内容正文:
第三单元 海洋化学资源的综合利用
第1课时 粗盐提纯及从海水中提取溴
教学目标
1.能从微观粒子视角认识掌握粗盐提纯的原理。
2.能从模型认知角度掌握从海水中提取溴的原理。
一、粗盐提纯
1.粗盐中的杂质。
粗盐中的主要成分为NaCl,还含有难溶性杂质(如泥沙)和可溶性杂质(如CaCl2、MgCl2、Na2SO4)。
2.粗盐中难溶性杂质的去除。
3.粗盐中可溶性杂质的去除。
除杂原理。
二、从海水中提取溴
1.从海水中提取溴的基本步骤及主要反应:
(1)氧化:向提取食盐后的母液中通入Cl2,将Br-氧化为Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-══Br2+2Cl-。
用硫酸酸化的作用:抑制氯、溴与水反应。
(2)吹出:利用溴的挥发性,鼓入热空气,使溴从溶液中挥发出来,冷凝后得到粗溴。
(3)精制:将粗溴精制后得到高纯度的溴单质。
(4)实验室用CCl4萃取溴水中的溴时,上层为水层,下层为
溴的CCl4溶液,而用苯萃取溴水中的溴时,上层为溴的苯溶液,下层为水层。溴的有机溶液再通过蒸馏分离出溴单质。
2.溴单质通常状况下为深红棕色液体,微溶于水,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂,易挥发。液溴需加少量水液封保存,用棕色细口瓶盛放并用蜡密封,置于冷暗处。
3.溴及其化合物的重要用途。
(1)溴可用于制备药物、感光剂等,还是制造农业杀虫剂、阻燃剂的原料。
(2)溴化银是重要的感光剂。
在除去粗盐中难溶性杂质的实验中,在①溶解、②过滤、③蒸发各步骤中均使用了玻璃棒,其作用分别是什么?
提示:①搅拌,加快粗盐的溶解;②引流;③搅拌,防止局部过热而引起液体飞溅。
除去粗盐中的可溶性杂质时,加入稀盐酸的目的是什么?应何时加入稀盐酸?
提示:除去粗盐中的Ca2+和过量的Ba2+时,使用了过量的碳酸钠溶液;除去粗盐中过量的Mg2+,使用了过量的氢氧化钠溶液。加入稀盐酸是为了除去过量的碳酸钠和氢氧化钠。因为Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3均可与稀盐酸反应,所以应在过滤除去沉淀之后加入稀盐酸。
从溴水中提取溴的实验中,可以用酒精代替CCl4作萃取剂吗?
提示:不可以。尽管溴在水中和酒精中的溶解度有较大差异,但酒精与水互溶,不分层,故不能用酒精作萃取剂。
当堂训练
1.要除去NaCl溶液中混有的MgCl2,应选用的试剂和操作方法是( )。
A.加入适量Na2SO4溶液后过滤
B.加入适量NaOH溶液后过滤
C.加入过量NaOH溶液后蒸发
D.加入过量Na2CO3溶液后过滤
答案:B
解析:NaOH溶液与MgCl2发生反应生成Mg(OH)2沉淀,再用过滤的方法除去不溶于水的Mg(OH)2,即可除去MgCl2杂质。但应加入适量的NaOH溶液,若加入过量的NaOH溶液,会引入NaOH杂质。
2.为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙,得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水,然后在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序:
①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液
则下列选项中正确的是( )。
A.④②⑤ B.④①②⑤③
C.②⑤④①③ D.①④②⑤③
答案:C
解析:除去MgCl2,应选择过量的NaOH溶液,除去Na2SO4应选择过量的BaCl2溶液,过量的BaCl2将和CaCl2一起用过量的Na2CO3溶液除去,过量的NaOH和Na2CO3必须通过加适量的盐酸来除去。因此,操作⑤必须在操作④之前,过滤操作必须在加入适量盐酸之前进行。
3.海水中溴元素以Br-形式存在,工业上用空气吹出法从海水中提取溴的工艺流程如图:
(1)步骤①中反应的离子方程式是 。
(2)步骤③中反应的化学方程式是 。
从理论上考虑,下列也能吸收Br2的是 。
A.NaOH B.FeCl2
C.Na2SO3 D.H2O
(3)步骤⑤蒸馏的过程中,温度应控制在80~90 ℃。温度过高或过低都不利于生产,请解释原因: 。
答案:(1)2Br-+Cl2══Br2+2Cl-
(2)SO2+Br2+2H2O══H2SO4+2HBr ABC
(3)若温度过高,大量水蒸气随溴蒸发,溴蒸气中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低
解析:(2)从理论上考虑,NaOH具有强碱性,能吸收Br2,Fe2+、
具有强还原性也能吸收Br2;但Br2在水中的溶解度较小,不能用水吸收。(3)温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴蒸气中水蒸气的含量增加;温度过低,溴不能完全蒸出,产率太低。
问题引领
食盐的精制
实验目的:从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、 。
实验方案设计:
探究任务 粗盐