内容正文:
第4节 海水中的元素
海水资源的综合利用
[知识梳理]
1.海水中的元素
(1)
(2)
2.海水提镁
(1)工艺流程
写出上述有关化学方程式:
①MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2;
②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O;
③MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O;
④MgCl2Mg+Cl2↑。
(2)镁的性质
①与非金属反应
a.与O2反应:2Mg+O22MgO(填化学方程式);现象:发出耀眼的白光;常用于信号弹和焰火;生成的MgO熔点高,可用作耐高温材料。
b.与N2反应:3Mg+N2Mg3N2(填化学方程式)。
②与盐酸反应:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。
③与某些氧化物反应
将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中,镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,瓶内壁上有黑色物质生成。化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。
3.海水提溴
海水(酸化)液溴。含Br2的溶液含HBr的溶液含Br2的海水(填溴的存在形式,下同)
4.氯碱工业
海水→粗盐饱和食盐水
化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
5.海带中碘的提取
(1)工艺流程
海带
(2)主要反应:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。
(1)海水中存在大量的NaCl,可以通过蒸发的方法将NaCl从海水中分离出来,而含量较低的镁、溴、钾等必须经过化学反应才能得到。
(2)海水提溴的关键操作是溴元素的富集。
(3)海水晒盐得到的是粗盐,含有Ca2+、Mg2+、SO等杂质,精制后得到饱和NaCl溶液。精制时通常在其中依次加入过量的BaCl2溶液、过量的NaOH溶液和过量的Na2CO3溶液(Na2CO3溶液在BaCl2溶液后面加入即可),过滤后,再加适量盐酸调节至中性即可。
(4)制取MgCl2时,应在HCl气流中加热MgCl2·6H2O,目的是防止MgCl2·6H2O在加热脱水时水解产生Mg(OH)2或Mg(OH)Cl。
(5)工业上制取镁采用电解熔融MgCl2的方式,而不是电解熔融MgO,因为MgO熔点高;制取铝则相反,因为熔融AlCl3不导电。
[自主检测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现。( )
(2)将MgCl2溶液蒸干可得MgCl2固体。( )
(3)电解饱和食盐水可得金属钠。( )
(4)实验室从海带中提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。( )
(5)CCl4萃取碘水中的I2:先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层。( )
(6)氮化镁投入过量盐酸中:Mg3N2+6H+===3Mg2++2NH3↑。( )
(7)在Mg(OH)2悬浊液中滴加氯化铵溶液:Mg(OH)2+2NH4Cl===2NH3·H2O+MgCl2。( )
(8)MgO是一种电解质,工业上常用电解MgO的方法冶炼镁。( )
(9)电解氯化镁溶液产生黄绿色气体:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)×
2.海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
解析:选C。A项,苦卤中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可将Br-氧化成Br2,便于从苦卤中提取Br2。B项,粗盐中含有不溶性杂质(泥沙)和可溶性杂质(Ca2+、Mg2+、SO等),将粗盐溶于水,并除去其中的杂质,再通过重结晶的方法得到纯净NaCl晶体。 C项,工业上沉淀Mg2+常选用廉价的Ca(OH)2,而不选用NaOH。D项,Br2具有较强的挥发性,富集溴时,常先用空气和水蒸气吹出Br2,再用SO2将其还原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到浓度较大的含Br-溶液。
演练一 海水资源的综合利用
1.从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是( )
解析:选D。A选项应该用坩埚灼烧;B选项应该用玻璃棒引流;C选项含碘的苯溶液在上层,应该从上口倒出。
2.(2020·湖南六校联考)海洋是一个巨大的资源宝库,海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.氯碱工业中发生的主要反应:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑
B.工业生产中常选用石灰乳作为Mg2+的沉淀剂
C.第②步的反应条件是在空气中直接加热
D.第③步到第⑤步的目的是富集溴元素
解析:选C。氯碱工业即电解饱和食盐水:2NaCl