资源描述
第 4 节 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,锂、铀、碘,铀,锂,KIO3,2.氯碱工业 (1)原料:_。 (2)原理:电解饱和食盐水,化学方程式为 _。 二、镁和海水提镁 1.镁 (1)物理性质:具有银白色金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、传热和延展性。,粗盐,2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2,(2)化学性质:,与非金属反应 与O2反应：_(产生强烈白光) 与Cl2反应：_ 与CO2反应：_ 与H2O反应： 与酸(H+)反应：_ (3)用途：生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。,2Mg+O2 2MgO,Mg+Cl2 MgCl2,2Mg+CO2 2MgO+C,Mg+2H2O Mg(OH)2+H2,Mg+2H+=Mg2+H2,2.海水提镁的反应原理,Mg2+2OH-=Mg(OH)2,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,MgCl2(熔融) Mg+Cl2,考点 1 海水资源的开发利用,1.海水提镁 (1)生产流程：,(2)基本步骤及主要反应: 制熟石灰:CaCO3 CaO+CO2, CaO+H2O=Ca(OH)2。 沉淀:Mg2+2OH-=Mg(OH)2。 酸化:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O。 蒸发结晶:析出MgCl26H2O。 脱水:在氯化氢环境中使MgCl26H2O脱水制得无水氯化镁。 电解:电解熔融氯化镁制得镁。,三、溴、碘和海水提溴 1.溴、碘单质物理性质比较,液体,固体,可溶,可溶,易溶,易溶,挥发,升华,蓝,细口瓶,广口瓶,2.海水提溴 (1)反应原理:_。 (2)原料:浓缩海水或制盐卤水。 (3)提取流程:,Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,2.海水提溴 (1)生产流程:,(2)主要反应: 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 SO2+Br2+2H2O=4H+2Br-+,【高考警示】 (1)注意在海水中镁、溴和碘都以化合态形式存在且含量较低,需要先富集再提取,提取过程中要通过发生氧化还原反应获得它们的单质。 (2)提取海水中NaCl、镁、溴、碘的过程中要用到结晶、过滤、萃取和分液等实验操作,要注意这些操作的使用条件和操作方法的规范性。 (3)海水中铀和重水的提取,潮汐能、波浪能的开发对于新能源的开发具有重要意义。,【思考辨析】 1.碘属于海水中的常量元素。 ( ) 【分析】由于碘在海水中的含量小于1 mgL-1,故碘属于海水中的微量元素。 2.蒸发海水制成饱和食盐水,将其电解可制得金属钠。 ( ) 【分析】电解食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2,得不到Na,电解熔融氯化钠才能得到钠。,3.海水提溴的过程中不发生氧化还原反应。( ) 【分析】海水中的溴以Br-的形式存在,利用氯气将其氧化才能得到Br2。 4.电解MgCl2水溶液可得到金属镁。( ) 【分析】电解熔融MgCl2可制得金属镁,但电解MgCl2水溶液得不到金属Mg。,5.用CCl4萃取碘水中的碘,先振荡,后静置,液体分层,下层呈无色。( ) 【分析】由于CCl4密度比水密度大,萃取后CCl4层在下层,故应是上层呈无色。 6.将NaCl与I2的混合物加热可将二者分离。( ) 【分析】I2易升华,加热会变成碘蒸气,冷凝变为碘固体。,【典例1】(2013青岛模拟)海水资源的利用将走综合开发的道路,一次提取海水,同时提取多种物质。如图是某工厂对海水资源综合利用的示意图。,试回答下列问题: (1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、 等杂质,精制时通常在溶液中 依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶 液,过滤后向滤液中加入盐酸至溶液呈中性。请写出下列操作 中发生反应的离子方程式: 粗盐中加入过量的Na2CO3溶液:_。 滤液中加入盐酸至溶液呈中性:_。 (2)对精制饱和食盐水进行电解的化学方程式是_。,(3)提纯粗盐后的母液中含有K+、Mg2+、Na+等阳离子,对母液进行一系列的加工可以制得金属镁。 从充分利用当地海洋化学资源,提高生产与经济效益的角度考虑,制取石灰乳的原料是 。 从离子反应的角度思考,在母液中加入石灰乳的目的是 。 电解氯化镁的化学方程式是_。 在生产中,常涉及反应MgCl26H2O=MgCl2+6H2O,该反应需要在HCl气氛中才能顺利完成,其理由是_。,(4)提取Mg(OH)2后在剩余母液中加入一种常见的气态氧化剂,又可制取重要的化工原料溴单质。 生成溴单质的化学反应的离子方程式是_; 生产中将溴单质从混合物中分离出来的方法是_, 这种方法的成功应用是基于溴单质具有 性。 以下是对生产溴单质所用的气态氧化剂寻找提供货源的设想,其中合理的是 。 A.从外地购买 B.从本厂生产烧碱处循环 C.从本厂生产镁单质处循环 D.在当地新建生产工厂,从多种经营综合开发,打造大而强的现代化企业及本厂生产所需要的原料等方面来看,你认为该厂还可以再增加的生产项目是_。 【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)精制食盐水的过程中各种试剂的作用。 (2)氯碱工业、海水提镁、海水提溴的生产流程,明确各步的化学反应原理。,【解析】(1)过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的 Na2CO3溶液的作用分别是除 、除Mg2+、除Ca2+和过量的 Ba2+。过滤后在滤液中加入适量盐酸的作用是除去过量的OH- 和 。故粗盐中加入过量的Na2CO3溶液发生的反应为 ；在滤液 中加入盐酸至溶液呈中性发生的反应为2H+ = CO2+H2O，OH-+H+=H2O。,(2)电解饱和食盐水的化学方程式是 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2。 (3)从充分利用当地海洋化学资源,提高生产与经济效益的角度考虑,制取石灰乳的原料是贝壳。 加石灰乳的作用是富集Mg2+,制取Mg(OH)2。 电解熔融氯化镁的化学方程式是 MgCl2(熔融) Mg+Cl2。 MgCl2在加热时水解程度较大,通入HCl可抑制Mg2+水解。,(4)生成溴单质的离子方程式是2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,利用溴易挥发的性质,通入热空气或水蒸气将溴蒸气吹出。 电解NaCl溶液、电解熔融的MgCl2均可制得Cl2。 利用氯气的性质可增加生产项目:生产盐酸、制漂白粉(或漂粉精)、消毒液等。,答案：(1)Ca2+ =CaCO3, Ba2+ =BaCO3 2H+ =CO2+H2O，OH-+H+=H2O (2)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 (3)贝壳 制取氢氧化镁 MgCl2(熔融) Mg+Cl2 抑制MgCl2(Mg2+)水解 (4)2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 通入热空气或水蒸气将溴蒸气吹出 挥发 B、C 生产盐酸、制漂白粉或消毒液等(回答一项即可),【变式训练】(2013厦门模拟)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下图所示。下列说法不正确的是 ( ),A.可用BaCl2溶液除去粗盐中的 B.从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2 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,【解析】选D。除去 可选用BaCl2形成沉淀,过滤即可,A正 确;B选项利用氧化还原反应原理来提取溴,正确;使Mg2+转化成 Mg(OH)2,加入试剂提供一定量的OH-即可,石灰乳符合条件,C正 确;工业上采用电解熔融MgCl2的方法得到金属镁。,考点 2 卤素离子(Cl-、Br-、I-)的检验方法,1.AgNO3溶液和稀硝酸沉淀法,2.置换萃取法,有关反应的方程式为: 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,2I-+Cl2=I2+2Cl-,【高考警示】 (1)在检验卤素离子的实验时,若先用酸酸化,后加AgNO3溶液,只能用稀硝酸酸化,不能用盐酸或硫酸。 (2)若溶液中含有Br-和I-时,加入氯水,Br-和I-都能被氧化,无法证明Br-的存在。 (3)检验I-时,加入氯水或溴水后,可用淀粉溶液检验生成的I2。,【典例2】(2014宁德模拟)用下图所示方法,检验某固体中是否含有Cl-。关于溶液和溶液,下列说法正确的是 ( ) A.是BaCl2溶液,是稀盐酸 B.是AgNO3溶液,是HNO3溶液 C.是稀硝酸,是AgNO3溶液 D.是稀硫酸,是AgNO3溶液,【解题指南】解答本题注意以下两点: (1)离子检验过程中不能加入被检验的离子; (2)注意一些杂质离子的干扰。 【解析】选C。检验Cl-所用的试剂是AgNO3溶液和稀硝酸,若先 加入AgNO3溶液,则第一个试管中将产生白色沉淀,再向沉淀中 加稀硝酸看沉淀是否溶解,与图中的操作不相符;若先加入稀硝 酸溶液,则可以排除第一个试管中 等离子的干扰,Cl-仍 然存在于溶液中,然后取上层清液加AgNO3溶液看有无白色沉淀 生成,与图中的操作相符。,【变式训练】(2013广州模拟)甲、乙、丙三种溶液中各含一种X-(X-为Cl-、Br-、I-),向甲中加入淀粉溶液和氯水,则溶液变为橙色,再加入丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有 ( ) A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br- 【解析】选B。溴水为橙色,单质碘可使淀粉变蓝色,单质的氧化性:Cl2Br2I2。结合题目信息,甲溶液为橙色,说明甲溶液内含Br-;再加入丙溶液不变色,说明丙溶液里无I-或Br-,只能有Cl-,则乙溶液里一定含I-。,
展开阅读全文