《2018高中化学 第2单元课题2 第二课时海水中提取溴、镁和重水同步导学课件 新人教版选修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高中化学 第2单元课题2 第二课时海水中提取溴、镁和重水同步导学课件 新人教版选修2（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二课时 海水中提取溴、镁和重水,1了解海水提溴、海水提镁的原理及步骤。 2了解海水提取重水的常用方法。,一、海水提溴 1原理 从海水中提取的溴约占世界溴年产量的 。 常用的方法叫 ，反应原理为 。 2提取过程 (1) ：氯气置换溴离子之前，要使 ，使pH ，用氯气置换溴离子的反应为： 。,1/3,空气吹出法,Cl22Br=,2ClBr2,海水酸化,3.5,氯化,Cl22Br=2ClBr2,(2) ：当Br被氧化成Br2后，用 将其吹出，也可用水 与溴一起蒸出。 (3) ：空气吹出的 混合不易分离，常用 做还原剂回收溴，再用氯气将其氧化得到溴产品，有关化学方程式是： _。,吹出,空气,蒸气,溴
2、和大量的空气,二氧化硫,Br2SO22H2O=2HBrH2SO4,Cl22Br=2ClBr2,吸收,二、海水提镁 1原理 电解熔融的MgCl2就可以得到金属镁和氯气。 2提取过程,三、从海水中提取重水 提取重水的方法有 法、 法、 法和 法，其中常用的一种是 ，交换按下列反应进行： ，重水D2O可作原子反应堆的中子减速剂和传热介质(重水堆)。,蒸馏,电解,化学交换,吸附,硫化氢水双温交换法,H2O(l)HDS(g)=HDO(l)H2S(g),一、海水提溴 海水提溴的主要反应原理和工艺流程如何？ 师生互动 【提示】 (1)主要反应原理：Cl22Br=Br22Cl (2)工艺流程,溴的吸收富集方法
3、有哪些？举例说明。 师生互动 【提示】 溴的吸收富集 (1)纯碱吸收法：海水中的溴离子被氧化为溴单质后，用热空气或水蒸气吹出，通过Na2CO3溶液使溴富集后，再将得到的溶液用稀硫酸酸化，用有机溶剂萃取溴单质。发生反应： 3Br23Na2CO3= 5NaBrNaBrO33CO2 5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O,(2)SO2吸收法：用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起，不易分离，用还原剂SO2吸收后，再用氯气氧化HBr即得到溴单质。,(2009年天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：,(1)
4、请列举海水淡化的两种方法：_、_。 (2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、_、_或H2、_。 (3)步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br，其目的为_。 (4)步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 _。,(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提取纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59 ，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：,请你参与分析讨论： 图中仪器B的名称：_。 整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为_
5、。 实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：_。 C中液体产物颜色为_，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_。,【答案】 (1)蒸馏法、电渗析法、离子交换膜法(任意两种) (2)Cl2 NaOH NaClO (3)富集溴元素 (4)Br2SO22H2O= 4HSO422Br 强酸对设备的严重腐蚀,(5)冷凝管 Br2腐蚀橡胶 控制温度计b的温度，并收集59 时的馏分 深红棕色 分液(或蒸馏) 【点评】 本题综合考查了利用海水制取Cl2、Br2等物质的反应原理及实验能力。,1.(1)向溴化钠溶液中通入适量氯气，产生的
6、现象是_，反应的化学方程式是_；向碘化钾溶液中加入适量溴水，产生的现象是_，反应的化学方程式是_。 (2)由上述两个化学反应可知，氯气、溴、碘三种单质的氧化性强弱关系是_；这样的化学反应原理，在海水的综合利用中的应用是_。 (3)下列海产品中可以考虑用于工业上大量提取碘的是_。 贝壳 紫菜 鱼 海带,【解析】 Cl2与NaBr、Br2与KI反应的化学方程式分别是(1)Cl22NaBr=Br22NaCl，(2)Br22KI=2KBrI2，Br2、I2的水溶液分别呈橙色、紫褐色。在反应(1)中Cl2是氧化剂，Br2是氧化产物，故氧化性Cl2Br2；在反应(2)中Br2是氧化剂，I2是氧化产物，故氧
7、化性Br2I2。以适当的氧化剂将Br、I氧化的化学反应原理可以应用于从海水中提取溴和碘。在贝壳、紫菜、鱼、海带中，紫菜和海带中碘元素的含量较多。 【答案】 (1)溶液由无色变为橙色 Cl22NaBr=Br22NaCl 溶液由无色变为紫褐色 Br22KI=2KBrI2 (2)Cl2Br2I2 从海水中提取溴和碘 (3),二、海水提镁 利用海水资源提取金属镁的生产步骤如何？ 学生交流 【提示】 生产步骤 (1)加熟石灰 (2)过滤 (3)加盐酸 (4)浓缩、结晶、脱水、干燥 (5)熔融电解,海水提镁的工艺流程和有关反应原理怎样？ 师生互动 【提示】 (1)工艺流程,海水提镁整个生产过程中涉及到平衡
8、理论的应用问题，请你指出并加以阐述。 师生互动 【提示】 工业生产中平衡原理的应用 (1)沉淀溶解平衡原理的应用 向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH)增大，Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，则最大程度地将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。 向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移，Mg(OH)2溶解。,(2)水解平衡原理的应用 在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，提供HCl气体环境，增大c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。,以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是(
9、) A直接电解卤水在阴极得镁 B向卤水里加钠可置换出镁 C卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧化镁，用氢气还原氧化镁得镁 D卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀加盐酸溶解得MgCl2溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体在氯化氢气氛中加热脱水得无水MgCl2。电解熔融MgCl2得镁,【解析】 A项电解，阴极生成H2；B项中Na首先与水反应，不能置换出Mg；C项中H2不能把Mg还原出来；所以只有D合理。 【答案】 D 【点评】 海水提镁工业中：为提高反应中Mg2的浓度，将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤。 电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。 所得Mg(OH)
10、2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去，以保证MgCl2的纯度。,2.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：,(1)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式。 _。 用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是_。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 _ _。,(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的： 溶解时：_。 过滤时：_。 蒸发
11、时：_。 【解析】 本题以无机物和电解原理为载体，较全面地考查了基本概念，基本原理，元素化合物和化学实验的基础内容，思维要求较高，考查了学生的推理能力、综合应用能力和实验操作能力。,(1)海水提取镁的关键是制得无水MgCl2，由于MgCl2为强酸弱碱盐，故MgCl26H2O晶体加热脱水时，因Mg2的水解不能得到无水MgCl2，工业生产中通常采用的方法是在不断通入干燥HCl气流的条件下加热脱水，以抑制Mg2的水解。 (2)除去Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2时，可根据Mg(OH)2与Ca(OH)2溶解度的差异，向混合物中加入MgCl2溶液，使溶解度相对较大的Ca(OH)2转变为难溶的Mg
12、(OH)2和易溶的CaCl2而除去。,(3)实验室中玻璃棒的主要用途为：搅拌，目的是加快物质的溶解，或使物质混合均匀；当进行蒸发结晶操作时目的是防止因局部过热而导致液滴或晶体飞溅。引流，目的是使液体沿玻璃棒流入接收仪器中，防止外洒，如：过滤、一定物质的量浓度溶液的配制等。,海水中溶存着80多种元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的开发价值。据计算，每立方千米海水中含3 750万吨固体物质，其中除了氯化钠约3 000万吨外，镁约450万吨，钾、溴、碘、钍、钼、铀等元素也不少。若把这一立方千米海水中的物质提炼出来，其价值约等于10亿美元。目前海水提镁和提溴在国外已形成产业。海水提钾、 碘、铀、
13、重水等尚处于研究阶段。 我国对海水化学元素的提取都有 一些研究，已列为未来的发展产 业。,研究性学习海水中提取碘的实验探究 海带中含有丰富的碘元素，其主要的存在形式为化合态(有机碘化物)。经灼烧后，灰烬中的碘可转化为能溶于水的无机碘化物。碘离子具有较强的还原性，可被一些氧化剂氧化生成碘单质。例如，H2O22H2I=I22H2O，生成的碘单质在四氯化碳中的溶解度大约是其在水中溶解度的85倍，且四氯化碳与水互不相溶，因此可用四氯化碳把生成的碘单质从水溶液中萃取出来。,1从海水可获得的在常温下为液体的单质是( ) AMg BK CBr2 DI2 【解析】 本题主要考查海洋中的元素及物质存在的状态，海水中除含H、O两种元素外，还含有Cl、Na、K、Ca、Mg、S、C、F、B、Br、Sr等元素，显然可制取所要求
