第1課時粗鹽提純從海水中提取溴專題32021內(nèi)容索引0102課前篇素養(yǎng)初探課堂篇素養(yǎng)提升素養(yǎng)目標(biāo)1.了解物質(zhì)分離提純的物理方法,了解化學(xué)沉淀法去除粗鹽中雜質(zhì)離子的原理與方法,培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)。2.了解從海水中提取溴單質(zhì)的基本原理和方法,了解溴在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3.認(rèn)識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在海洋資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價值。課前篇素養(yǎng)初探【知識鋪墊】除去粗鹽中不溶性雜質(zhì)的操作步驟如圖所示:1.上述三步實(shí)驗(yàn)操作的名稱依次為溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶。2.過濾操作要領(lǐng)為:一貼、二低、三靠;蒸發(fā)皿中液體的量不得超過容積的,蒸發(fā)過程中必須用玻璃棒不斷攪拌,目的是防止液體局部溫度過高而飛濺;當(dāng)加熱至出現(xiàn)大量固體時,應(yīng)停止加熱,利用余熱蒸干。3.上述三步實(shí)驗(yàn)操作中,玻璃棒的作用依次是攪拌、加速溶解,引流、將濁液引入過濾器,攪拌、使液體均勻受熱并防止液體飛濺?！颈貍渲R】1.除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈉和難溶性雜質(zhì)(1)試劑選擇(2)為使雜質(zhì)離子完全除去,加入的試劑需過量,后續(xù)試劑要能夠?qū)⑶懊嫠舆^量的試劑除去,例如加入Na2CO3溶液要在加BaCl2溶液之后。2.提溴基本原理與操作

【正誤判斷】判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)海洋是一個巨大的寶庫,海水是一種取之不盡的資源。(

)(2)通過海水曬鹽獲得的粗鹽可直接食用,但不能直接用于工業(yè)生產(chǎn)。(

)(3)提純粗鹽時先將粗鹽溶于水,再依次加入碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇溶液,過濾,可除去其中的可溶性雜質(zhì)。(

)(4)粗鹽提純過程中加入過量飽和碳酸鈉溶液的目的是將溶液中的鈣離子完全除去。(

)(5)工業(yè)海水提溴是向海水中通入氯氣,置換出溴單質(zhì)。(

)(6)溴化銀可用作醫(yī)療上X射線膠片上的感光劑。(

)(7)變色玻璃中常加入少量的溴化銀、氧化銅。(

)√××××√√課堂篇素養(yǎng)提升探究一粗鹽精制【問題探究】1.下面是粗鹽提純實(shí)驗(yàn)加入試劑(均為溶液)的順序:過濾一般在哪一步之前進(jìn)行?為什么?提示

過濾一般在加入鹽酸之前進(jìn)行,防止生成的沉淀被鹽酸部分溶解。2.加入的三種試劑均需稍過量,碳酸鈉溶液稍過量的作用是什么?最后加入鹽酸的目的是什么?提示

將溶液中的鈣離子和過量的鋇離子完全除去;加入鹽酸可除去過量的氫氧化鈉和碳酸鈉。3.怎樣檢驗(yàn)溶液中是否含有

、Cl-?【深化拓展】1.物質(zhì)分離提純的基本原則與注意事項(xiàng)基本原則:(1)不增(不引入新雜質(zhì));(2)不減(不減少被提純物質(zhì));(3)易分離(被提純物與雜質(zhì)易分離);(4)易復(fù)原(被提純物易復(fù)原)。注意事項(xiàng):(1)除雜試劑要過量;(2)過量試劑要除盡;(3)去除多種雜質(zhì)時要考慮加入試劑的順序;(4)選擇最佳的除雜途徑。2.提純粗鹽時除雜試劑加入順序有3種方案,下面是其中一種:【素能應(yīng)用】典例1下列除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)(主要雜質(zhì)為Ca2+、Mg2+、)的試劑加入順序正確的是(

)2、NaOH、鹽酸、Na2CO32CO3、NaOH、BaCl2、鹽酸、BaCl2、Na2CO3、鹽酸2、Na2CO3、鹽酸、NaOH答案

C方法點(diǎn)撥氯化鎂和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉;氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉;硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉;碳酸鈉和過量的氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉;稀鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水,和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳。Na2CO3溶液必須在BaCl2溶液后面加入。變式訓(xùn)練

1粗鹽中除了含有泥沙之外還含有Ca2+、Mg2+、

等雜質(zhì),從粗鹽獲得精鹽的一般步驟如下:加入的試劑①、②分別是:

、

。

答案

BaCl2溶液Na2CO3溶液解析

加入氫氧化鈉溶液可以除去溶液中的鎂離子,加入另外兩種試劑的目的是除去鈣離子和硫酸根離子,加入氯化鋇溶液可除去硫酸根離子,加入純堿溶液可除去鈣離子,過量的鋇離子需要通過碳酸鈉溶液除去,所以碳酸鈉溶液必須在氯化鋇溶液之后加入。探究二海水提溴【問題探究】利用下列流程可提取海水中的溴:1.從海水中提取溴,通常是將氯氣通入提取食鹽后的母液中,為什么不直接將氯氣通入海水中?提示

海水中溴離子濃度小,提取氯化鈉后的母液中溴離子濃度相對較大。2.如何將母液中的Br-轉(zhuǎn)化成溴單質(zhì)?寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。鼓入熱空氣或水蒸氣的目的是什么?提示

通入氯氣,將溴離子氧化為溴單質(zhì),2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2;鼓入熱空氣或水蒸氣的目的是使溴揮發(fā)出來,通過冷凝得到粗溴?！旧罨卣埂?/p>

流程中涉及的反應(yīng)原理如下。氧化:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2吹出:用空氣或水蒸氣將Br2吹出吸收:SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr(富集溴元素)氧化:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2【素能應(yīng)用】典例2海水是巨大的資源寶庫,從海水中提取食鹽和溴的生產(chǎn)流程如圖所示:(1)請列舉海水淡化的一種方法

。

(2)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-,其目的是

。

(3)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%,該反應(yīng)的離子方程式為

,

由此反應(yīng)可知,除保護(hù)環(huán)境外,在工業(yè)生產(chǎn)中還應(yīng)解決的問題是

。

答案

(1)蒸餾法(2)富集Br2,提高Br2的濃度(3)SO2+2H2O+Br2===4H++2Br-+強(qiáng)酸和溴對設(shè)備的腐蝕解析

本題考查海水提溴的反應(yīng)原理,考查學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)。步驟Ⅰ所得溶液中Br2的濃度很小,將Br2吹出后再用SO2吸收,最終用Cl2處理,可富集溴。溴具有強(qiáng)氧化性,可以氧化SO2生成H2SO4,因此還要注意強(qiáng)酸和溴對設(shè)備的腐蝕問題。變式訓(xùn)練

2海水中溴的儲藏量豐富,約占地球溴總儲藏量的99%,溴有“海洋元素”之稱,海水中溴含量約為67mg·L-1。其工業(yè)提取方法有:(1)空氣吹出純堿吸收法。方法是將氯氣通入到富含溴離子的海水中,把溴置換出來,再用空氣將溴吹出,用純堿溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴單質(zhì)。該方法涉及的反應(yīng)有①

(寫出離子方程式);其中反應(yīng)②中氧化劑是

;還原劑是

。

(2)空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同(1),只是將溴吹出后是用SO2來吸收的,使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸,然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和有機(jī)溶劑中溶解度的不同進(jìn)行提取的。實(shí)驗(yàn)室中萃取實(shí)驗(yàn)用到的儀器名稱是

。下列可以用于萃取溴的溶劑是

(填序號)。

①乙醇②四氯化碳③硝酸答案

(1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2

Br2

Br2(2)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4(3)分液漏斗②解析

工業(yè)上提取溴的反應(yīng)原理是:將氯氣通入到富含溴離子的海水中,把溴置換出來,然后被某些溶液吸收,再提純即可得到成品溴。相關(guān)反應(yīng)有:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。方法(3)是利用有機(jī)溶劑萃取出溴,①③與水互溶,萃取溴的溶劑只能是②四氯化碳。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測1.海水中含有大量的化學(xué)元素,自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中,被稱為“海洋元素”的是(

)A.鈉 B.碘 C.溴 D.氯答案

C2.下列關(guān)于粗鹽提純的說法正確的是(

)A.溶解粗鹽時,應(yīng)盡量讓溶液稀些,防止食鹽不完全溶解B.濾去不溶性雜質(zhì)后,將濾液移至坩堝內(nèi)加熱濃縮C.當(dāng)蒸發(fā)到剩余少量液體時停止加熱,利用余熱將液體蒸干D.將制得的晶體轉(zhuǎn)移到新制過濾器中用大量水進(jìn)行洗滌答案

C3.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、

及泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進(jìn)行下列五步操作:①過濾②加過量NaOH溶液③加適量鹽酸④加過量Na2CO3溶液⑤加過量BaCl2溶液。不正確的操作順序是(

)A.⑤②④①③

B.⑤④②①③C.②⑤④①③

D.①④②⑤③答案

D解析

鎂離子用氫氧化鈉溶液除去,硫酸根離子用氯化鋇溶液除去,鈣離子用碳酸鈉溶液除去,過量的鋇離子需用碳酸鈉溶液除去,所以碳酸鈉溶液一定在氯化鋇溶液之后加入,過濾出沉淀后用鹽酸調(diào)節(jié)pH,D項(xiàng)符合題意。4.溴有“海洋元素”之稱,海水中溴含量為67mg·L-1。實(shí)驗(yàn)室模擬海水中溴的提取。實(shí)驗(yàn)方法:將適量新制氯水加入到20mL富含溴離子的海水中(海水可以用0.1mol·L-1的NaBr溶液代替),把溴置換出來。氯水中的氯氣作

劑,反應(yīng)的離子方程式為

。得到的單質(zhì)溴可以用有機(jī)溶劑在

(填儀器名稱)中實(shí)現(xiàn)萃取富集,萃取試劑用

、苯等,得到的有機(jī)層顯

色。

答案

氧化Cl2+2Br-===2Cl-+B