海洋化学资源的综合利用（学生版）高一化学讲与练（苏教2019）

第三单元海洋化学资源的综合利用目标导航目标导航课程标准课标解读1．初步学会物质的分离、提纯等化学实验基础知识和基本技能。2．结合真实情境中的应用或通过实验探究，了解溴及其重要化合物的主要性质。1．能根据粗盐提纯以及海水中提取溴的现象辨识物质及其反应，能对物质及其反应进行分类和表征，能联系物质的组成和结构解释宏观现象。（宏观辨识与微观探析）2．能设计实验方案，组装实验仪器，与同学合作完成实验操作，能运用多种方式收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，提出自己的看法。（科学探究与创新意识）3．具有较强的问题意识，能与同学在讨论基础上提出探究的问题，独立完成实验，收集实验证据，基于现象和数据进行分析并得出结论，交流自己的探究成果。（科学探究与创新意识）4．能针对某些化学工艺设计存在的各种问题，提出处理或解决问题的具体方案。（科学态度与社会责任）知识01粗盐提纯【基础实验】粗盐中杂质离子的去除1．除杂试剂的选择步骤杂质加入的试剂离子方程式12342．实验步骤(1)除去不溶性杂质①将粗盐倒入烧杯中，加适量水溶解，用玻璃棒搅拌；②在过滤器上将粗盐水过滤，弃去沉淀，保留________。(2)去除杂质离子①向烧杯中加入________________，边加边搅拌，直至________________产生；②再依次加入____________和____________溶液，边加边搅拌，直至________________产生；③将混合物在过滤器上过滤，弃去沉淀，保留________。(3)提纯①向滤液中加入适量________，边加边搅拌，直至________________产生，用pH试纸测量溶液的pH，使溶液的pH________7；②将溶液转移至________中，用酒精灯加热蒸干。3．问题探究(1)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序是否可以颠倒？为什么？(2)如何检验食盐水中杂质离子已除干净？粗盐提纯的流程【即学即练1】实验室用粗盐提纯制取食盐晶体的过程中，下列操作不需要的是()知识02从海水中提取溴1．从海水中提取溴的流程(1)酸化：将提取食盐后的母液用________酸化，目的是抑制________________的反应。(2)氧化：将氯气通入母液中，将溶液中的溴离子转化为________，离子方程式为：___________________。(3)空气吹出：鼓入热空气，使溴从溶液中________出来，________得到粗溴水。(4)精制：将粗溴水进一步精制，得到高纯度的单质溴。2．溴的用途(1)制备药物：“红药水”中含有溴元素；溴化钾、溴化钠、溴化铵等可配成________。(2)制造杀虫剂。(3)制造感光剂：溴化银可用作医疗________________上的感光剂。从海水中提取溴，一般要经历三个步骤，即浓缩、氧化和提取。(1)浓缩并酸化海水后，通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr＋Cl2=Br2＋2NaCl。(2)向含溴单质的水溶液中通热空气或水蒸气，将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br2＋SO2＋2H2O=2HBr＋H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)。(3)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2。(4)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。(5)从海水中提取溴的流程【即学即练2】由海水提取溴的部分流程如下。下列说法不正确的是()A．反应①②③为氧化还原反应B．反应②中生成H2SO4和HBrC．氧化性：Cl2>Br2>SO2D．反应③溶液中生成的Br2可以用乙醇萃取知识03从海水中提取镁1．工艺流程相关反应的方程式(1)分解贝壳制取氢氧化钙：①________________________________；②________________________________。(2)沉淀镁离子：________________________________________。(3)制备氯化镁：________________________________________。(4)制取金属镁：________________________________________。2．镁单质的化学性质(1)原子结构镁的原子结构示意图为：，在化学反应中易______2个电子，形成镁离子，具有强______性。(2)化学性质：镁是活泼的金属，能在O2、N2、CO2中燃烧。①在氧气中燃烧：________________________，现象：________________________。②在氮气中燃烧：________________________________。③在二氧化碳中燃烧：________________________________。④与盐酸反应：________________________________。3．镁合金、氧化镁(1)镁是________金属，密度________，易传热，导电，能与________等金属形成合金。(2)镁合金的性质特点：密度________、硬度和强度________。(3)镁合金的用途：制造________________________________。(4)氧化镁：________难溶于水的固体，熔点________，常用作________材料。1．从海水中提镁的过程(1)海水提镁的工艺流程图(2)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。(3)工业上电解熔融的氯化镁制取镁，而不是电解氧化镁制取镁。(4)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。2．镁的化学性质性质举例反应方程式与非金属单质反应与O2反应2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO与N2反应3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2与非氧化性酸反应Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑与水反应Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑与氧化物反应2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C【即学即练3】从海水中提取镁的工业生产流程如下：下列说法不正确的是()A．此法的优点之一是原料来源丰富B．该提取镁的过程中涉及分解反应、复分解反应和氧化还原反应C．步骤①②③的目的是从海水中提取无水MgCl2D．步骤②中加盐酸的离子方程式为OH－＋H＋=H2O【即学即练4】已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式__________________________________。(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是____________________________。知识04从海带中提取碘1．海带提碘的原理(1)碘在海带中以________的形式存在。(2)海带中的碘元素在浸泡时以________的形式进入水中，可选择Cl2、H2O2等氧化剂把________氧化成________，离子方程式分别可表示为：________________________________，________________________________。2．从海带中提取碘的工业生产流程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：________。(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：________________________________，生成的单质碘用淀粉溶液检验，现象是________________。(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：①将食盐用水溶解，加入适量________；②蘸取少量溶液，滴在________________试纸上。实验现象及结论：试纸________，证明有碘元素存在。4．碘元素的应用碘是人体必需的微量元素，人体缺碘时患________________。1．碘的提取原理及操作(1)用水浸泡海带或海藻灼烧后的灰烬。(2)向水中通入适量的氯气，使碘离子转化为碘单质：2NaI＋Cl2=I2＋2NaCl。(3)过滤，用有机溶剂萃取碘单质。(4)流程2．氯、溴、碘主要性质及离子检验(1)卤素单质的性质①Br2、I2与Cl2有相似的化学性质，如均能与金属、非金属(H2)、H2O、碱反应。②氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞I2。(2)卤素单质的检验Cl2Br2I2常温下外观黄绿色气体深红棕色液体紫黑色固体常用检验方法①能使湿润的KI淀粉试纸变蓝②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色能使湿润的KI淀粉试纸变蓝遇淀粉溶液变蓝(3)卤素离子的检验检验卤素离子的最好的方法是用硝酸银和稀硝酸，因为其灵敏度高，反应现象明显。检验时，一定要加入稀硝酸，以排除COeq\o\al(2－,3)、OH－等离子的干扰。【即学即练5】已知I­131是碘元素的一种同位素，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下：某化学兴趣小组将上述流程②③设计如图：回答下列问题：(1)写出提取过程①③中实验操作名称：①____________，③____________。(2)四氯化碳是________色、密度比水________的液体。F中下层液体的颜色为________色，上层液体中所含的阴离子主要为__________。【即学即练6】已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按如图进行卤素的性质实验。玻璃管内分别装有滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部分颜色描述正确的是()选项①②③④A黄绿色橙色蓝色白色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色红色D黄绿色无色紫色白色题型一粗盐提纯1．为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂，按下图步骤操作：eq\x(固体)eq\o(――→,\s\up7(加水))eq\x(溶液)eq\o(――→,\s\up7(加过量A))eq\o(――→,\s\up7(加过量B),\s\do5(操作Ⅰ))eq\x(滤液)eq\o(――→,\s\up7(加适量C))eq\o(――→,\s\up7(加热煮沸))eq\x(KCl溶液)eq\o(――→,\s\up7(操作Ⅱ))eq\x(KCl固体)(1)写出三种试剂的化学式：A________，B________，C________。(2)①加入过量A的目的是____________________，有关化学方程式为________________________、_______________________________。②加入过量B的目的是_____________________，有关化学方程式为________________________、__________________________________。③加热煮沸目的是________________________。(3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。1．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)。2．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。题型二从海水中提取溴2．从海水中提取的溴约占世界溴年产量的eq\f(1,3)，从海水中提取溴的主要步骤可表示为()A．氧化→吸收→吹出 B．氧化→吹出→吸收C．吹出→氧化→吸收 D．吹出→吸收→氧化3．工业上常用如下的方法从海水中提溴：下列说法错误的是()A．步骤①的主要反应为Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－B．物质X为HBrOC．步骤②③的目的是富集溴元素D．步骤②利用了溴易挥发的性质题型三从海水中提取镁4．某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁，其工艺流程如下，下列说法中错误的是()A．操作①②③是为了获得无水氯化镁B．操作④发生了氧化还原反应C．操作②是过滤D．若在实验室进行操作①需要漏斗、烧杯和玻璃棒三种玻璃仪器5．工业中从海水提取镁的流程如图所示：下列说法错误的是()A．石灰乳可由贝壳制得B．“蒸发”时不能直接将水全部蒸干C．“一定条件”是将氯化镁晶体配制成饱和溶液D．以上操作过程中有两处涉及氧化还原反应海水提镁的注意事项(1)海水提镁的过程中除去MgCl2·6H2O中的结晶水需要在HCl气流中，主要是为了得到纯净的氯化镁。(2)镁的还原性很强，所以不能用金属置换法来制取，只能用电解熔融氯化镁的方式来制取。题型四从海带中提取碘6．从海带中提取碘应该包括灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、蒸馏等过程。下列有关图示操作正确的是()A．用装置甲将海带灼烧成灰B．用装置乙过滤得含I－的溶液C．用装置丙分离出碘的CCl4溶液D．用装置丁蒸馏获得碘并回收CCl47．某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题。(1)第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬，该过程中将使用到的瓷质或玻璃质实验仪器有_________(填代号，限填3项)。A．试管B.瓷坩埚C．坩埚钳D．三脚架E．泥三角F．酒精灯G．烧杯H．量筒(2)第2步：I－溶液的获取。操作是______________________________________________。(3)第3步：氧化。操作是依次加入合适的试剂，下列氧化剂最好选用______(填代号)。A．浓硫酸B．新制氯水C．KMnO4溶液D．H2O2理由是______________________________。(4)碘单质的检验。操作是____________________________________________。题型四氯、溴、碘及其化合物的性质8．已知在浅绿色的溴化亚铁中通入氯气可以发生一系列的反应，某同学按下列流程图进行了相关的实验，请根据实验过程填空：写出上述反应的离子方程式。①________________________________。②________________________________。③________________________________。题型五镁的性质9．某同学在学习了镁单质的化学性质后知道了镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。于是，他根据学过的知识进行了如下学习。(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式________________________________________________。(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是________________________________。(3)有同学认为空气中氮气含量最大，所以产物中氮化镁含量最大。事实上是这样吗？为什么？_____________________________________________________。基础巩固1．海洋中蕴藏着巨大的化学资源，下列有关海水综合利用的说法正确的是()A．蒸发海水可以生产单质碘B．蒸馏海水可以得到淡水C．电解海水可以得到单质镁D．电解海水可以制得金属钠2．过滤后的食盐水中仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，通过如下几个实验步骤，可制得纯净的食盐水：①加入稍过量的Na2CO3溶液；②加入稍过量的NaOH溶液；③加入稍过量的BaCl2溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤过滤。正确的操作顺序是()A．①②③⑤④ B．②③①⑤④C．③②⑤①④ D．③⑤②①④3．从淡化海水中提取溴的流程如图所示，下列有关说法错误的是()A．X为SO2气体，也可将SO2换成Na2SO3B．设备Y为蒸馏塔C．在提取溴的过程中一定有Br－被氧化D．工业上每获得1molBr2，需要消耗Cl2的体积最多为44.8L(标准状况下)4．稀的碘水的颜色非常浅，近乎无色。现有两瓶稀溶液，一瓶是碘水，另一瓶是碘化钾溶液。鉴别这两瓶溶液应选用的试剂是()A．淀粉溶液B．AgNO3溶液C．酚酞溶液D．稀盐酸5．下列物质的转化不能通过一步反应实现的是()A．Mg→MgO B．MgO→Mg(OH)2C．MgO→MgCl2 D．MgCl2→Mg(OH)26．实验室中模拟“海带提碘”过程如图所示，图中①～⑤过程，一定用不到的仪器是()A．分液漏斗B．蒸发皿C．蒸馏烧瓶D．漏斗7．碘是合成碘化物的基本原料。空气吹出法从卤水中提碘的流程如下：以下说法正确的是()A．“氧化”时，通入过量Cl2保证I－被充分氧化B．“吹出”操作在吹出塔中进行，应将含碘卤水从塔底进入，热空气从塔顶吹入C．“吸收”操作中，碘蒸气与二氧化硫水溶液充分接触可生成两种酸D．“吸收”操作中，含SO2的吸收液也可以用NaOH溶液代替，生成的I－、IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))经酸化，即可得粗碘。使用NaOH吸收后溶液中I－、IOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的物质的量之比为1∶58．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9．海水是巨大的资源宝库，在海洋综合利用方面，我国进行了深入的研究。蛟龙号载人潜水器是我国自行设计、自主集成研制的载人潜水器，其主要目的是使人们更好地了解海洋。从海洋中提取的氯化钠样品中往往含有杂质。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_________________________。10．工业上“从海水中提取镁”的流程图如下图所示。其步骤如下：①将海边大量存在的贝壳煅烧成生石灰，并将生石灰制成石灰乳；②将石灰乳加入海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀；③在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl2·6H2O；④将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2；⑤电解熔融的MgCl2可得到Mg。请回答下列问题：(1)写出步骤②、⑤中发生反应的化学方程式：②____________________________⑤____________________________(2)在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是()A．分解反应B．化合反应C．复分解反应 D．置换反应(3)上述提取镁的流程中，在降低成本、减少污染方面做了一些工作，写出其中一点__________________。(4)若用电解制得的镁来制镁粉，可将镁加热变成蒸气，然后冷却得到镁粉，这个过程能在空气中进行吗？__________原因是什么？____________________________，现有气体：二氧化碳、氢气、氩气、氮气、氧气，可以选择的两种气体是____________。培优竞赛1．“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图：下列说法不正确的是()A．进入吹出塔前，Br－被氧化为Br2B．从吸收塔流出的溶液主要含HBr和H2SO4C．经过吸收塔后，溴元素得到富集D．两次通入水蒸气的作用都是参加反应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