第4講海水中的元素

考綱展示熱點(diǎn)定位1.了解海水中的一些重要化學(xué)元素，了解海水綜合開(kāi)發(fā)利用的意義和方法。2.以海水的綜合利用為例，了解化工生產(chǎn)中遵循的“綠色化學(xué)”重要思想。1.海水的利用與物質(zhì)提純、分離與檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)綜合。2.鎂的主要化學(xué)性質(zhì)。3.鹵素的化學(xué)性質(zhì)及遞變規(guī)律，鹵素離子的檢驗(yàn)。◎判斷下列說(shuō)法是否正確：1．(2009·廣東高考T2－C)赤潮主要是由工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活廢水引起沿海水域的富營(yíng)養(yǎng)化而造成的()2．(2009·廣東高考T2－D)海洋經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的資源開(kāi)發(fā)可獲得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金屬()3．(2009·江蘇高考T5－D)電解MgCl2飽和溶液，可制得金屬鎂()4．(2009·廣東高考T2－A)從海帶中提取碘單質(zhì)的過(guò)程涉及氧化還原反應(yīng)()提示：1.√2.×3.×4.√一、海水中的化學(xué)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種，分別是：

(寫元素符號(hào))，主要以

的形式存在。(2)微量元素：每升海水里，含量低于

的元素，其中

(寫名稱)元素用做核燃料；

(寫名稱)元素是熱核反應(yīng)的重要材料之一，也是特種合金的原料；“碘鹽”是在食鹽中加入一定量的

(寫化學(xué)式)等。1mgCl、Na、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F鹽1mg鈾鋰KIO32．氯堿工業(yè)(1)原料：

。(2)原理：電解飽和食鹽水，化學(xué)方程式為：

。二、鎂和海水提鎂1．鎂(1)物理性質(zhì)：具有

色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點(diǎn)較低，有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。粗鹽銀白(2)化學(xué)性質(zhì)(3)用途：生產(chǎn)合金，冶金工業(yè)上用做

。還原劑和脫氧劑2．海水提鎂的反應(yīng)原理沉淀Mg(OH)2：

制取MgCl2：

電解MgCl2：

[開(kāi)放探究1]鎂條在空氣中燃燒，生成物有哪些？寫出有關(guān)化學(xué)方程式。Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O三、溴和海水提溴1．溴、碘單質(zhì)物理性質(zhì)比較Br2I2顏色深紅棕色紫黑色狀態(tài)溶解性及溶液顏色水中

、橙黃

、棕黃酒精中

、紅棕

、棕褐CCl4中

、紅棕

、紫紅特性易

、有毒易

，遇淀粉變

.保存棕色細(xì)口瓶并用蠟密封，置冷暗處棕色廣口瓶液體固體可溶可溶易溶易溶易溶易溶揮發(fā)升華藍(lán)2.海水提溴(1)反應(yīng)原理：

。(2)原料：濃縮海水或制鹽鹵水。(3)提取流程：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2[開(kāi)放探究2]能使溴水褪色的物質(zhì)有哪些？提示：(1)因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì)：苯、CCl4、直餾汽油等有機(jī)溶劑。(2)能與溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無(wú)機(jī)化合物：H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。(3)能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬，如Na、Mg、Al、Zn等。(4)能與溴發(fā)生加成反應(yīng)的有機(jī)物，如乙烯。(5)能被溴水氧化的有機(jī)化合物，如含有醛基的化合物(—CHO＋Br2＋H2O―→—COOH＋2HBr)。(6)能與溴水發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì)，如NaOH、Na2CO3等。(7)加入活性炭等吸附劑，使溴水褪色。1．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．有些活潑金屬如鋁可用作熱還原法的還原劑B．用電解NaCl溶液的方法來(lái)冶煉金屬鈉C．可用電解熔融氧化鋁的方法來(lái)冶煉鋁D．回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物答案：

B

2．在盛有溴水的三支試管中分別加入苯、四氯化碳和酒精，振蕩后靜置，出現(xiàn)如圖現(xiàn)象，正確的結(jié)論是()A．①加CCl4②加苯③加酒精B．①加酒精②加CCl4③加苯C．①加苯②加CCl4③加酒精D．①加苯②加酒精③加CCl4解析：

ρ(苯)<ρ(水)，ρ(CCl4)>ρ(水)；酒精和水混溶；Br2在水中的溶解度比在有機(jī)溶劑中的溶解度小得多；苯和CCl4萃取了溴水中的溴并和水分層，而酒精不能從溴水中萃取Br2。答案：

C3．在溴水中加入或通入下列物質(zhì)：①鎂粉②SO2③H2S④活性炭⑤AgNO3溶液⑥NaHCO3溶液⑦NH3⑧KI，能使溶液褪色的是()A．全部 B．④⑧C．除⑧外 D.②③④⑤解析：

溴水能與Mg、SO2、H2S、AgNO3溶液、NaHCO3溶液反應(yīng)，使Br2轉(zhuǎn)化為無(wú)色的Br－，活性炭能吸附Br2，NH3和溴水反應(yīng)生成NH4Br，而溴與KI生成I2，碘水溶液有顏色。答案：

C4．鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工業(yè)制造鎂蒸氣在某氣體中冷卻。下列可作為冷卻氣體的是()①空氣②CO2③Ar④H2⑤N2A．①和② B．②和④C．③和④ D．④和⑤解析：

“鎂蒸氣在某氣體中冷卻”，說(shuō)明高溫下鎂與這些氣體不反應(yīng)，由于空氣、CO2、N2在加熱的條件下均能與Mg反應(yīng)，故不能用作冷卻氣體。答案：

C5.海水是鎂的主要來(lái)源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進(jìn)行：①把貝殼制成石灰乳；②向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗滌、過(guò)濾沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過(guò)濾、干燥；④電解得到產(chǎn)物。(1)以上提取鎂的全過(guò)程中，沒(méi)有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是________(填序號(hào))。A．分解反應(yīng) B．化合反應(yīng)C．置換反應(yīng) D．復(fù)分解反應(yīng)(2)下列關(guān)于提取鎂的說(shuō)法中，不正確的是________(填序號(hào))。A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)自大海B．進(jìn)行①②③步驟的目的是富集MgCl2C．可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D．電解冶煉鎂要消耗大量電能答案：

(1)C(2)C

一、溴、碘的性質(zhì)(教師可根據(jù)實(shí)際情況確定例題)1．下列敘述中正確的是()A．碘易升華，所以要保存在鐵蓋旋緊的試劑瓶中B．液溴應(yīng)保存在磨口玻璃塞棕色細(xì)口試劑瓶中，并加少量水進(jìn)行水封C．碘易溶于酒精，所以可用酒精從碘水中將碘萃取出來(lái)D．用加熱的方法可將碳酸氫鈉中混有的少量碘除去答案：

B

2．已知常溫下氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)放出氯氣，現(xiàn)按下圖所示進(jìn)行鹵素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。玻璃管內(nèi)裝有分別滴有不同溶液的白色棉球，反應(yīng)一段時(shí)間后，對(duì)圖中指定部位顏色描述正確的是()①②③④A黃綠色橙色藍(lán)色白色B無(wú)色橙色紫色白色C黃綠色橙色藍(lán)色無(wú)色D黃綠色無(wú)色紫色白色解析：

錐形瓶中KClO3與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2，①處氣體呈黃綠色；氯氣與NaBr溶液反應(yīng)置換出Br2，②處呈橙色；遇KI淀粉溶液，置換出I2，而I2遇淀粉變藍(lán)色；氯氣可被NaOH溶液吸收，④處棉球仍為白色。答案：

A3．鑒別NaCl、NaBr、NaI可以選用的試劑是()①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥氯水、己烯A．①②④ B．②③⑥C．②④⑤ D．④⑤⑥解析：

答案：

C1．鹵素單質(zhì)及其化合物性質(zhì)比較(1)單質(zhì)氧化性：F2>Cl2>Br2>I2(2)離子還原性：I－>Br－>Cl－>F－(3)HX的穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI(4)最高價(jià)含氧酸的酸性：HClO4>HBrO4>HIO42．特性(1)溴①溴在常溫下為深紅棕色液體，是中學(xué)階段惟一的液態(tài)非金屬單質(zhì)。②溴易揮發(fā)，有毒，溴蒸氣呈紅棕色。(2)碘①紫黑色固體，具有金屬光澤。②碘易升華，常利用該性質(zhì)來(lái)分離提純碘。③I2遇淀粉顯藍(lán)色，可利用該特性來(lái)鑒定碘的存在。④I2與鐵加熱生成FeI2，同理Fe3＋與I－也不能共存。3．保存(1)溴實(shí)驗(yàn)室中較大量的溴應(yīng)保存在帶玻璃塞的棕色細(xì)口試劑瓶中，且要用石蠟密封瓶口；少量的溴，可保存在帶玻璃塞的棕色細(xì)口試劑瓶中，再加少量水進(jìn)行水封，以減少溴的揮發(fā)。(2)碘單質(zhì)碘密封保存在棕色廣口玻璃瓶中。4．萃取(1)萃取劑的選擇①與原溶劑互不相溶。②溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度。(2)萃取與分液萃取與分液是兩種完全不同的操作。如：在溴水中分離出溴的步驟為：①先放入苯或CCl4萃取，②靜置分液，③蒸餾。二、從海水中提取鎂、溴、碘(教師可根據(jù)實(shí)際情況確定例題)4．從海水中提取鎂，正確的方法是()解析：

解決此題的關(guān)鍵既要知道鎂是由熔融的MgCl2得到，還要知道實(shí)際生產(chǎn)中從海水提取MgCl2的途徑及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH溶液)。答案：

D5．海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如圖所示：(1)提取碘的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)操作①的名稱是________；寫出過(guò)程②中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。(2)提取碘的過(guò)程中可選用的有機(jī)試劑為_(kāi)_______。A．酒精、四氯化碳 B．四氯化碳、苯C．汽油、醋酸 D．汽油、甘油(3)為使海藻灰中的碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液，實(shí)驗(yàn)室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品，尚缺少的玻璃儀器是______________。答案：

(1)過(guò)濾2I－＋Cl2===I2＋2Cl－(2)B(3)漏斗、分液漏斗1．鎂的提取(1)流程2．海水提取溴(1)流程(2)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)①2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4③2HBr＋Cl2===2HCl＋Br23．海帶中提取碘(1)流程(2)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。1．下列海水中的元素，對(duì)其用途的說(shuō)明中，不正確的是()A．鋰作為熱核反應(yīng)的重要材料B．碘用于醫(yī)藥制碘酒C．鈾用于制氫彈D．鎂用于制造飛機(jī)、汽車解析：

鈾用做核燃料，可以制造原子彈，12H、13H才是用于制造氫彈。答案：

C2．下列物質(zhì)加入溴水，經(jīng)振蕩，因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴水褪色的是()①Na2S②NaOH③乙酸④鎂粉⑤裂化汽油⑥甲苯A．①②③⑤ B．②④⑤⑥C．①②④⑤ D．②③④⑥答案：

C

3．濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙接觸某氣體而顯藍(lán)色，該氣體中可能是()①Cl2②NO2③H2S④SO2⑤HCl⑥溴蒸氣A．①③④ B．①②⑤C．①②⑥ D．②④⑤解析：

能實(shí)現(xiàn)I－―→I2轉(zhuǎn)化的氣體必須具有強(qiáng)氧化性，其中Cl2、NO2、Br2能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化。答案：

C4．下列溶液能與鎂反應(yīng)生成氫氣的是()A．氯化銨溶液 B．氫氧化鈉溶液C．碳酸鉀溶液 D．飽和石灰水答案：

A5．海洋中有大量寶貴資源。被稱為“海洋元素”的溴，其工業(yè)制法為把海水濃縮得鹽鹵，然后加熱到363K，控制pH為3.5，通入氯氣把溴置換出來(lái)，然后用一種氣體X把溴吹出，再用純堿溶液吸收，這時(shí)，溴轉(zhuǎn)化為溴離子和溴酸根，CO32－轉(zhuǎn)化為CO2，最后用硫酸酸化，單質(zhì)溴可從溶液中析出。(1)把溴吹出的氣體X，最可能用下面的________(填序號(hào))。A．乙烯 B．空氣 C．氬氣 D．CO2(2)某同學(xué)對(duì)上述工藝提出改進(jìn)意見(jiàn)，認(rèn)為氧化后直接用有機(jī)溶劑萃取出溴即可，你認(rèn)為其建議是否合理。________(填“是”或“否”)，并說(shuō)出理由____________________________________。(3)提取溴的工廠往往會(huì)因?yàn)殇宓膿]發(fā)而造成空氣污染。某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備用排液體法收集一瓶該工廠的空氣，然后去測(cè)定其含量。請(qǐng)從下列試劑中選擇排液法