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第 4 節(jié) 海水中的元素,一、海水中的元素 1.常量及微量元素,Cl、Na、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F,鋰、鈾、碘,鈾,鋰,KIO3,2.氯堿工業(yè) (1)原料:_____。 (2)原理:電解飽和食鹽水,化學(xué)方程式為 ___________________________________。 二、鎂和海水提鎂 1.鎂 (1)物理性質(zhì):具有銀白色金屬光澤的固體,密度、硬度均較小,熔點(diǎn)較低,有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。,粗鹽,2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑,(2)化學(xué)性質(zhì):,①與非金屬反應(yīng) 與O2反應(yīng)：_________________________(產(chǎn)生強(qiáng)烈白光) 與Cl2反應(yīng)：___________________________ ②與CO2反應(yīng)：_________________________ ③與H2O反應(yīng)： ④與酸(H+)反應(yīng)：__________________________ (3)用途：生產(chǎn)合金，冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。,2Mg+O2 2MgO,Mg+Cl2 MgCl2,2Mg+CO2 2MgO+C,Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑,Mg+2H+====Mg2++H2↑,,2.海水提鎂的反應(yīng)原理,Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓,Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O,MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,考點(diǎn) 1 海水資源的開發(fā)利用,1.海水提鎂 (1)生產(chǎn)流程：,(2)基本步驟及主要反應(yīng): ①制熟石灰:CaCO3 CaO+CO2↑, CaO+H2O====Ca(OH)2。 ②沉淀:Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓。 ③酸化:Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O。 ④蒸發(fā)結(jié)晶:析出MgCl2·6H2O。 ⑤脫水:在氯化氫環(huán)境中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂。 ⑥電解:電解熔融氯化鎂制得鎂。,三、溴、碘和海水提溴 1.溴、碘單質(zhì)物理性質(zhì)比較,液體,固體,可溶,可溶,易溶,易溶,揮發(fā),升華,藍(lán),細(xì)口瓶,廣口瓶,2.海水提溴 (1)反應(yīng)原理:_________________________。 (2)原料:濃縮海水或制鹽鹵水。 (3)提取流程:,Cl2+2Br-====2Cl-+Br2,2.海水提溴 (1)生產(chǎn)流程:,(2)主要反應(yīng): 2Br-+Cl2====2Cl-+Br2 SO2+Br2+2H2O====4H++2Br-+,【高考警示】 (1)注意在海水中鎂、溴和碘都以化合態(tài)形式存在且含量較低,需要先富集再提取,提取過程中要通過發(fā)生氧化還原反應(yīng)獲得它們的單質(zhì)。 (2)提取海水中NaCl、鎂、溴、碘的過程中要用到結(jié)晶、過濾、萃取和分液等實(shí)驗(yàn)操作,要注意這些操作的使用條件和操作方法的規(guī)范性。 (3)海水中鈾和重水的提取,潮汐能、波浪能的開發(fā)對于新能源的開發(fā)具有重要意義。,【思考辨析】 1.碘屬于海水中的常量元素。 ( ) 【分析】由于碘在海水中的含量小于1 mg·L-1,故碘屬于海水中的微量元素。 2.蒸發(fā)海水制成飽和食鹽水,將其電解可制得金屬鈉。 ( ) 【分析】電解食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2,得不到Na,電解熔融氯化鈉才能得到鈉。,×,×,3.海水提溴的過程中不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。( ) 【分析】海水中的溴以Br-的形式存在,利用氯氣將其氧化才能得到Br2。 4.電解MgCl2水溶液可得到金屬鎂。( ) 【分析】電解熔融MgCl2可制得金屬鎂,但電解MgCl2水溶液得不到金屬M(fèi)g。,×,×,5.用CCl4萃取碘水中的碘,先振蕩,后靜置,液體分層,下層呈無色。( ) 【分析】由于CCl4密度比水密度大,萃取后CCl4層在下層,故應(yīng)是上層呈無色。 6.將NaCl與I2的混合物加熱可將二者分離。( ) 【分析】I2易升華,加熱會(huì)變成碘蒸氣,冷凝變?yōu)榈夤腆w。,×,√,【典例1】(2013·青島模擬)海水資源的利用將走綜合開發(fā)的道路,一次提取海水,同時(shí)提取多種物質(zhì)。如圖是某工廠對海水資源綜合利用的示意圖。,試回答下列問題: (1)粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、 等雜質(zhì),精制時(shí)通常在溶液中 依次加入過量的BaCl2溶液、過量的NaOH溶液和過量的Na2CO3溶 液,過濾后向?yàn)V液中加入鹽酸至溶液呈中性。請寫出下列操作 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: ①粗鹽中加入過量的Na2CO3溶液:______________________。 ②濾液中加入鹽酸至溶液呈中性:_____________________。 (2)對精制飽和食鹽水進(jìn)行電解的化學(xué)方程式是_________。,(3)提純粗鹽后的母液中含有K+、Mg2+、Na+等陽離子,對母液進(jìn)行一系列的加工可以制得金屬鎂。 ①從充分利用當(dāng)?shù)睾Ｑ蠡瘜W(xué)資源,提高生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮,制取石灰乳的原料是 。 ②從離子反應(yīng)的角度思考,在母液中加入石灰乳的目的是 。 ③電解氯化鎂的化學(xué)方程式是________________________。 ④在生產(chǎn)中,常涉及反應(yīng)MgCl2·6H2O====MgCl2+6H2O,該反應(yīng)需要在HCl氣氛中才能順利完成,其理由是_________________。,(4)提取Mg(OH)2后在剩余母液中加入一種常見的氣態(tài)氧化劑,又可制取重要的化工原料溴單質(zhì)。 ①生成溴單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是_________________; 生產(chǎn)中將溴單質(zhì)從混合物中分離出來的方法是_____________, 這種方法的成功應(yīng)用是基于溴單質(zhì)具有 性。 ②以下是對生產(chǎn)溴單質(zhì)所用的氣態(tài)氧化劑尋找提供貨源的設(shè)想,其中合理的是 。 A.從外地購買 B.從本廠生產(chǎn)燒堿處循環(huán) C.從本廠生產(chǎn)鎂單質(zhì)處循環(huán) D.在當(dāng)?shù)匦陆ㄉa(chǎn)工廠,③從多種經(jīng)營綜合開發(fā),打造大而強(qiáng)的現(xiàn)代化企業(yè)及本廠生產(chǎn)所需要的原料等方面來看,你認(rèn)為該廠還可以再增加的生產(chǎn)項(xiàng)目是_____________________________。 【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn): (1)精制食鹽水的過程中各種試劑的作用。 (2)氯堿工業(yè)、海水提鎂、海水提溴的生產(chǎn)流程,明確各步的化學(xué)反應(yīng)原理。,【解析】(1)過量的BaCl2溶液、過量的NaOH溶液和過量的 Na2CO3溶液的作用分別是除 、除Mg2+、除Ca2+和過量的 Ba2+。過濾后在濾液中加入適量鹽酸的作用是除去過量的OH- 和 。故粗鹽中加入過量的Na2CO3溶液發(fā)生的反應(yīng)為 ；在濾液 中加入鹽酸至溶液呈中性發(fā)生的反應(yīng)為2H++ ==== CO2↑+H2O，OH-+H+====H2O。,(2)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式是 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (3)①從充分利用當(dāng)?shù)睾Ｑ蠡瘜W(xué)資源,提高生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮,制取石灰乳的原料是貝殼。 ②加石灰乳的作用是富集Mg2+,制取Mg(OH)2。 ③電解熔融氯化鎂的化學(xué)方程式是 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。 ④MgCl2在加熱時(shí)水解程度較大,通入HCl可抑制Mg2+水解。,(4)①生成溴單質(zhì)的離子方程式是2Br-+Cl2====Br2+2Cl-,利用溴易揮發(fā)的性質(zhì),通入熱空氣或水蒸氣將溴蒸氣吹出。 ②電解NaCl溶液、電解熔融的MgCl2均可制得Cl2。 ③利用氯氣的性質(zhì)可增加生產(chǎn)項(xiàng)目:生產(chǎn)鹽酸、制漂白粉(或漂粉精)、消毒液等。,答案：(1)①Ca2++ ====CaCO3↓, Ba2++ ====BaCO3↓ ②2H++ ====CO2↑+H2O，OH-+H+====H2O (2)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)①貝殼 ②制取氫氧化鎂 ③MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ ④抑制MgCl2(Mg2+)水解 (4)①2Br-+Cl2====Br2+2Cl- 通入熱空氣或水蒸氣將溴蒸氣吹出 揮發(fā) ②B、C ③生產(chǎn)鹽酸、制漂白粉或消毒液等(回答一項(xiàng)即可),【變式訓(xùn)練】(2013·廈門模擬)海洋約占地球表面積的71%,對其進(jìn)行開發(fā)利用的部分流程如下圖所示。下列說法不正確的是 ( ),A.可用BaCl2溶液除去粗鹽中的 B.從苦鹵中提取Br2的反應(yīng)的離子方程式為2Br-+Cl2====2Cl-+Br2 C.試劑1可以選用石灰乳 D.工業(yè)上,電解熔融Mg(OH)2冶煉金屬鎂,【解析】選D。除去 可選用BaCl2形成沉淀,過濾即可,A正 確;B選項(xiàng)利用氧化還原反應(yīng)原理來提取溴,正確;使Mg2+轉(zhuǎn)化成 Mg(OH)2,加入試劑提供一定量的OH-即可,石灰乳符合條件,C正 確;工業(yè)上采用電解熔融MgCl2的方法得到金屬鎂。,考點(diǎn) 2 鹵素離子(Cl-、Br-、I-)的檢驗(yàn)方法,1.AgNO3溶液和稀硝酸——沉淀法,2.置換——萃取法,有關(guān)反應(yīng)的方程式為: 2Br-+Cl2====Br2+2Cl-,2I-+Cl2====I2+2Cl-,【高考警示】 (1)在檢驗(yàn)鹵素離子的實(shí)驗(yàn)時(shí),若先用酸酸化,后加AgNO3溶液,只能用稀硝酸酸化,不能用鹽酸或硫酸。 (2)若溶液中含有Br-和I-時(shí),加入氯水,Br-和I-都能被氧化,無法證明Br-的存在。 (3)檢驗(yàn)I-時(shí),加入氯水或溴水后,可用淀粉溶液檢驗(yàn)生成的I2。,【典例2】(2014·寧德模擬)用下圖所示方法,檢驗(yàn)?zāi)彻腆w中是否含有Cl-。關(guān)于溶液①和溶液②,下列說法正確的是 ( ) A.①是BaCl2溶液,②是稀鹽酸 B.①是AgNO3溶液,②是HNO3溶液 C.①是稀硝酸,②是AgNO3溶液 D.①是稀硫酸,②是AgNO3溶液,【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn): (1)離子檢驗(yàn)過程中不能加入被檢驗(yàn)的離子; (2)注意一些雜質(zhì)離子的干擾。 【解析】選C。檢驗(yàn)Cl-所用的試劑是AgNO3溶液和稀硝酸,若先 加入AgNO3溶液,則第一個(gè)試管中將產(chǎn)生白色沉淀,再向沉淀中 加稀硝酸看沉淀是否溶解,與圖中的操作不相符;若先加入稀硝 酸溶液,則可以排除第一個(gè)試管中 等離子的干擾,Cl-仍 然存在于溶液中,然后取上層清液加AgNO3溶液看有無白色沉淀 生成,與圖中的操作相符。,【變式訓(xùn)練】(2013·廣州模擬)甲、乙、丙三種溶液中各含一種X-(X-為Cl-、Br-、I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,則溶液變?yōu)槌壬?再加入丙溶液,顏色無明顯變化,則甲、乙、丙依次含有 ( ) A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br- 【解析】選B。溴水為橙色,單質(zhì)碘可使淀粉變藍(lán)色,單質(zhì)的氧化性:Cl2Br2I2。結(jié)合題目信息,甲溶液為橙色,說明甲溶液內(nèi)含Br-;再加入丙溶液不變色,說明丙溶液里無I-或Br-,只能有Cl-,則乙溶液里一定含I-。,