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第4节海水中的元素,1了解海水中微量元素的存在和应用，以及综合利用海水化学资源的重要意义。2了解海水提镁的原理，认识镁单质的性质和用途。3认识氯、溴、碘单质的物理性质和化学性质。4了解海水提溴的原理以及其重要化合物的用途。,1金属镁的化学性质以及海水提镁的流程。2氯、溴、碘单质的物理性质及化学性质。,一、海水元素宝库镁与海水提镁1分类,大于,小于,氯、钠、镁、硫,锂、碘、铀,2几种元素的主要用途(1)氯：如其化合物氯化钠，是常用调味品，对人体的血液循环和新陈代谢有重要作用，也是_的原料。(2)锂：_的重要材料之一，也是制造_和_的原料。(3)碘：可用于制药，如碘酒，人缺碘容易形成_，所以我国政府规定食盐中必须加入_，以确保人体的碘摄入量。(4)铀：可作为_。,氯碱工业,热核反应,锂电池,特种合金,甲状腺肿瘤,碘酸钾,核燃料,3海水提镁(1)流程：浓缩的海水加碱_分离加盐酸_结晶、过滤、干燥、电解Mg(2)主要化学反应。Mg(OH)2的生成：_；MgCl2的生成：_；生成镁的化学方程式为：_。,Mg(OH)2,MgCl2,Mg2+2OH-=Mg(OH)2,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,MgCl2(熔融)Mg+Cl2,4镁(1)物理性质：_色，密度_，熔沸点_。(2)化学性质。镁是较活泼的金属，有较强的还原性。与O2反应：_与CO2反应：_与H2O反应：Mg+2H2OMg(OH)2+H2(3)用途：具有“国防金属”的美誉，在冶金工业上，金属镁常用做_和_。,银白,小,低,还原剂,脱氧剂,二、氯、溴、碘的性质比较海水提溴1氯、溴、碘的性质比较(1)溴的存在。99%的溴元素以_的形式存在于海水中，所以溴元素被人们称为“_”。,Br-,海洋元素,(2)氯、溴、碘的物理性质。,颜色、状态,黄绿色气体,深红棕色液体,紫黑色固体,特性,容易挥发,容易升华,保存,密封,密封、水封,密封,在不同溶剂中形成溶液的颜色,水,淡黄绿色,黄色橙色,深黄色褐色,酒精,橙红色,褐色,四氯化碳,橙色橙红色,紫色深紫色,(3)氯、溴、碘单质的氧化性强弱比较。完成下列反应的化学方程式氯气与溴化钠：_氯气与碘化钾：_溴与碘化钾：_单质的氧化性顺序：_阴离子的还原性顺序：_,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,Cl2+2KI=2KCl+I2,Br2+2KI=2KBr+I2,Cl2Br2I2,I-Br-Cl-,2海水中提取溴的步骤反应的离子方程式：_,苦卤水_通入_,浓缩,Cl2,鼓入_或_,热空气,水蒸气,Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,氧化,提取,3溴及其化合物的主要用途(1)在工业上，溴被大量地用来制造燃料的_，见光容易分解的_常被用做感光材料。(2)在农业生产中，常常使用含_的杀虫剂。(3)在医药方面，_和_常被用做镇静剂。,抗爆剂,溴化银,溴,溴化钠,溴化钾,1燃烧一定有氧气参与吗？提示：不一定。燃烧是指剧烈的发光发热的反应，因此不一定有氧气参加，有些物质在氯气、氮气、二氧化碳中也可以发生燃烧，如镁在氮气中燃烧，有时某些固体物质之间的反应也属于燃烧，如铁粉和硫粉的反应。,2能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体一定是氯气吗？提示：不一定。淀粉遇I2变蓝，湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝说明有碘单质存在，一些氧化性气体如氯气、溴蒸气、二氧化氮气体可以与碘化钾反应生成碘单质，因此都可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。,3某气体呈红棕色，该气体一定是溴蒸气吗？如何区分？提示：不一定。二氧化氮气体、溴蒸气都呈红棕色。可以加入适量水振荡，若溶液为无色则气体为二氧化氮，另一种气体则为溴蒸气。也可以加入硝酸银溶液，有沉淀生成的为溴蒸气。,一、海水提镁及镁的性质结合表中的实验内容，完成以下探究问题【实验记录】,1根据海水提镁的流程，讨论以下问题：(1)从海水中的Mg2+到金属镁，有哪些化学变化？哪些属于氧化还原反应？【精讲点拨】海水提镁的流程如下：,提示：Mg2+生成Mg(OH)2沉淀Mg2+提纯Mg；其中电解氯化镁制取镁的反应属于氧化还原反应，其余属于复分解反应。,(2)海水提镁过程中可以采取什么措施来提高经济效益？【思路分析】厂址选择建在海边，方便了原料供应；原材料采取循环利用。提示：就地取材。海水提镁厂设在海边，利用贝壳生产氧化钙；循环利用，提高原料的利用率,电解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取盐酸，盐酸再与Mg(OH)2反应。,2生活中大都采用水来灭火，若镁发生燃烧后应该用什么灭火呢？【思路分析】镁在加热时可以与热水反应生成易燃易爆的氢气，而且镁在二氧化碳气体中也可以燃烧。提示：镁在加热时可以与热水反应生成氢气，也能够与二氧化碳反应，因此不能用水，也不能用产生二氧化碳气体的灭火器具来灭火，应该用沙子灭火。,不同物质燃烧灭火方法不同(1)油燃烧、金属钠燃烧不能够用水来灭火，应该用沙子。因为油会浮在水面上，继续燃烧，钠与水剧烈反应生成氢气。(2)金属镁、金属钠燃烧不能够用泡沫灭火器和干粉灭火器，二者都能够产生二氧化碳，金属镁可在二氧化碳中燃烧，钠燃烧产生过氧化钠，二氧化碳能够与过氧化钠反应产生氧气。(3)酒精在实验台上着火，一般用湿抹布盖灭。,【典题训练】海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水(模拟海水中的离子：Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、HCO3-)中制备MgO的实验方案：(1)上述步骤中生成的沉淀是_，步骤中的离子方程式为_。(2)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的_，还生成少量的_(填化学式)。,【解析】(1)步骤发生反应Ca2+HCO3-+OH=CaCO3H2O，因此沉淀X为CaCO3；由题意可知，沉淀Y为Mg(OH)2,故步骤的离子方程式为Mg22OH=Mg(OH)2。(2)镁在空气中燃烧将会发生如下三个反应：2Mg+O22MgO，3Mg+N2Mg3N2，2Mg+CO22MgO+C，由于氧气比氮气要活泼得多，所以第一个反应是主要反应，主要产物是白色的MgO，还有少量Mg3N2和C。答案：(1)CaCO3Mg22OH=Mg(OH)2(2)MgOMg3N2和C,【互动探究】若将相同质量的Mg在足量的氧气、二氧化碳、氮气中燃烧，最终产物的质量分别为ag、bg、cg，那么三者的大小关系如何？提示：可以根据Mg原子守恒，假设有1mol金属Mg，燃烧后分别为1mol的MgO；1mol的MgO和05mol的C；1/3mol的Mg3N2。然后计算质量即可，三者大小关系为：bac。,二、氯、溴、碘的性质比较以下是氯、溴、碘的性质实验记录，根据该记录完成以下探究问题【实验记录】,实验内容,实验现象,溶液由无色变为橙色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈橙红色,溶液由无色变为褐色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈紫红色,溶液由无色变为褐色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈紫红色,化学方程式,Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,Cl2+2KI=2KCl+I2,Br2+2KI=2KBr+I2,实验结论,卤素单质的氧化性强弱顺序为：Cl2Br2I2阴离子的还原性强弱顺序为：Cl-Br-I-,1实验室是如何保存单质溴的？【思路分析】由于单质溴容易挥发，且溴蒸气有强烈的腐蚀性，因此单质溴的保存原则是：密闭、避光、低温，以防止溴挥发。提示：实验室中保存溴的做法是：(1)盛在细口、配有磨砂玻璃塞的棕色玻璃瓶中；(2)向盛溴的试剂瓶中加入少量的蒸馏水；(3)将盛溴的试剂瓶在低温避光处存放。,2如何区别KCl、NaBr、KI三种无色溶液？【思路分析】除氟元素之外，卤化银均难溶于水且沉淀的颜色不同，借此区分；也可以利用氯、溴、碘单质的氧化性强弱差别加以区分。提示:方法一：取三份溶液少量，分别加入AgNO3和稀硝酸混合溶液，产生白色沉淀的是KCl，浅黄色沉淀的是NaBr，黄色沉淀的是KI。方法二：分别滴加适量氯水，并加少量CCl4振荡，CCl4层呈橙红色的是NaBr，呈紫红色的是KI，仍呈无色的是KCl。,3怎样回收实验、中生成的碘单质？【思路分析】首先将得到的混合液倒入分液漏斗，充分振荡、静置后，再将漏斗内已分层的液体分液，最后将碘的四氯化碳溶液蒸馏得到纯净的单质碘。提示：(1)将试管中的混合液倒入分液漏斗，充分振荡，静置。(2)为了使分离尽量彻底，下层液体从下口放出后，及时关闭活塞，上层液体从上口倒出。(3)由于四氯化碳的沸点较低，易挥发，将分离出的下层液体加热进行蒸馏，分离出四氯化碳之后，烧瓶中可得到I2。,1萃取与物质的分离(1)萃取是物质分离的常用方法之一。萃取和分液往往结合进行，所用主要仪器是_。(2)萃取剂的选择原则。萃取剂与溶质_反应；萃取剂与原溶剂_；溶质在萃取剂中的溶解度要_其在原溶剂中的溶解度。,分液漏斗,不能,互不相溶,大于,2氯、溴、碘单质的化学性质的比较,与金属反应,2Fe+3X22FeX3(X代表Cl、Br)Fe+I2FeI2,加热或点燃,HX+HXO,NaX+NaXO+H2O,【典题训练】(2012沧州高一检测)溴(Br)与氯同属“卤族”元素，其单质在性质上具有很大的相似性，但Cl2比Br2的活泼性强，下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中不正确的是()A溴单质常温下为液态，但极容易挥发为溴蒸气B溴单质只具有氧化性C溴原子最外层有7个电子，在化学反应中容易得1个电子，表现氧化性D溴离子可以用酸性AgNO3溶液来检验,【解题指南】氯与溴的化学性质相似，解答本题时可根据氯的单质和化合物的性质推断溴的单质和化合物的性质，但应注意氯气和溴单质的物理性质不同。【解析】选B。常温下溴单质是惟一的一种液态的非金属单质；溴和氯原子的最外层都是7个电子，易得到1个电子形成稳定结构，都具有较强的氧化性；溴单质是0价，处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性；溴离子可以与酸性硝酸银发生反应生成浅黄色的沉淀，用于溴离子的检验。故选B。,【互动探究】(1)若把上题的题干和选项中的溴均改成碘，答案又选什么？提示：选A、B。碘单质在常温下是固体，易升华；且碘单质为0价也是中间价态，既具有氧化性又具有还原性。(2)若把上题中的C改成“溴单质可以与氯离子反应”，该题又选什么？提示：选B、C。溴单质的氧化性不如氯气强，所以溴单质不能与氯离子反应。,一、选择题1下列海水中的元素中，对其用途的叙述不正确的是()A锂是热核反应的重要材料之一B碘用于医药制碘酒，食盐加碘可预防甲状腺肿大C镁用于制造飞机、汽车、火箭，有“国防金属”的美誉D铀是制造原子弹和氢弹的主要原料【解析】选D。铀可以用作核燃料，也是制造原子弹的主要原料，但不是制造氢弹的原料。,2在盛有碘水的试管中，加入少量CCl4后振荡，静置片刻后()A整个溶液变为紫色B整个溶液变为棕黄色C上层为无色，下层为紫红色D下层为无色，上层为紫红色【解析】选C。碘易溶于CCl4，形成的溶液为紫红色，由于CCl4密度比水大，因此有色层在下层。,3从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤，洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤，在HCl气体氛围中干燥产物；将得到的产物熔融电解得到镁。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步骤的目的是从海水中获取MgCl2C提取镁的过程涉及化合、分解、置换反应D第步电解时，还会产生副产品氯气,【解析】选C。海水中含有相对较多的镁离子，海岸边有较多的贝壳可以成为制造石灰乳的原料，因此原料来源广泛；通过步骤从海水中将镁离子转化为氯化镁；提取镁的过程中并未涉及置换反应；电解熔融氯化镁的化学方程式为MgCl2Mg+Cl2。,4现有KCl和KBr的混合物387g,将混合物全部溶于水，并加入过量的AgNO3溶液，充分反应后产生663g沉淀,则原混合物中钾元素的质量分数为()A241%B259%C403%D481%,【解析】选C。分析题意知，溶质是KCl和KBr，而沉淀是AgCl和AgBr，而n(KCl)=n(AgCl),n(KBr)=n(AgBr),溶质的质量和沉淀的质量的差为663g-387g=276g,质量增加的原因是将溶质中的K+换成了沉淀中的Ag+,设K+质量为xg，则1molK+被1molAg+取代后的产物，其质量增加69g。K+Ag+m39g108g69gxg276g则则混合物中钾元素的质量分数为100%403%。,5已知镁是一种活泼金属，不仅可以与酸反应，还可以与热水反应，生成Mg(OH)2沉淀，而且Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C(2Mg+CO22MgO+C)。海水中镁的含量很大，世界上生产的镁60%来自海水，海水提镁需要在海水中加碱Mg2+2OH-Mg(OH)2，经沉淀分离后转化为氯化镁Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O，最终电解得到镁单质MgCl2(熔融)Mg+Cl2，根据上述过程中所涉及的反应，以下说法正确的是(),AMg与热水的反应是置换反应B将沉淀转化为MgCl2的过程，是镁原子失电子转化为Mg2+C电解得到镁的过程可以写出离子方程式，但不是氧化还原反应DMg在CO2中燃烧的反应中，CO2既是氧化剂又是还原剂,【解析】选A。根据化学方程式：Mg+2H2OMg(OH)2+H2,可知该反应属于置换反应，A项正确。将沉淀转化为MgCl2过程的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，没有化合价的变化，无电子得失，因此B项错误。电解得到镁的过程中有电子的转移，属于氧化还原反应，因此C项错误。根据化学方程式：2Mg+CO22MgO+C，可以得出Mg作还原剂，CO2作氧化剂，D项错误。,6(2012新课标全国卷)下列叙述中正确的是()A液溴易挥发，在存放液溴的试剂瓶中应加水封B能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I-D某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液一定含有Ag+,【解析】选A。A项，因为液溴易挥发，试剂瓶中存放时应水封，由此判断A项正确；B项只要能把碘化钾氧化成碘单质的物质都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,因此B项不正确；C项碘单质在四氯化碳中显紫色，加入四氯化碳，四氯化碳层显紫色证明存在碘单质，C项不正确；D项，加入氯化钡产生不溶于稀硝酸的白色沉淀可能是氯化银或硫酸钡，原溶液中可能存在Ag+、SO42-、SO32-，D项不正确。,二、非选择题7镁将成为21世纪重要的轻型环保材料，我国含有非常丰富的镁资源。(1)占地球表面积70%的海洋是天然的镁元素宝库，从海水中提取镁的流程如下：海水中的MgCl2Mg(OH)2MgCl26H2OMgCl2Mg,在实验室进行过滤操作时需要用到玻璃棒，其作用是_。写出步骤、步骤的化学方程式_、_。(2)金属镁是一种较活泼金属，在二氧化碳气体中也能燃烧，燃烧的化学方程式为2Mg+CO2C+2MgO，此反应类型属于()A分解反应B化合反应C置换反应D复分解反应,【解析】(1)在实验室进行过滤操作时需要用到玻璃棒，其作用是引流；步骤是MgCl2与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2步骤是电解熔融的MgCl2制备金属镁：MgCl2(熔融)Mg+Cl2(2)该反应是单质和化合物反应生成单质和化合物，故属于置换反应。,答案：(1)引流MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2MgCl2(熔融)Mg+Cl2(2)C,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)步骤灼烧海带时，除需要三脚架、泥三角外，还需要用到的实验仪器是_(从下列仪器中选出所需的仪器，将标号字母填写在空白处)。A烧杯B坩埚C表面皿D干燥器E酒精灯,(2)步骤的实验操作名称是_。(3)步骤反应的化学方程式是(溶质为KI)_。(4)步骤中，某学生选择用苯来提取碘是因为_、_。(5)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：_。,【解析】(1)灼烧海带需要在坩埚中进行，需要酒精灯、三角架、泥三角；(2)步骤是将海带灰悬浊液通过过滤分离出含碘离子的溶液；(3)步骤是在酸性条件下，用MnO2将KI氧化为单质碘，反应方程式如下：2KI+MnO2+2H2SO4=I2+MnSO4+K2SO4+2H2O；(4)选择萃取剂的要求：溶质在萃取剂中溶解度大且不反应；与原溶剂不互溶；(5)检验碘单质一般用淀粉溶液。,答案：(1)B、E(2)过滤(3)2KI+MnO2+2H2SO4=I2+MnSO4+K2SO4+2H2O(4)苯不溶于水碘在苯中的溶解度比在水中大(5)取下层液体加淀粉溶液，若显蓝色则含碘,
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