI══2KCl+I2,Br2+2KI══2KBr+I2可得出什么結(jié)論?提示:三個(gè)反應(yīng)均是氧化還原反應(yīng),可知,氧化性:Cl2>Br2>I2,還原性:I->Br->Cl-。Cl2、Br2、I2的性質(zhì)比較1.Cl2、Br2、I2的物理性質(zhì)。(1)相似性:①單質(zhì)都有特殊顏色;②都能溶于水,但溶解度有差異;③都易溶于有機(jī)溶劑,在有機(jī)溶劑中都顯示特殊顏色。(2)遞變性(按Cl→Br→I順序):①單質(zhì)的顏色逐漸加深;②熔、沸點(diǎn)逐漸升高,常溫下的狀態(tài)變化為氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài);③密度逐漸增大。(3)特性:氯氣易液化,溴易揮發(fā),碘易升華。(4)Cl2、Br2、I2在水及有機(jī)溶劑CCl4中的顏色

2.Cl2、Br2、I2的化學(xué)性質(zhì)。(1)相似性:①都能與絕大多數(shù)的金屬化合;②都能與H2反應(yīng)生成HX(X=Cl、Br、I,下同),HX都易溶于水且都是強(qiáng)酸;③都能與水和堿液反應(yīng):X2+H2O══HX+HXO,X2+2NaOH══NaX+NaXO+H2O;④水溶液都有氧化性。(2)遞變性(按Cl→Br→I順序):①氧化性依次減弱:Cl2>Br2>I2,如分別與Fe反應(yīng),產(chǎn)物分別為FeCl3、FeBr3、FeI2;還原性:Cl-<Br-<I-;②與H2反應(yīng)由易到難,氫化物的穩(wěn)定性依次減弱;③與水反應(yīng)的程度依次減弱。(3)特性:淀粉溶液遇I2變藍(lán)色。3.鹵素離子的檢驗(yàn)方法。(1)AgNO3溶液——沉淀法。(2)置換——萃取法。

(3)置換——淀粉法檢驗(yàn)I-。

典例【例題】

(1)向溴化鈉溶液中通入適量的氯氣,產(chǎn)生的現(xiàn)象是

,反應(yīng)的化學(xué)方程式是

;向碘化鉀溶液中加入適量的溴水,產(chǎn)生的現(xiàn)象是

,反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

(2)由上述兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)可知,Cl2、Br2、I2三種單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱的關(guān)系是

;這樣的化學(xué)反應(yīng)原理,在海水的綜合利用中的應(yīng)用是

。

(3)下列海產(chǎn)品中可以考慮用于工業(yè)上大量地提取碘的是

。

①貝殼②紫菜③魚(yú)④海帶答案:(1)溶液由無(wú)色變?yōu)槌壬獵l2+2NaBr══Br2+2NaCl溶液由無(wú)色變?yōu)樽攸S色Br2+2KI══I2+2KBr(2)Cl2>Br2>I2從海水中提取溴和碘(3)②④解析:(1)Cl2與NaBr反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cl2+2NaBr══Br2+2NaCl,Br2與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式是Br2+2KI══I2+2KBr。(2)Br2、I2在水溶液中分別呈橙色、棕黃色。在反應(yīng)Cl2+2NaBr══Br2+2NaCl中Cl2是氧化劑,Br2是氧化產(chǎn)物,故氧化性Cl2>Br2;在反應(yīng)Br2+2KI══I2+2KBr中Br2是氧化劑,I2是氧化產(chǎn)物,故氧化性Br2>I2。以適當(dāng)?shù)难趸瘎r-、I-氧化的化學(xué)反應(yīng)原理可以應(yīng)用于從海水中提取溴和碘。(3)在四種海產(chǎn)品中,含碘相對(duì)較多的是紫菜和海帶。1.

甲、乙、丙三溶液中各含有一種X-(X-為Cl-、Br-或I-),向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水,溶液變?yōu)槌壬?再加丙溶液,顏色無(wú)明顯變化,則甲、乙、丙三種溶液中依次含有(

)。A.Br-、I-、Cl- B.Br-、Cl-、I-C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-答案:A解析:向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水,溶液變?yōu)槌壬?應(yīng)該是溴水的顏色,則甲中必含有Br-,Br-與Cl2發(fā)生置換反應(yīng)生成Br2,由此否定C、D選項(xiàng)。再加丙溶液,顏色無(wú)明顯變化,說(shuō)明丙溶液中不含I-,否則加入后I-與Br2發(fā)生置換反應(yīng)生成I2,溶液顯藍(lán)色,與題給條件不符,則丙溶液只能含有Cl-,I-必在乙溶液中。2.已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣,現(xiàn)按圖進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球,反應(yīng)一段時(shí)間后,對(duì)圖中指定部位顏色的描述正確的是(

)。答案:A解析:氯氣呈黃綠色,①處呈黃綠色;Cl2和NaBr反應(yīng)生成Br2,溴水顯橙色,②處呈橙色;Cl2和KI反應(yīng)生成I2,淀粉溶液遇I2變藍(lán),③處呈藍(lán)色;Cl2被NaOH溶液吸收后不呈現(xiàn)顏色,④處仍為白色棉花。3.

根據(jù)反應(yīng):①2Fe3++2I-══2Fe2++I2,②Br2+2Fe2+══2Fe3++2Br-,回答下列問(wèn)題。(1)試判斷離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是

。

A.Br-、Fe2+、I-B.I-、Fe2+、Br-C.Br-、I-、Fe2+D.Fe2+、I-、Br-(2)某溶液中含有Br-、Fe2+、I-,為了氧化I-而不影響B(tài)r-和Fe2+,選用的氧化劑是

;為了氧化Fe2+、I-而不影響B(tài)r-,選用的氧化劑是

。試判斷鐵與單質(zhì)溴反應(yīng)的產(chǎn)物是

,理由是

;鐵與單質(zhì)碘反應(yīng)的產(chǎn)物是

,理由是

。

(3)I2與Br-能否發(fā)生反應(yīng)?

,理由是

。

答案:(1)B

(2)Fe3+

Br2

FeBr3

Br2的氧化性大于Fe3+

FeI2

Fe3+的氧化性大于I2

(3)不能Br