3-3海洋化学资源的综合利用（解析版）（苏教版2019必修第一册）

3.3海洋化学资源的综合利用【学习目标】1.掌握粗盐的提纯方法，学会利用离子反应进行物质的除杂与提纯。2.了解从海水中提取溴的原理和过程，认识化学理论与技术在资源利用中发挥的积极作用。3.了解从海水中提取镁的原理和过程，了解镁的性质及用途。4.了解从海带中提取碘的原理和过程，掌握加碘盐中碘元素的检验方法。【知识梳理】一、粗盐提纯一、粗盐提纯1．海水的元素组成海水中含有80多种元素，地球上绝大部分的溴、碘元素都存在于中，镁的含量也很大。2．粗盐的获取及成分3．不溶性杂质的除去4．粗盐中可溶性杂质的除去（1）．粗盐中含有的可溶性杂质主要是CaCl2、MgCl2、Na2SO4。（2）．选择试剂除去杂质离子步骤杂质加入的试剂离子方程式1Mg2＋NaOHMg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓2SOeq\o\al(2－,4)BaCl2Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓3Ca2＋Na2CO3Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓、Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓4OH－、COeq\o\al(2－,3)HClH＋＋OH－=H2O、COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑5.物质除杂和分离的基本原则(1)不增(不引入新的杂质)。(2)不减(不减少被提纯的物质)。(3)易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。(4)易复原(被提纯的物质易复原)。6．物质除杂和分离注意的问题(1)除杂试剂要过量。(2)后续试剂应能除去过量的前一试剂。(3)尽可能将杂质转化为所需物质。(4)除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。[辨析]1.粗盐的提纯(含Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4))（1）流程(2)设计试剂加入顺序Na2CO3溶液加在BaCl2溶液之后，目的是将原有的Ca2＋及加入的过量的Ba2＋一并除去；加盐酸必须在过滤之后，除去最后残留的COeq\o\al(2－,3)、OH－离子，避免沉淀了的杂质重新溶解。试剂加入的先后顺序可以有三种路线。第一种路线：过量BaCl2→过量Na2CO3→过量NaOHeq\o(→,\s\up7(过滤))适量盐酸；第二种路线：过量BaCl2→过量NaOH→过量Na2CO3eq\o(→,\s\up7(过滤))适量盐酸；第三种路线：过量NaOH→过量BaCl2→过量Na2CO3eq\o(→,\s\up7(过滤))适量盐酸。最后通过蒸发结晶，过量的盐酸挥发，便可获得纯净的NaCl。【能力达成】1．要除去NaCl溶液中含有的MgCl2，应选用的试剂和操作方法是()A．加入适量Na2SO4后过滤B．加入适量NaOH溶液后过滤C．加入过量NaOH溶液后蒸发D．加入过量Na2CO3后过滤答案：B解析：除去MgCl2，应加入适量NaOH溶液，发生反应为MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl，然后过滤除去Mg(OH)2沉淀，即得到纯净的NaCl溶液。2．海水中NaCl质量分数约为2.72%。工业上利用NaCl为原料可制取钠的单质和化合物，转化关系如下图所示。下列说法错误的是()A．反应①的原理是电解饱和食盐水B．反应②应向饱和食盐水中依次通入过量的NH3和CO2C．反应③的转化条件可以是加热D．反应④的副产物为H2、Cl2，可用于工业上制盐酸答案：A解析：反应①是由NaCl生产Na，其原理应为电解熔融NaCl而不是电解饱和食盐水，A错误；反应②是侯氏制碱法的主要反应，向饱和食盐水中依次通入过量的NH3和CO2，使溶解度较小的NaHCO3从溶液中析出，反应的化学方程式为NaCl＋NH3＋H2O＋CO2=NaHCO3↓＋NH4Cl，B正确；反应③是将NaHCO3加热分解生成Na2CO3，C正确；反应④是电解饱和食盐水，反应的化学方程式为2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，生成NaOH的同时获得副产物H2、Cl2，二者相互反应得HCl，溶于水可制取盐酸，D正确，故选A。3．粗盐经溶解、过滤后仍含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等可溶性杂质离子。为了得到纯净的NaCl，下列方案不合理的是()A．过量BaCl2溶液→过量NaOH溶液→过量Na2CO3溶液→过滤→适量稀盐酸→蒸发结晶B．过量Ba(OH)2溶液→过量Na2CO3溶液→过滤→适量稀盐酸→蒸发结晶C．过量Na2CO3溶液→过量NaOH溶液→过量BaCl2溶液→过滤→适量稀盐酸→蒸发结晶D．过量BaCl2溶液→过量Na2CO3溶液→过量NaOH溶液→过滤→适量稀盐酸→蒸发结晶答案：C解析：粗盐提纯时，所加的试剂有NaOH溶液(除Mg2＋)、BaCl2溶液(除SOeq\o\al(2－,4))、Na2CO3溶液(除Ca2＋和过量的Ba2＋)，过滤后，加入适量稀盐酸，除去过量的OH－、COeq\o\al(2－,3)，注意Na2CO3溶液一定要在BaCl2溶液之后加入，稀盐酸在过滤后加入，故A、D项正确，C项错误；加入过量的Ba(OH)2溶液，可除去SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋，再加入过量的Na2CO3溶液，除去Ca2＋和过量的Ba2＋，过滤，向滤液中加入适量稀盐酸，除去过量的COeq\o\al(2－,3)和OH－，蒸发结晶得到纯净的NaCl，B项正确。4．依据粗盐提纯的原理，除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质，可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：eq\x(溶液)eq\o(→,\s\up11(加过),\s\do4(量A))eq\x(滤液)eq\o(→,\s\up11(加过量B),\s\do4(操作Ⅰ))eq\x(滤液)eq\o(→,\s\up11(加适),\s\do4(量C))eq\o(→,\s\up11(加热),\s\do4(煮沸))纯净氯化钾溶液(1)B的化学式是_______________________________________，C的化学式是__________________________________________。(2)加入过量A的目的是______________________________。(3)加入过量B的目的是_______________________________。(4)加热煮沸的目的是___________________________________。(5)操作Ⅰ的名称是________。答案：(1)K2CO3HCl(2)除尽镁离子和硫酸根离子(3)除尽过量的钡离子(4)使氯化氢挥发逸出(5)过滤解析：先加入过量的氢氧化钡溶液，将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸，得到氯化钾溶液。5．为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠，某兴趣小组最初设计了如下所示方案进行实验。(1)沉淀A的化学式是。(2)加入过量氯化钙溶液后，分离除去沉淀A的实验操作是。(3)他们在实验过程中，又发现了新的问题：此方案很容易引入新的杂质。固体物质B的成分为(用化学式表示)。(4)他们继续探究后又提出了新的方案：将混合物溶解，滴加盐酸至不再产生气泡为止，然后加热煮沸。有关反应的化学方程式为。答案：(1)CaCO3(2)过滤(3)NaCl和CaCl2(4)Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑解析：若用CaCl2除去碳酸钠，生成碳酸钙沉淀，但会引入新杂质CaCl2，蒸发后所得固体应是NaCl和CaCl2的混合物；若用盐酸除去，则溶液中只有NaCl和HCl，蒸发结晶时HCl挥发，可得纯净的NaCl。【知识梳理】二、从海水中提取溴1．溴的提取——空气吹出法海水提溴的原料：苦卤(海水晒盐后得到的母液)是海水制盐工业的副产物，其中含有高浓度的K＋、Mg2＋、Br－和SOeq\o\al(2－,4)等，是从海水中提取溴的主要原料。实验操作离子方程式①浓缩：用蒸馏法将海水浓缩—②氧化：向浓缩后的海水或提取食盐后的母液中加入硫酸酸化，通入过量的氯气，使溴离子转化为溴单质2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－③富集：向含溴单质的水溶液中鼓入热空气，使溴从溶液中挥发出来，冷凝后得到粗溴—④精制：除去粗溴中混有的杂质(Cl2、BrO－等)，得到高纯度的溴单质—2．溴的应用变色玻璃(镜片)原理：光强时，2AgBreq\o(=,\s\up9(光照))2Ag＋Br2(银原子聚集成微小晶粒，玻璃呈暗棕色)；光暗时，2Ag＋Br2eq\o(=,\s\up9(CuO))2AgBr(玻璃颜色自动变浅)[辨析]海水中提取溴流程发生反应的化学方程式①2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2【能力达成】1．有关海水提溴的说法错误的是()A．海水晒盐后的卤水是提溴原料B．可以利用氯气氧化溴离子C．可用高温水蒸气将溴从溶液中吹出D．吹出的溴蒸气冷凝后得到纯溴答案：D=Br2＋2Cl－。(2)将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和二氧化硫吸收剂发生作用转变成氢溴酸：Br2＋SO2＋2H2O=2Br－＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。(3)用氯气将富集的溴离子氧化得到产品溴：Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。2．用空气吹出法从海水中提取溴所涉及的化学反应可能有()①Cl2＋2Br－=2Cl－＋Br2②Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4③Br2＋2I－=I2＋2Br－④2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2OA．①② B．②③C．③④ D．①④答案：A3．“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下：下列说法中，不正确的是()A．实验室保存溴通常加少量水B．海水提溴发生的反应均为氧化还原反应C．经过吸收塔后，溴元素得到了富集D．蒸馏塔中只发生了物理变化答案：D解析：溴易挥发，加水液封可以减少挥发损失，A正确；经过吸收塔后，所得溶液中的Br－浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的Br－浓度，因此溴元素得到了富集，C正确；蒸馏塔中发生的反应为：2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br2，D错误。4．除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是()A．加入适量的KI溶液B．通入溴蒸气C．加氢氧化钠溶液D．加入适量的溴化钠溶液答案：D解析：A项，Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项，发生反应：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。5．溴又称为海洋元素，主要用于制取溴化物，并作为普通分析试剂和有机合成试剂用于医药、农药、染料、香料、摄影材料、灭火剂、选矿、冶金、鞣革、净水等方面。从海水中可以提取溴，主要反应为2KBr＋Cl2=2KCl＋Br2，下列说法中正确的是()A．溴离子具有氧化性B．氯气是还原剂C．该反应属于复分解反应D．氯气氧化性比溴单质强答案：D解析:溴离子只具有还原性，A项错误；氯元素在反应中化合价降低，故氯气为氧化剂，B项错误；该反应为置换反应，C项错误；根据氧化还原反应以强制弱的原理知，D项正确。6．在空气吹出法的工艺中，选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的反应原理为3Na2CO3＋3Br2=5NaBr＋NaBrO3＋3CO2，也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是()A．两种吸收过程中，Br2只作氧化剂B．只有SO2吸收过程发生了氧化还原反应C．用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱既不是还原剂也不是氧化剂D．用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应答案：C解析：①纯碱溶液作吸收剂的反应为3Na2CO3＋3Br2=5NaBr＋NaBrO3＋3CO2；②SO2作吸收剂的反应为SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr。分析以上两个反应可知：①中Br2既作氧化剂，又作还原剂，Na2CO3既不是还原剂也不是氧化剂，②中Br2只作氧化剂，均属于氧化还原反应。7．某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：请你参与分析讨论：(1)图中仪器B的名称为________。(2)整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为______________________________。(3)实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：____________________________________________________________________。(4)C中液体产物颜色为____________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是____________________________________________________________________。(5)D装置的作用是_______________________________________________。答案：(1)冷凝管(2)Br2腐蚀橡胶(3)控制温度计b的温度、并收集59℃时的馏分(4)深红棕色萃取、分液(或蒸馏)(5)除去少量有毒性的溴蒸气，防止污染空气解析：图中从工业溴中提纯溴的方法是蒸馏法，先将烧瓶在热水浴中加热到59℃，此时液溴变成溴蒸气，经过冷凝管冷却得到液溴。因为溴有强腐蚀性，所以装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管；因为溴易挥发而且有毒性，所以D装置是尾气吸收装置，目的是除去少量有毒性的溴蒸气，防止污染空气。向残留少量Cl2的液溴中加入NaBr溶液，发生反应：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，然后加入苯或四氯化碳等有机溶剂萃取、分液即可得到溴的有机溶剂溶液，然后用图中的装置再进行一次蒸馏，将溴和有机溶剂分离，这样得到的溴纯度更高。8．海水中溴含量约为65mg·L－1，从海水中提取溴的工艺流程如图所示：(1)以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是____________________________________________________________________。(2)步骤Ⅱ通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的________。A．氧化性B．还原性C．挥发性D．腐蚀性(3)该流程中采用纯碱溶液吸收Br2，请配平离子方程式：□Br2＋□COeq\o\al(2－,3)=□BrOeq\o\al(－,3)＋□Br－＋□CO2↑(4)用H2SO4酸化而得到Br2的离子方程式是________________________________。答案：(1)富集(或浓缩)溴元素(2)C(3)33153(4)BrOeq\o\al(－,3)＋5Br－＋6H＋=3Br2＋3H2O解析：(1)由于海水中Br－的含量低，步骤Ⅰ中获得游离态的溴后，步骤Ⅱ中又将其转化为化合态的溴，其目的是富集溴元素。(2)步骤Ⅱ中用热空气或水蒸气吹出Br2，主要是利用了溴的挥发性。(3)利用得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒配平该离子方程式。(4)BrOeq\o\al(－,3)和Br－在H＋作用下，反应生成Br2和H2O。【知识梳理】三、从海水中提取镁1．镁的存在自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。2．从海水中提取镁(1)从海水中提取金属镁，其简单流程如下：海水中的Mg2＋eq\o(→,\s\up9(①))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up9(②))MgCl2eq\o(→,\s\up9(③))Mg(2)有关步骤及化学方程式步骤化学方程式贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑CaO＋H2O=Ca(OH)2石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀Ca(OH)2＋MgCl2=Mg(OH)2↓＋CaCl2氢氧化镁与盐酸反应，蒸发结晶获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)Mg(OH)2＋2HCl＋4H2O=MgCl2·6H2O六水合氯化镁晶体在氯化氢气流中加热生成无水氯化镁MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up11(HCl),\s\do4(△))MgCl2＋6H2O↑电解熔融的氯化镁得到金属镁MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑3．镁的性质(1)镁的原子结构(2)镁的物理性质银白色金属，密度较，熔点，硬度，易传热、导电。(3)镁的化学性质镁是一种较活泼的金属，具有较强的还原性。可以与非金属单质、水、酸、盐以及某些氧化物反应。①与N2反应反应方程式为3Mg＋N2eq\o(=,\s\up9(点燃))Mg3N2。②与CO2反应反应方程式为2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up9(点燃))2MgO＋C。现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色物质并附有黑色固体。③与稀硫酸反应离子方程式为Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。(4)镁的重要应用镁是一种重要的金属材料，密度小，能与Cu、Al、Sn、Mn、Ti等金属形成合金，这些镁合金硬度和强度都较大。其应用有：①镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件等。②氧化镁是优质的耐高温材料，其理由是熔点高达2800℃。[辨析]由MgCl2·6H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCl气体，防止MgCl2与水反应生成Mg(OH)2。【能力达成】1.分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是()A．CB．MgOC．MgCO3D．Mg3N2答案：C解析：镁在空气中燃烧可与CO2反应生成C和MgO，与O2反应生成MgO，与N2反应生成Mg3N2。2．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料，工业上制造镁粉时要将镁蒸气在某冷却剂中冷却。下列气体中可作为镁蒸气冷却剂的是()A．空气B．CO2C．ArD．N2答案：C解析：镁与O2、N2、CO2等气体均能发生反应，应在稀有气体中冷却。3．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、604℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。从海水中提取金属镁，正确的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up9(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up9(通电))MgB．海水eq\o(→,\s\up9(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up9(通电))MgC．海水eq\o(→,\s\up9(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up9(灼烧))MgOeq\o(→,\s\up9(通电))MgD．海水eq\o(→,\s\up9(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up9(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up9(通电))Mg答案：D解析：镁应由电解熔融的MgCl2得到，而不能由电解Mg(OH)2、MgO得到，A、C项错误；向海水中加入的碱应是石灰乳[即Ca(OH)2]而不是NaOH，因为石灰乳可由海边贝壳来制取，比NaOH要便宜得多，A项错误；直接加盐酸于海水中，海水中的MgCl2不能分离出来，B项错误。4．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是()A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①答案：D解析：由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。3．海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法不正确的是()A.可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)B．从苦卤中提取Br2的反应为氧化还原反应C．试剂1可以选用石灰乳D．工业上电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁答案：D解析：可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)，Ba2＋和SOeq\o\al(2－,4)反应生成BaSO4沉淀，A正确；氯气能将溴离子氧化为溴单质，故为氧化还原反应，B正确；煅烧贝壳得到CaO，将CaO溶于水得到石灰乳，石灰乳和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，试剂1廉价且原料广泛，C正确；工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁，D错误。4．海水中镁的总储量约为2.1×1015t，目前世界上60%的镁来自海水。从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，在一定条件下干燥产物；④将产物熔融电解得到镁。下列说法不正确的是()A．此方法的优点之一是原料来源丰富B．第④步电解时，阴极产生氯气C．第①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl2D．以上提取镁的过程中涉及化合反应、分解反应和复分解反应答案：B解析：A．海水中含有丰富的镁离子，此法的优点之一是原料来源丰富，故A正确；B．第④步电解时，阳极产生氯气，故B错误；C．①将贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物氢氧化镁；③将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物氯化镁晶体，是提取氯化镁的反应过程，故C正确；D．将贝壳制成石灰乳过程中碳酸钙分解生成氧化钙为分解反应，氧化钙和水化合反应生成氢氧化钙为化合反应，海水与氢氧化钙反应生成氢氧化镁以及氢氧化镁和盐酸反应为复分解反应，故D正确。故选B。5．小王同学在做实验时引发了镁失火，她立即拿起二氧化碳灭火器欲把火扑灭，却被实验老师及时制止。原因是CO2可以支持镁燃烧发生化学反应：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up8(点燃))2MgO＋C，下列关于该反应的判断正确的是()A．Mg元素化合价由0价升高到＋2价，所以MgO是还原产物B．由此反应可以判断氧化性CO2>MgO，还原性Mg>CC．CO2作氧化剂，表现氧化性，发生氧化反应D．镁原子得到的电子数目等于碳原子失去的电子数目答案：B解析：A．镁化合价由0价升高到MgO的＋2价，所以镁为还原剂，MgO为氧化产物，故A错误；B．根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，还原剂的还原性大于还原产物，所以氧化性CO2>MgO，还原性Mg>C，故B正确；C．二氧化碳中碳元素化合价由＋4价降低到C的0价，所以二氧化碳为氧化剂，表现氧化性，发生还原反应，故C错误；D．根据得失电子守恒，镁原子失去的电子数目等于碳原子得到的电子数目，故D错误。故选B。10．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究讨Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体答案：B解析：A．稀释浓硫酸，应将浓硫酸加到水中，而不能将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，故A错误；B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，镁离子与碱反应生成氢氧化镁沉淀，故B正确；C．过滤操作应利用玻璃棒引流，将浊液倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，故C错误；D．应将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，生成氯化镁，加热时促进镁离子水解，生成的盐酸为挥发性酸，所以蒸干得不到无水MgCl2固体，为氢氧化镁固体，故D错误。故选B。11．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如图：回答下列问题：(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是。(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加到盛有溶液的烧杯中，充分搅拌后经、(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图。其中装置A的作用是。(4)写出过程④中发生反应的化学方程式：。答案：(1)石灰乳原料丰富，成本低(2)MgCl2(或氯化镁)过滤、洗涤(3)制备干燥的HCl气体(4)MgCl2eq\o(=,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑解析：(1)工业原料要廉价易得。(3)浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，则装置A的作用是制备干燥的HCl气体。【知识梳理】四、从海带中提取碘1．海带提碘(1)碘在海带中以化合态的形式存在。2．从海带中提取碘的工业生产流程(1)海带中含有的碘元素在浸泡时以I－的形式进入水中。(2)使I－氧化为I2，常选Cl2或H2O2作氧化剂，反应的离子方程式为Cl2＋2I－=2Cl－＋I2，2I－＋2H＋＋H2O2=I2＋2H2O（3）生成的碘单质可用淀粉溶液来检验。3．实验探究加碘盐中碘元素的检验(1)加碘盐中碘元素的存在形式：IOeq\o\al(－,3)。(2)检验原理在酸性条件下，IOeq\o\al(－,3)与I－反应的离子方程式：IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O，生成的单质碘用淀粉溶液检验，现象是淀粉溶液变蓝。(3)用试纸和生活中的常见物质检验加碘盐中碘元素存在的方案：食盐eq\o(→,\s\up7(白醋溶解))酸性溶液eq\o(→,\s\up11(蘸取溶液),\s\do4(点在KI­淀粉试纸上))试纸变蓝，证明有碘元素存在。4．碘与人体健康(1)碘是人体必需的微量元素，是维持人体甲状腺正常功能所必需的元素。(2)获取碘的途径：饮水、粮食、蔬菜和周围环境。在缺碘地区，通过食用加碘盐来补充碘元素。(3)人体缺碘→患甲状腺肿大←食用含碘丰富的食品(海带、海鱼等)、食用加碘食盐防治碘缺乏病。(4)食用过多的碘盐或含碘食品→碘摄入过多→对健康不利，导致甲状腺肿和高碘性甲亢等疾病。【能力达成】1．海带中含碘元素，有人设计了以下步骤来提取碘，合理的操作顺序为()①通足量氯气②将海带烧成灰，向灰中加水搅拌③加入CCl4，振荡④过滤⑤用分液漏斗分液A．②④①③⑤B．②①③④⑤C．①③⑤②④D．③①②⑤④答案：A解析：海带烧成灰加水后必须过滤，然后利用氧化还原反应的原理使碘从化合态变成游离态，最后用有机溶剂萃取出碘并分液。2．下表是某加碘盐包装袋上的部分文字说明配料氯化钠(NaCl)、碘酸钾(KIO3)含碘量(35±15)mg·kg－1(以I计)食用方法菜未烧熟不宜加入加碘盐，菜烧熟后加入加碘盐最佳根据这一说明某学生作出如下判断，其中正确的是()A．此食盐是纯净物B．“菜未烧熟不宜加入加碘盐”的原因可能是碘酸钾受热不稳定C．“加碘食盐”中的“碘”是指碘单质D．1kg此食盐中含碘酸钾(35±15)mg答案：B解析：此食盐是混合物，不是纯净物，A错误；“菜未烧熟不宜加入加碘盐”的原因可能是碘酸钾受热不稳定，B正确；“加碘食盐”中的“碘”是指碘元素，不是指碘单质，C错误；1kg此食盐中含碘元素(35±15)mg，D错误。3．某实验室从海带中提取I2的实验流程如图所示，下列说法不正确的是()A．操作①用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗B．操作②中需加入氧化剂C．可以用四氯化碳或酒精代替苯作萃取剂D．蒸馏I2的苯溶液可获取I2并回收苯答案：C解析：操作①是过滤，过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，A项正确；操作②是将I－氧化成I2，则需要加入氧化剂，B项正确；酒精与水互溶，酒精不能代替苯作萃取剂，C项错误；碘溶于苯但沸点与苯不同，可以蒸馏I2的苯溶液获取I2并回收苯，D项正确。4．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种粒子之间有如图所示的转化关系。则下列说法不正确的是()A.可用KI­淀粉试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘B．足量Cl2能使湿润的KI­淀粉试纸由蓝变白的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HClC．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IOeq\o\al(－,3)D．途径Ⅱ中若生成1molI2，反应中转移的电子数为10NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)答案：C解析：加碘盐中含有IOeq\o\al(－,3)，在酸性条件下可被I－还原生成I2，KI­淀粉试纸会变蓝，A项正确；根据图示转化关系可知，足量Cl2使湿润的KI­淀粉试纸由蓝变白的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O=2HIO3＋10HCl，B项正确；根据途径Ⅰ可知氧化性：Cl2>I2，根据途径Ⅱ可知氧化性：IOeq\o\al(－,3)>I2，根据途径Ⅲ可知氧化性：Cl2>IOeq\o\al(－,3)，C项错误；D项，根据关系式2IOeq\o\al(－,3)～I2～10e－可知，若生成1molI2，反应中转移的电子数为10NA，D项正确。5．如图为实验室从海带中提取碘单质的流程示意图，判断下列说法错误的是()A．步骤①需要用到坩埚B．步骤③需要过滤装置C．步骤⑤需要用到坩埚D．步骤⑥需要蒸馏装置答案：C解析：应放在坩埚中灼烧，A项正确；步骤③用于分离固体和液体，得到含碘离子的溶液，为过滤操作，B项正确；⑤为萃取和分液，所用主要仪器是分液漏斗、烧杯，C项错误；步骤⑥分离碘与苯，二者互溶，但沸点不同，故操作名称是蒸馏，D项正确。6．加碘盐中碘元素可来自海带，下列说法正确的是()A．加碘盐中的碘以KI的形式存在B．在实验室里，可将干海带置于蒸发皿中灼烧，再加水溶解并过滤以分离出I－C．可用双氧水将I－氧化为单质碘D．可用酒精萃取碘单质以制备“碘酒”答案：C解析加碘盐中的碘以碘酸钾的形式存在，故A错误；灼烧应在坩埚中进行，故B错误；双氧水有较强氧化性，可以氧化碘离子生成碘单质，故C正确；酒精与水可以任意比例互溶，不能作为萃取剂，故D错误。7．以已经提取出氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水为主要原料，采用如图所示的工艺流程生产单质碘。(1)写出乙、丁溶液中溶质的化学式：乙________，丁________。(2)第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是________(填字母)。A．除去NOB．除去未反应的I－C．除去未反应的FeD．除去碱性物质(3)第⑦步操作中提纯I2的步骤是________、________、__________。(4)实验室检验I2的方法是______________________________________________________。(5)甲物质见光易变黑，其原因是______________________________(用化学方程式表示)。答案：(1)FeI2FeCl3(2)C(3)萃取分液蒸馏(4)将其加入淀粉溶液中，溶液显蓝色(5)2AgIeq\o(=,\s\up7(光照))2Ag＋I2解析：题述流程中的反应过程如下所示：8.海带中含有丰富的碘,为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:请填写下列空白：(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是(从下列仪器中选出所需仪器，用标号字母填写在空白处)。A．烧杯B．坩埚C．表面皿D．泥三角E．酒精灯F．干燥器(2)步骤③的实验操作名称是，步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是。(3)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是。(4)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：。答案：(1)BDE蒸馏(3)苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中的大。(4)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液；观察是否出现蓝色，如果变蓝，说明还有单质碘，如果不变蓝，说明没有单质碘。解析：(1)灼烧用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳。(2)物质的分离常用的方法是固液分离用过滤；液液不互溶用分液；液液互溶用蒸馏。(3)作为萃取剂必须符合两个条件：①被萃取物质在萃取剂中的溶解度远远大于在水中的溶解度；②萃取剂与水互不相溶，即分层。(4)利用碘单质遇到淀粉变蓝色的特性检验。【学习效果】1．下列说法正确的是()A．从海水中提取溴单质的过程中涉及氧化还原反应B．从海带中提取碘单质的过程中只涉及复分解反应C．从海水中提取镁单质的过程中涉及置换反应D．从海水中提取氯化钠的过程中涉及化学反应答案：A解析：从海水中提取单质溴，通常是用氯气氧化溴离子生成溴单质，然后鼓入热空气或水蒸气，使溴从溶液中挥发出来，冷凝后得到粗溴，涉及氧化还原反应，A项正确；从海带中提取单质碘，主要反应过程是I－eq\o(→,\s\up7(氧化剂))I2，涉及氧化还原反应，不涉及复分解反应，B项错误；从海水中提取镁单质，通常将熟石灰加入海水沉淀池中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就能制得金属镁，没有涉及置换反应，C项错误；海水蒸发制氯化钠的过程是利用氯化钠的溶解度随温度变化不大，蒸发水得到氯化钠晶体，是物理变化，D项错误。2．在“粗盐提纯”的实验中，蒸发时正确的操作是()A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌C．待水分完全蒸干后停止加热D．蒸发皿中出现大量固体时即停止加热答案：D解析：蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质，未过滤即蒸发，A项错误；加热过程中应用玻璃棒不断搅拌，B项错误；当蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用余热将剩余液体蒸干，C项错误、D项正确。3．为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤②加过量NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2CO3溶液⑤加过量BaCl2溶液，正确的操作顺序是()A．①④②⑤③ B．④①②⑤③C．②④⑤①③ D．⑤②④①③答案：D解析：首先要明确除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，可分别加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液，且三种溶液均过量，才能使杂质离子分别变成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀，过量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去，故要先加入BaCl2溶液，再加入Na2CO3溶液，才能保证不引入新杂质Ba2＋，而多余的NaOH和Na2CO3只需要在过滤后再加入盐酸即可，至于NaOH溶液的加入顺序，只要在过滤前加入就可除去Mg2＋，故D项正确。4．某溶液中含有Ba2＋、Cu2＋、Ag＋，现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离，其流程如图所示。下列说法正确的是()A．试剂A为Na2SO4溶液B．沉淀3的化学式可能是BaSO4C．生成沉淀1的离子方程式为Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓D．生成沉淀2的离子方程式为Ag＋＋Cl－=AgCl↓答案：B解析：氢氧根离子和铜离子、银离子反应，硫酸根离子和银离子、钡离子反应，所以先用盐酸将银离子转化为沉淀，则A是盐酸，A错误；过滤后加入Na2SO4或NaOH溶液生成硫酸钡沉淀或Cu(OH)2沉淀，所以B可能是Na2SO4或NaOH溶液，若B是NaOH溶液，则沉淀3是硫酸钡，B正确；生成沉淀1的离子方程式为Ag＋＋Cl－=AgCl↓，C错误；生成沉淀2的离子方程式为Cu2＋＋2OH－=Cu(OH)2↓或Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，D错误。5．0.1mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧，生成的固体的质量依次为m1、m2、m3，下列关系式正确的是()A．m2>m1>m3 B．m1＝m2>m3C．m1＝m2＝m3 D．m3>m2>m1答案：A解析：有关反应的化学方程式依次为2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO；2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C；3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2，根据反应方程式易知0.1molMg分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧后，固体的质量分别增加1.6g、2.2g、0.93g。6．从海水中提取镁的工艺流程可表示如下：下列说法不正确的是()A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B．直接电解MgCl2溶液也可以得到镁单质C．步骤④用到的实验仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、三脚架等D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应答案：B7．海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．大量的氮、磷废水排入海洋，易引发赤潮B．工段③中加入盐酸，离子方程式为H＋＋OH－=H2OC．在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化D．工段①中除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸答案：A解析：废水中含有大量的氮、磷等元素，排入海洋，能引起赤潮，A项正确；Mg(OH)2不能拆写，B项错误；反应⑤为Br2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，溴元素被还原，C项错误；粗盐提纯的顺序中要注意两点，一是Na2CO3溶液在BaCl2溶液后加入，二是盐酸最后加入，D项错误。8．检验海带中碘元素的实验中，发生如下反应：2H＋＋2I－＋H2O2=I2＋2H2O。下列对该反应的叙述中不正确的是()A．I2为氧化产物B．H2O2既作氧化剂又作还原剂C．氧化性强弱顺序为H2O2>I2D．生成1molI2时转移2mol电子答案：B解析：，该反应中I2为氧化产物，H2O2作氧化剂，根据氧化性由强到弱的顺序为氧化剂>氧化产物，所以氧化性H2O2>I2；反应中每生成1molI2，转移2mol电子。9．为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某同学设计了如下实验方案：(1)操作①为____________________________________________________________________。(2)操作②～④加入的试剂依次为__________________________________________________。(3)判断SOeq\o\al(2－,4)已除尽的方法是_____________________________________________________。(4)实验过程中多次产生的沉淀________(填“需要”或“不需要”)多次过滤，其理由是_______________________________。(5)该同学的实验设计方案是否严密？________(填“是”或“否”)；请说明理由_________________________________________________________________。(6)写出上述提纯过程中可能涉及的反应的离子方程式：__________________________。答案：(1)加水溶解(2)Ba(NO3)2、K2CO3、KOH[或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3](3)静置，取上层澄清溶液，加入少量Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，表明SOeq\o\al(2－,4)已除尽(4)不需要几个沉淀反应互不干扰，因此最后只过滤一次即可，可减少操作程序(5)否加入盐酸调节溶液pH会引入Cl－，应加入稀硝酸(6)Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓，2OH－＋Mg2＋=Mg(OH)2↓，COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑，OH－＋H＋=H2O解析：沉淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以应先将固体配制成溶液。除去SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba(NO3)2和KOH溶液，过量的Ba2＋可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba(NO3)2溶液，后加入K2CO3溶液，不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引入Cl－。几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序。10．由于溴在海水中的含量很高，目前从海水中提取溴已经成