内容正文:
第三单元|海洋化学资源的综合利用
(一)粗盐提纯
(二)从海水中提取溴
流程 [微提醒]
溴的用途
将溴进一步加工,就可以获得我们想要的各种产品,多用于制备药物、感光剂等。例如,过去常用的消毒药剂“红药水”中就含有溴元素,溴化钾、溴化钠、溴化铵等可配成镇静剂,青霉素等药物生产也需要溴。
主要反应 通常利用氧化还原反应原理,将氯气通入提取食盐后的母液(用硫酸酸化以抑制氯、溴与水的反应)中,将溶液中的溴离子转化为溴单质:
________________________
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
(三)从海水中提取镁
Mg(OH)2↓+CaCl2
MgCl2+2H2O
Mg+Cl2↑
Mg3N2
MgCl2+H2↑
2MgO+C
提示:电解氯化镁溶液无法得到金属镁,而是得到氢氧化镁。
续表
(四)从海带中提取碘
流程
主要化学反应 海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中,然后利用氧化还原反应,把浸出液中的碘离子氧化成碘单质:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
蓝
续表
[新知探究(一)]
粗盐的提纯
[探究与创新能力]
[探究活动]
从海水中提取食盐的方法主要是“盐田法”,这是一种古老的而至今仍广泛沿用的方法。该法需要在气候温和,光照充足的地区选择大片平坦的海边滩涂,构建盐田。海水晒盐所得的盐为粗盐,主要成分为氯化钠,粗盐需要分离、提纯,然后再加工才能“走进”厨房,成为我们的食用盐。其实验流程如下:
1.操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称是什么?
提示:过滤。
2.粗盐中除含有不溶性的泥沙外,还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4,利用过滤的方法提纯的粗盐是否纯净?
提示:不纯净,过滤能除去不溶性的杂质,但不能除去可溶性的杂质,故提纯后的粗盐中还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4。
3.在除去上述粗盐中可溶性杂质的过程中,是否考虑除杂试剂用量问题?除杂试剂是否会引入新的杂质?
提示:除杂试剂应稍过量,这样才能使杂质离子完全变成沉淀,通过过滤除去,但过量的除杂试剂又成为新的杂质。
[生成认知]
1.物质的分离和提纯的“三个必须”和“四个原则”
三个
必须 ①除杂试剂必须稍过量。
②过量试剂必须除尽,且容易除去。
③除杂途径选最佳,有多种杂质时除杂顺序必须合理。
四个
原则 不增 不增加新的杂质
不减 不减少被提纯的物质
易分离 被提纯物质与杂质易分离
易复原 被提纯物质要容易复原
2.除去粗盐中可溶性杂质的原理
[跟踪训练]
1.粗盐提纯实验的部分操作如图所示,其中错误的是 ( )
解析:取一定量的粗盐,经溶解、过滤、蒸发结晶等实验操作,可将其提纯,其中过滤操作要用玻璃棒引流。
答案:C
2.在“粗食盐的提纯”实验中,用蒸发皿蒸发滤液时,下列操作正确的是( )
A.把浑浊的滤液倒入蒸发皿里,进行加热
B.等到开始出现固体时,用玻璃棒不断搅拌液体
C.等到出现大量固体时,停止加热
D.待滤液完全蒸干后,停止加热
解析:过滤后,如果滤液还浑浊,应该再过滤一次,把澄清滤液倒入蒸发皿中蒸发,A错误;用酒精灯加热,同时用玻璃棒不断搅拌滤液,使液体均匀受热,防止局部过热,造成液滴飞溅,B错误;蒸发皿中出现大量固体时,就停止加热,利用蒸发皿的余热使滤液蒸干,而不能完全蒸干,C正确,D错误。
答案:C
3.粗盐中含有不溶性泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等,精制食盐水的实验操作顺序如下:①加入过量BaCl2溶液,②加入过量NaOH溶液,③加入过量Na2CO3溶液,④过滤,⑤加入适量盐酸,下列说法不正确的是
( )
A.①②③中加入过量的试剂是为了完全除去相应的杂质离子
B.③中加入过量Na2CO3溶液仅为了完全除去Ca2+
C.因为Mg(OH)2难溶而MgCO3微溶,所以用NaOH除Mg2+效果比用
Na2CO3好
D.⑤中可以通过边滴加边测定溶液pH的方法,控制加入的盐酸“适量”
答案:B
[新知探究(二)]
海水资源的综合利用
[分析与推测能力]
[情境质疑]
工业上的海水资源开发利用的部分工艺流程如图所示:
流程一:
流程二:在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中,采用所给的工艺流程生产单质碘:
1.流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2,能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备?为什么?
提示:否。如果先沉淀Mg(OH)2,则沉淀中会夹有CaSO4沉淀,产品不纯。
2.工业上用空气吹出法从海水中提取Br2时,为什么不能直接蒸馏“溴水混合物”?
提示:因为Br2浓度低,直接蒸馏,处理量大,生产成本高,故Br2必须进行富集。
3.步骤③加Fe的目的是什么?
提示:使碘化银