第三章第四讲海水中的元素.

全局性掌控选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×1.Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O可用离子方程式H＋＋OH－===H2O表示(2010·全国卷ⅡT6－B)×2.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱(2010·山东高考T11－B)选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×3.用CCl4萃取碘水中的碘，先振荡，后静置，液体分层，下层呈无色(2010·广东高考T22－A)×4.MgCl2溶液与氨水反应的离子方程式是：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(2010·浙江高考T12－C)√5.电解熔融氯化镁可以制取金属镁(2010·上海高考T8－A)开发利用海水资源知识涉及面较广，与科技、生活、生产联系密切，因此成为历年高考的热点内容．由于新课改地区将《化学与技术》作为选修模块，所以必考内容中有选修模块内容，选修模块内容中有必考内容，难度中等或较大，题型为选择题和非选择题，其中选择题重点考查海水中元素的性质；非选择题重点是将海水资源的开发利用融合在物质推断、应用化学原理解决实际问题、化学实验和化学计算之中进行考查．开发利用海水资源知识与新能源、环境保护、工业生产、社会热点等问题相结合设计成流程图题，集分析、推断、实验、计算于一体，考查知识综合运用的能力、实验能力和计算能力，是今后高考命题的方向.一、海水中的化学元素1．常量及微量元素(1)常量元素：每升海水里，含量大于的元素，共有11种，分别是(写元素符号)，主要以盐的形式存在．(2)微量元素：每升海水里，含量低于的元素，其中(写名称)元素用做核燃料；(写名称)元素是热核反应的重要材料之一，也是特种合金的原料；“碘盐”是在食盐中加入一定量的(写化学式)等．1mgCl、Na、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F1mg铀锂KIO32．氯碱工业(1)原料：．(2)原理：电解饱和食盐水，化学方程式为：.粗盐2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑二、镁和海水提镁1．镁(1)物理性质：具有色金属光泽的固体．(2)化学性质(3)用途：生产合金，冶金工业上用做还原剂和脱氧剂．银白2．海水提镁的反应原理Mg2＋―→Mg(OH)2：.制取MgCl2溶液：.电解MgCl2：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2=====通电Mg＋Cl2↑1．电解MgCl2得到的镁蒸气应如何冷却成固体？提示：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氛围内冷却．三、溴和海水提溴1．溴、碘单质比较Br2I2颜色色色状态溶解性及溶液颜色水中可溶、橙黄微溶、棕黄酒精中溶、红棕溶、棕褐深红棕紫黑液体固体易易Br2I2溶解性及溶液颜色CCl4中溶、红棕溶、紫红特性易、有毒易，遇淀粉保存色瓶，少量时用水封，置冷暗处色瓶易易挥发升华变蓝棕细口棕广口2．海水提溴(1)原料：苦卤(晒盐后的母液)和Cl2.(2)反应原理：(用离子方程式表示)．(3)提取流程浓缩海水或制盐卤水，用硫酸酸化――→Cl2溶有Br2的浓缩海水或卤水――――→热空气或H2Og溴蒸气Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br22．如何通过化学反应证明氧化性：Cl2Br2I2？Cl－、Br－、I－的还原性顺序如何？提示：由Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Br2＋2I－===2Br－＋I2知氧化性：Cl2Br2I2.还原性由强到弱的顺序为：I－Br－Cl－.1．许多国家十分重视海水资源的综合利用．不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是()A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气D．食盐、淡水解析：氯、溴、碘、钠、镁、铝、氢元素在海水中均以化合态形式存在，要制得它们的单质，必须通过化学变化；而食盐和淡水可以通过蒸发海水的物理方法获得．答案：D.2．下表是食用碘盐包装上的部分说明，下列说法正确的是()配料精盐、碘酸钾、抗结剂碘含量35±15mg/kg储存方法密封、避光、防潮食用方法烹饪时，待食品熟后加入碘盐A．高温会导致碘的损失B．碘酸钾可氧化氯化钠C．可用淀粉检验碘盐中的碘酸钾D．该碘盐中碘酸钾含量为20～50mg/kg解析：碘酸钾不稳定因高温会导致碘的损失，A正确．碘酸钾不可氧化氯化钠，B错．碘盐中的碘酸钾不能使淀粉变蓝，C错．因该碘盐中碘含量在35±15mg/kg，则由碘酸钾的相对分子质量可计算出碘酸钾的含量范围应该为34～84mg/kg，D错．答案：A3．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉时，使镁蒸气在某气体中冷却．下列可作为冷却气体的是()①空气②CO2③Ar④H2⑤N2A．①和②B．②和④C．③和④D．④和⑤解析：“镁蒸气在某气体中冷却”，说明高温下镁与这些气体不反应，由于O2、CO2、N2在加热的条件下均能与Mg反应，故①②⑤不能用作冷却气体．答案：C4．向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入过量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到剩余固体物质的组成是()A．NaClNaBrNa2SO4B．NaClNa2SO4C．NaClNa2SO4I2D．NaClNaINa2SO4答案：B解析：该过程中氯气可以将Br－、I－氧化成单质，将SO2－3氧化为SO2－4，经过灼烧，溴、碘单质挥发，故剩余物质为NaCl和Na2SO4.5．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解析：要从海水中得到无水MgCl2，首先要加熟石灰生成Mg(OH)2沉淀，然后过滤，再将沉淀加盐酸溶解，得到MgCl2溶液，然后对溶液浓缩结晶得到氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，最后在HCl气流中加热使晶体脱水干燥即得无水MgCl2，故选D.答案：D6．根据溴的性质，填写下列表格中关于液溴保存方法的选择及有关原因的解释：①广口瓶②细口瓶③玻璃塞④橡皮塞⑤水封⑥煤油封⑦棕色瓶⑧无色瓶选择保存方法解释(1)(2)(3)(4)解析：溴呈液态，宜存放在细口瓶中；溴易挥发，因此需存放在棕色瓶中并用水封保存，由于溴易溶于有机溶剂，因此不能用煤油封；溴能腐蚀橡胶，因此需用玻璃塞而不能用橡皮塞．答案：选择保存方法解释(1)②液体药品存放在细口瓶中，便于倾倒液体(2)③液溴能腐蚀橡皮塞，不能腐蚀玻璃塞(3)⑤液溴易溶于煤油，在水中的溶解度小，密度大于水，用水封将减少溴的挥发(4)⑦水封后上层溴水中的HBrO见光易分解[师之说]1．镁的提取(1)流程(2)有关反应的化学方程式CaCO3=====高温CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2·6H2O=====HClMgCl2＋6H2O↑MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑.2．溴的提取(1)流程(2)有关反应的离子方程式2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－43．碘的提取(1)流程(2)有关反应的离子方程式2I－＋Cl2===I2＋2Cl－[例1]海水资源丰富，海水提取粗盐后的苦卤水可以用来提取Br2和镁．提取流程如下(1)就海水提溴回答下列问题a．反应②的离子方程式为_______________________.b．为了从反应③后的溶液中得到溴单质，向溶液中加入适量四氯化碳后，再进行______________________操作，该操作中的主要实验仪器是________，最后进行蒸馏得到溴单质．(2)就海水提镁回答下列问题a．工厂为提高经济效益，所用原料熟石灰取自海边的贝壳，写出由贝壳制熟石灰的化学方程式：_______________________________________________.b．加入熟石灰后，采用________操作分离出Mg(OH)2.c．从MgCl2溶液中分离出MgCl2晶体的操作是_______________________________________________.[名师精析](1)海水提溴利用空气吹出法．反应①是用Cl2将Br－氧化为Br2，再用空气吹出，反应②是SO2还原Br2，反应方程式为Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－4，反应③后得Br2用CCl4进行萃取．(2)Ca(OH)2的制取过程为：CaCO3―→CaO―→Ca(OH)2；将Mg(OH)2沉淀分离可用过滤的方法；将MgCl2溶液中的MgCl2结晶析出，可先加热浓缩再冷却结晶．[答案](1)a.SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO2－4b．萃取、分液分液漏斗(2)a.CaCO3=====高温CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2b．过滤c．蒸发浓缩，冷却结晶[学之用]1．海水中的碘富集在海带中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘．提取碘的途径如下所示：干海带――→焙烧海带灰――→水―→水溶液――→氧化――→Ⅰ――→Ⅱ碘单质下列有关叙述正确的是()A．碘元素在海水中也有游离态存在B．在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2C．操作Ⅰ是结晶或重结晶D．Ⅱ是提纯操作，常用蒸馏或分馏解析：碘元素在海水中以化合态存在，不存在游离态，A项错；操作Ⅰ、Ⅱ分别为萃取和分液与蒸馏，C错．答案：BD2．海水是镁的主要来源之一．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向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、干燥；④电解得到产物．(1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是________(填序号)A．分解反应B．化合反应C．置换反应D．复分解反应(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是______(填序号)．A．此法的优点之一是原料来自大海B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D．电解冶炼镁要消耗大量电能.答案：(1)C(2)C解析：(1)根据镁的提取过程：CaCO3――→△分解CaO――→H2O化合Ca(OH)2――→MgCl2复分解Mg(OH)2↓――→HCl复分解MgCl2――→电解分解Mg，可知未涉及置换反应．(2)由于MgO的熔点高，不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg.[师之说]1．AgNO3溶液——沉淀法未知液――――――――→滴加AgNO3溶液和稀硝酸生成白色沉淀，则有Cl－生成淡黄色沉淀，则有Br－生成黄色沉淀，则有I－2．置换——萃取法未知液――――――――――→加适量新制饱和氯水振荡――――――――――――――→加入CCl4下层或汽油上层振荡有机层呈红棕色或橙红色，表明原未知液中有Br－紫色、浅紫色或紫红色，表明原未知液中有I－3．置换——淀粉法检验I－未知液――――――――――――→加适量新制饱和氯水振荡―――――――→淀粉溶液振荡蓝色溶液，表明原未知液中有I－.[例2]某无色溶液中可能含有I－、NH＋4、Na＋、SO2－3，向该溶液中加入少量溴水，溶液仍呈无色，则下列关于该溶液组成的判断正确的是()①肯定不含I－②肯定不含Na＋③肯定含SO2－3④可能含I－A．①③B．①②③C．③④D．②③④[名师精析]由于加入溴水后溶液仍呈无色，说明Br2被还原为Br－，而I2在溶液中呈棕色，那么一定含有SO2－3(Br2＋SO2－3＋H2O===2H＋＋2Br－＋SO2－4)．由于还原性SO2－3＞I－(SO2－3＋I2＋H2O===SO2－4＋2H＋＋2I－)而加入的溴水少量，所以可能有I－(I－未被氧化)．[答案]C采用AgNO3溶液沉淀法检验卤素离子时要先加入稀HNO3酸化目的是防止CO2－3、PO3－4等离子的干扰．有关反应为：2Ag＋＋CO2－3===Ag2CO3↓(白色)，A