【优化指导】2016-2017学年高中化学专题2从海水中获得的化学物质素材苏教版必修1

1、专题2 从海水中获得的化学物质备课资源链接一、氯气的生产原理教师活动学生活动请同学们观看关于“浩瀚的大海”“海水晒盐”“氯气的用途”的图片或录像。学生观看图片、录像片段,知道海水中存在着大量的氯化钠,氯气在生产、生活实际中有着重要的应用,进而产生“人类是如何从海水中提取氯化钠并生产氯气的”问题。请同学们观看氯碱工厂生产氯气的流程图或录像,或交流讨论参观氯碱工厂的收获,及在网上查阅到的氯碱工厂的生产原理。学生观看图片、录像片段,产生“氯气的生产原理是什么?”“实验室如何按工业生产氯气的原理制备少量的氯气?”等问题。与同学一道完成教材中电解饱和氯化钠溶液的实验。实验内容包括:(1)电解饱和氯化钠溶

2、液实验装置的连接。(2)接通直流电源进行电解。(3)检验倒扣在a导管上的试管中收集的气体。(4)观察b导管中气体的颜色。引导学生观察实验现象,启发学生思考回答实验中产生的问题,形成科学的结论。1.观察并记录实验现象。2.根据实验现象分析思考问题:(1)电解过程中电极上产生的气体是什么?(2)试管中的溶液为什么会变红?(3)如何检验倒扣在a导管上的试管中收集的气体?3.对电解实验现象进行分析,写出电解过程中发生反应的化学方程式。二、教学片断氧化还原反应的微观分析创设情景提出问题学生活动学习反馈1.钠与氯气的反应。2.利用动画模拟氯原子、钠原子中的电子转移后的结构变化。1.从微观角度分析、解释化合

3、价为何出现变化。2.你认为氧化还原反应发生的本质是什么?知识运用:画出反应前后微粒的结构示意图,比较、分析总结。1.学会用结构图分析反应原理。2.了解掌握氧化还原反应中化合价变化是外在表现,发生电子转移才是本质。三、“金属钠与水反应”实验装置的改进方法“金属钠与水反应”是中学化学中体现和培养观察能力、由现象分析结论的思维能力的重要范例,也是高考经常涉及的重要基础实验,对它的改进极为重要。教材介绍的“金属钠与水反应”实验可以使同学们很清楚地观察到实验现象,但却无法收集到产生的氢气,怎样改进呢?方法1:图1是在课本实验的基础上略作改进,在塑料瓶的橡皮塞口上加了一尖嘴管和固定一根大头针,钠块扎在大头

4、针上,反应时向下压大头针,使Na块接触水面。反应后在尖嘴管处点燃气体。方法2:利用图2装置进行实验时,将钠块用铝箔包好后再用铜网裹住(防止钠块浮起),置于倒扣的漏斗内,即可用排水法收集一试管气体用于点燃。方法3:利用图3装置进行实验时,将广口瓶中盛满水,在胶塞上固定一根大头针,将钠块扎在大头针上,迅速用胶塞塞住瓶口,产生的气体将水压入长颈漏斗中,反应结束后,打开止水夹即可在尖嘴管处点燃气体。方法4:图4的原理类同于图3,将广口瓶中盛满水,取一小块钠,将其插在大头针上,在注射器中吸入12 mL酚酞。实验时,把止水夹打开,把插有钠和注射器的橡皮塞迅速插入瓶口,并塞紧。钠与水剧烈反应,广口瓶中的水沿

5、导管流入量筒。反应完毕,将注射器中的酚酞推入塑料瓶,溶液变红。更换50 mL注射器,抽取瓶内的气体。抽气后将注射器移近火焰,匀速推出气体,针头处立即燃起细长的火焰。四、小苏打(NaHCO3)的应用碳酸氢钠用作食品工业的发酵剂、汽水和冷饮中二氧化碳的发生剂、黄油的保存剂。可直接作为制药工业的原料,用于治疗胃酸过多。还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理,以及用于纤维、橡胶工业等。同时用作羊毛的洗涤剂、泡沫灭火剂,以及用于农业浸种等。食品工业中一种应用最广泛的疏松剂,用于生产饼干、糕点、馒头、面包等,是汽水饮料中二氧化碳的发生剂;可与明矾复合为碱性发酵粉;还可用作黄油保存剂。消防器材中用于

6、生产酸碱灭火器和泡沫灭火器。橡胶工业利用其与明矾、H发孔剂配合起均匀发孔的作用用于橡胶、海绵生产。冶金工业用作浇铸钢锭的助熔剂,机械工业用作铸钢(翻砂)砂型的成型助剂。印染工业用作染色印花的固色剂,酸碱缓冲剂,织物染整的后处理剂。染色中加入小苏打可以防止纱筒产生色花。医药工业用作制酸剂的原料。五、教学片断离子反应教学过程教学内容【引入】上节课我们通过对酸、碱、盐溶液导电性实验进行分析,对电解质有了初步的了解,现在我们来做个“电灯泡”的实验,请同学们仔细观察。【演示实验】在4只相同的小烧杯中分别加入50 mL物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液、氢氧化钠溶液和氨水,连

7、接电路,接通电源,观察现象。【设问】观察到什么现象?实验现象表明了什么?为什么?【板书】一、电解质的分类、概念续表教学过程教学内容【评述】观察到用盐酸和氢氧化钠溶液实验时灯泡的亮度明显比同物质的量浓度的醋酸和氨水实验时的亮度大,说明了当物质的量浓度相等时,醋酸溶液和氨水的导电能力明显弱于盐酸和氢氧化钠溶液的导电能力。我们知道溶液的导电能力与溶液中自由离子的浓度大小成正比,那实验现象说明盐酸和氢氧化钠溶于水后完全电离,而醋酸和氨水中一水合氨的电离是不完全的,所以电解质有强电解质和弱电解质之分。【板书】(1)强电解质:在水溶液中能完全电离的电解质,如强酸、强碱、绝大多数盐;(2)弱电解质:在水溶液

8、中不能完全电离的电解质,如弱酸、弱碱等。【讲述】强电解质在水溶液中完全电离,书写电离方程式时写“”,弱电解质在水溶液中不完全电离,书写电离方程式时写“”。【过渡】酸、碱、盐等电解质在水溶液中能电离出自由移动的离子,它们在水溶液中的反应是否也有离子参加呢?下面我们通过几个演示实验来验证一下。【板书】二、电解质在水溶液中的反应及反应实质【演示实验】电解质在水溶液中的反应探究实验一:Na2CO3(aq)和澄清石灰水Na2CO3(aq)和CaCl2(aq)取两支试管,均加入2 mL Na2CO3(aq),然后分别向两支试管中加入澄清石灰水和CaCl2(aq),观察现象。【设问】大家观察到什么现象呢?为

9、什么会有这种现象产生?【讲解】看到两支试管里都有白色沉淀产生,因为向两支试管中加入Na2CO3(aq),电解质Na2CO3会发生电离,Na2CO32Na+C,溶液中就存在Na+和C,当向两支试管中分别加入澄清石灰水和CaCl2(aq)后,澄清石灰水和CaCl2也会发生电离,电离方程式是Ca(OH)2Ca2+2OH-,CaCl2Ca2+2Cl-,溶液中有Ca2+,Ca2+会与C反应生成CaCO3白色沉淀。六、教学片断镁的提取【教师活动】教师引导:海水中含有大量的NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl等氯化物,在海水中加入石灰乳Ca(OH)2,生成的沉淀是什么物质?请设计实验方案验证你的想法是否

10、正确,并完成你设计的验证实验。【学生活动】完成在海水中加入石灰乳后得到生成物的实验探究。探究方案:。 实验现象:。 结论:。 写出从海水中提取镁的过程中所涉及的离子方程式。(1)。 (2)。 (3)。 (4)。 【师生活动】教师启发、引导,帮助学生正确书写化学方程式:(1)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2(2)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O(3)MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O(4)MgCl2Mg+Cl21.(2014江苏化学,13)在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据

11、实验现象得出的结论不正确的是()A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO解析:FeCl2溶液中滴加氯水,颜色变成棕黄色,是Cl2与FeCl2溶液发生反应:Cl2+2FeCl22FeCl3,不能说明氯水中含有HClO,D错误。答案:D2.(2015课标全国,12)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程

12、提纯C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收解析:通入Cl2,反应为Cl2+2Br-2Cl-+Br2,A项正确;粗盐中Mg2+、S等杂质可加入沉淀剂除去,K+等杂质只能通过重结晶除去,B项正确;工业生产常用石灰乳作沉淀剂,C项错误;苦卤中含溴离子少,通Cl2后,Br2浓度小,吹出后通入SO2吸收,SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,D项正确。答案:C3.2015课标全国,28(1)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得

13、到I2。该反应的还原产物为。 解析:浓缩液中的碘元素为-1价,碘单质中的碘元素为0价,说明加入了氧化剂,MnO2作氧化剂,化合价降低,所以还原产物为MnSO4。答案:MnSO4或Mn2+4.(2015课标全国,28(1)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为。 解析:氧化剂为KClO3,还原剂为Na2SO3,KClO3ClO2e-,Na2SO3Na2SO42e-,根据得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂物质的量之比为21。答案:215.(

14、2015重庆理综,9节选)ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。图1图2(1)仪器D的名称是。安装F中导管时,应选用图2中的。 (2)打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜(填“快”或“慢”)。 (3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是。 (4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成

15、NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为。在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是。 解析:(1)仪器D为锥形瓶;将气体通入到淀粉KI溶液中,需要“长进短出”,“短进长出”会导致溶液被排出,故选用b装置。(2)为使ClO2被D中稳定剂充分吸收,缓慢滴加盐酸,如果产生ClO2速率过快,则吸收效率较低。(3)F中淀粉KI溶液颜色不变,说明没有Cl2进入F中,则装置C的作用是吸收氯气。(4)根据题中给出的反应物和生成物,可以写出离子方程式:4H+5ClCl-+4ClO2+2H2O。若在D中ClO2被稳定剂吸收则有NaClO2生成,滴入盐酸则重新生成ClO2;

16、会进入F溶液中使其变色,故装置F的作用是验证是否有ClO2生成。答案:(1)锥形瓶b(2)慢(3)吸收Cl2(4)4H+5ClCl-+4ClO2+2H2O验证是否有ClO2生成6.(2014课标全国,36节选)将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水,再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。回答下列问题:(1)下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是(填序号)。 用混凝法获取淡水提高部分产品的质量优化提取产品的品种改进钾、溴、镁等的提取工艺(2)采用“空气吹出法”从浓海水吹出Br2,并用纯碱吸收。碱吸收溴的主要反应是

17、Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2时,转移的电子数为 mol。 (3)海水提镁的一段工艺流程如下图:浓海水的主要成分如下:离子Na+Mg2+Cl-S浓度/(g·L-1)63.728.8144.646.4该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为,产品2的化学式为,1 L浓海水最多可得到产品2的质量为 g。 解析:(1)混凝法无法除去水中的可溶性杂质,项错误;提高部分产品的质量,优化提取产品的品种,改进钾、溴、镁的提取工艺的设想和做法是可行的,故项正确。(2)根据碱吸收溴的主要反应3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3可知该反应中Br2既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒可知每有3 mol Br2参加反应时,转移5 mol电子,故有1 mol Br