专题3 第3单元 海洋化学资源的综合利用（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（苏教版2019）

专题3 从海水中获得的化学物质 第三单元　海洋化学资源的综合利用 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展科学素养 课程标准 核心素养 　　1.初步了解海洋化学资源的分布。 2．能依据物质性质和实验方法设计资源综合利用的方案。 　　1.科学态度与社会责任：能从化学角度分析资源到产品的转化途径，能对资源的开发利用进行评价。 2．宏观辨识与微观探析：能根据粗盐提纯以及海水中提取溴的现象辨识物质及其反应，能对物质及其反应进行分类和表征，能联系物质的组成和结构解释宏观现象。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3 课程标准 核心素养 3．能认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、保护环境和促进科技发展等方面发挥的积极作用，并具有绿色化学的意识。 　3．证据推理与模型认知：能依据“绿色化学”思想分析从海水中提取镁、从海带中提取碘。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4 1．粗盐提纯【教材基础实验】 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 ________ ________________________ 氯化镁 ________ ____________________________ 氯化钙 _____________ _________________________ BaCl2 NaOH Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Na2CO3 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2.从海水中提取溴 (1)向提取食盐后的母液中通入氯气，溴元素被氧化反应的离子方程式是________________________，生成的溴单质仍然溶解在水中，然后鼓入______，使溴从溶液中挥发出来，冷凝后得到粗溴。 (2)将溴化银和氧化铜固体混合，强光照射时发生的反应是______________________，当光线变暗时，发生的反应是_____________________。 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 热空气 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．从海水中提取镁 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (3)镁的制取——MgCl2溶液经过蒸发结晶获得六水合氯化镁晶体，将六水合氯化镁在一定条件下加热生成无水氯化镁，____熔融MgCl2得镁⑤。写出相关反应的化学方程式(或反应的离子方程式)： ①___________________________； ②____________________________________； ③__________________________________________； ④__________________________________； ⑤________________________________。 电解 CaO＋H2O===Ca(OH)2 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．从海带中提取碘 (1)海带中所含的碘元素以I－的形式存在，将干海带浸泡，过滤得到滤液，向滤液中通入氯气，反应的离子方程式是_____________________，得到的粗碘经过______________操作得到纯净的单质碘。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究一 粗盐提纯 盐是大家熟悉的一种调味品，你知道如何从海水中提取食盐吗？ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)粗盐提纯涉及的操作如下： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 上述实验中涉及的实验操作有哪些？ 提示：溶解、过滤和蒸发。 (2)上述实验操作中玻璃棒的作用分别是什么？ 提示：加速固体溶解；引流；搅拌，防止局部过热造成液体飞溅。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．粗盐提纯的流程 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．物质除杂和分离的基本原则 (1)不增(不引入新的杂质)。 (2)不减(不减少被提纯的物质)。 (3)易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。 (4)易复原(被提纯的物质易复原)。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．物质除杂和分离注意的问题 (1)除杂试剂要过量。 (2)后续试剂应能除去过量的前一试剂。 (3)尽可能将杂质转化为所需物质。 (4)除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例1】 为了除去KCl固体中少量的MgCl2、MgSO4，可选用Ba(OH)2、HCl和K2CO3三种试剂，按下图步骤操作： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (1)写出三种试剂的化学式： A__________，B__________，C__________。 (2)①加入过量A的目的是________________________，有关反应的化学方程式为______________________________________________、______________________________________。 ②加入过量B的目的是____________________，有关反应的化学方程式为_______________________________、___________________________。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S ③加热煮沸的目的是____________________________________________。 (3)操作Ⅰ是________，操作Ⅱ是________。 答案：(1)Ba(OH)2　K2CO3　HCl (2)①除尽MgCl2和MgSO4　MgCl2＋Ba(OH)2===BaCl2＋Mg(OH)2↓　MgSO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋Mg(OH)2↓ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶 B．Ba(OH)2溶液→Na2CO3溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶 C．Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶 D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究二 从海水中提取溴 溴元素被称为“海洋元素”，用途广泛。从海水中提取溴的流程如下： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)步骤①②中苦卤用硫酸酸化后再通入氯气的目的是什么？ 提示：降低氯气、溴单质在水中的溶解度及其与水的反应。 (2)通入热空气的目的是什么？利用了溴的什么性质？ 提示：使溴从溶液中挥发出来；利用了溴的挥发性。 (3)步骤③已将溴吹出，但步骤④又重新用SO2吸收溴，步骤⑤又用氯气将HBr氧化为Br2，步骤④⑤的目的是什么？ 提示：提高溴的含量，即富集溴。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．溴的性质 单质 Br2 颜色、状态 深红棕色液体 特性 容易挥发 保存 密封、水封 在不同溶剂中 形成溶液的颜色 水 黄色～橙色 酒精 橙红色 四氯化碳 橙色～橙红色 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例2】 (2023·江苏徐州高一期末)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 下列说法不正确的是(　　) A．实验室保存溴通常加少量水 B．海水提溴发生的反应均为氧化还原反应 C．经过吸收塔后，溴元素得到了富集 D．蒸馏塔中只发生了物理变化 D 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 溴易挥发，加水液封可以减少挥发损失，A正确；经过吸收塔后，所得溶液中的Br－浓度远大于进入吹出塔之前的海水中Br－的浓度，因此溴元素得到了富集，C正确；蒸馏塔中发生的反应为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S D 2．(2023·徐州高一质检)海水提溴后得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是(　　) A．加入适量的KI溶液 　 B．通入溴蒸气 C．加氢氧化钠溶液 D.加入适量的溴化钠溶液 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质，A错误；溴蒸气无法除去氯气，B错误；氯气和液溴均能与氢氧化钠反应，C错误；发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究三 从海水中提取镁 镁被称为“国防金属”，原因是镁是一种轻金属，是航天工业中制取合金的主要金属材料。自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。那我们如何从海水中提取镁呢？ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)海水提镁要用到海滩上的贝壳，煅烧贝壳的作用是什么，对资源的综合利用有何意义？ 提示：将贝壳煅烧得到生石灰，并将生石灰制成石灰乳，将石灰乳加入沉淀池中使Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀；充分利用资源，发展绿色化学。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (2)沉淀池经过过滤得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量Ca(OH)2，实验室中除去Mg(OH)2沉淀中混有的少量Ca(OH)2的方法是什么？ 提示：先将沉淀加入盛有MgCl2溶液的烧杯中，充分搅拌后经过滤、洗涤、干燥，即可得到纯净的Mg(OH)2。 (3)根据工艺流程图分析从海水中提取镁的优点有哪些？哪些副产物可以回收再利用？ 提示：原料来源丰富；产生的氯气和氢气反应生成氯化氢，故Cl2能循环使用。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．从海水中提取镁的工艺流程 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例3】 从海水中提取镁的方法如下，下列说法错误的是(　　) A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．该工艺流程中涉及四种基本反应类型 B．“浓缩”操作是蒸发浓缩、冷却结晶 C．脱水过程中通入HCl的目的是得到较纯净的MgCl2固体 D．从海水中提取镁是高能耗、高排放行业 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 贝壳煅烧分解产生CaO、CO2，反应类型是分解反应；CaO与H2O反应产生Ca(OH)2是化合反应；MgCl2与Ca(OH)2反应产生Mg(OH)2、CaCl2为复分解反应，反应过程中无置换反应的发生，因此只涉及三种基本反应类型，A错误；Mg(OH)2与HCl反应产生MgCl2，为析出MgCl2·6H2O晶体，要将溶液进行浓缩操作，“浓缩”操作包括蒸发浓缩、冷却结晶，B正确；为防止MgCl2·6H2O晶体在加热脱水时产生杂质物质，可以在HCl气氛中进行加热操作，C正确；MgCl2·6H2O在HCl气氛中加 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 热得到无水MgCl2，然后电解熔融MgCl2得到Mg、Cl2，可见制取Mg的反应过程步骤多，产生、消耗的物质也多，同时消耗大量的热能、电能，故从海水中提取镁是高能耗、高排放行业，D正确。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．(2023·福建龙岩高一质检)下列化学反应，在从海水中提取镁的过程中不会涉及的是 (　　) A．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 探究四 从海带中提取碘 海水中含有丰富的碘元素，工业上从海带或海藻中获取碘。 流程如下： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S [问题探究] (1)灼烧海带是在蒸发皿中还是在坩埚中进行？ 提示：高温灼烧固体在坩埚中进行，从溶液中得到晶体在蒸发皿中进行，灼烧海带在坩埚中进行。 (2)氧化过程的氧化剂还可以是过氧化氢或二氧化锰，写出发生反应的离子方程式。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．从海带中提取碘的工业生产流程： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 干海带在浸泡前应进行灼烧，灼烧海带需要的仪器包括：坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯。装置如图所示： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．碘的性质 单质 I2 颜色、状态 紫黑色固体 特性 容易升华淀粉遇碘变蓝色 保存 密封 在不同溶剂中 形成溶液的颜色 水 深黄色～褐色 酒精 褐色 四氯化碳 紫色～深紫色 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 【例4】 (2024·徐州高一质检)海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 下列判断正确的是(　　) A．步骤①③的操作分别是过滤、萃取 B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全 C．步骤③中加入的有机溶剂是四氯化碳或乙醇 D．步骤④的操作是过滤 A 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 通过过滤除去海藻灰悬浊液中难溶性杂质而得到含有I－的溶液，向该溶液中通入Cl2将I－氧化为I2，经萃取、分液、蒸馏等操作后即得晶体I2，A正确，D错误；淀粉是用来检验是否有碘单质生成的，不能检验碘离子是否完全转化为碘单质，B错误；乙醇能与水互溶，C错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 4．海带提碘的实验中涉及灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取五个步骤，下列操作能达到实验目的的是(　　) C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S A．实验室用装置甲灼烧干海带 B．装置乙中为加速液体流下使用玻璃棒搅拌 C．用装置丙从碘水中萃取单质碘 D．用装置丁吸收该实验中的氯气尾气 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 灼烧海带应在坩埚中进行，不能用蒸发皿灼烧，A错误；过滤时不能用玻璃棒搅拌，以防玻璃棒戳破滤纸，B错误；萃取使用的有机溶剂是CCl4，不溶于水，密度比水大，有机层在下层，C正确；氯气在饱和食盐水中溶解度极小，所以不能用装置丁吸收氯气尾气，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 1．鉴别某溶液中是含有Br－还是含有I－，可以选用的试剂较合适的是(　　) A．碘水、淀粉溶液 B．淀粉溶液 C．溴水、淀粉溶液 D．四氯化碳 C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 淀粉遇碘水变蓝，碘水与Br－、I－均不反应，不能鉴别，A错误；淀粉遇到Br－、I－均不变色，不能鉴别，B错误；溴水能与I－反应生成I2，遇淀粉变蓝，含有溴离子则不变色，可以鉴别，C正确；四氯化碳与Br－、I－均不反应，不能鉴别，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 2．实验室从海带灰中提取碘的操作过程中，仪器选用不正确的是(　　) A．称取5.0 g左右的干海带——托盘天平 B．灼烧干海带至完全变成灰烬——坩埚 C．过滤煮沸后的海带灰和水的混合物——漏斗 D．用四氯化碳从氧化后的海带灰浸取液中提取碘——长颈漏斗 D 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 称量固体用托盘天平，A正确；灼烧固体在坩埚中进行，B正确；过滤操作的主要仪器是漏斗，C正确；萃取需要在分液漏斗中进行，D错误。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 3．从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶　②加熟石灰　③加盐酸　④过滤　⑤熔融电解，正确的操作顺序是(　　) A．①②③④⑤ B．⑤④③①② C．②④③①⑤ D．③④②①⑤ C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S C 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 5．为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠，某兴趣小组的同学最初设计了如下所示方案进行实验。 (1)沉淀A的化学式是________。 (2)加入过量氯化钙溶液后，分离除去沉淀A的实验操作是________。 (3)他们在实验过程中，又发现了新的问题：此方案很容易引入新的杂质。固体物质B的成分为__________________(填化学式)。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S (4)他们继续探究后又提出了新的方案：将混合物溶解，滴加盐酸至不再产生气泡为止，然后加热煮沸。有关反应的化学方程式为_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。 答案：(1)CaCO3　(2)过滤　(3)NaCl和CaCl2 (4)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 解析： 若用 CaCl2除去碳酸钠，生成碳酸钙沉淀，但会引入新杂质CaCl2，蒸发后所得固体应是NaCl和CaCl2的混合物；若用盐酸除去，则溶液中只有NaCl和HCl，蒸发结晶时HCl挥发，可得纯净的NaCl。 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 专题3 从海水中获得的化学物质 化学 必修 第一册 S 谢谢观看！ SO＋Ba2＋===BaSO4↓ Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 2AgBr2Ag＋Br2 2Ag＋Br22AgBr MgCl2Mg＋Cl2↑ CaCO3CO2↑＋CaO (2)用试纸和生活中的常见物质检验加碘盐中碘元素存在的方案 食盐酸性溶液试纸变蓝，证明有碘元素存在。 Cl2＋2I－===I2＋2Cl－ 萃取(或升华) (3)在可溶性杂质除去过程中选用BaCl2除去SO，选用NaOH除去Mg2＋，能否选用Ba(OH)2同时除去这两种杂质离子呢？若可以，除杂试剂的加入顺序如何？ 提示：可以；除杂试剂的加入顺序为过量Ba(OH)2→过量Na2CO3→适量盐酸。 ②除尽过量的Ba(OH)2和生成的BaCl2　Ba(OH)2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KOH　BaCl2＋K2CO3===BaCO3↓＋2KCl ③使HCl挥发 (3)过滤　蒸发 要使杂质一一除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须除去，要除去Mg2＋，可用含OH－的试剂，除去SO可用含Ba2＋的试剂，故选用Ba(OH)2。加入的过量Ba(OH)2中的Ba2＋可用K2CO3除去，过量Ba(OH)2中的OH－，以及过量K2CO3中的CO，可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。 1．(2023·广西贵港高一期末)海盐经溶解、过滤后仍含有Ca2＋、Mg2＋、SO可溶性杂质，为了得到纯净的NaCl，可向滤液中依次加入过量的下列溶液，其中不合理的是(　　) 粗盐提纯时，所加的试剂有NaOH溶液(除去Mg2＋)、BaCl2溶液(除去SO)、Na2CO3溶液(除去Ca2＋和过量的Ba2＋)，过滤后，加入稀盐酸(除去过量的OH－、CO)，注意Na2CO3溶液一定要在加入BaCl2溶液之后加入，稀盐酸在过滤后加入，A、D正确，C错误；加入过量的Ba(OH)2溶液，可除去SO、Mg2＋，再加入过量的Na2CO3溶液，除去Ca2＋和过量的Ba2＋，过滤后，向滤液中加入稀盐酸，除去过量的CO和OH－，蒸发结晶得到纯净的NaCl，B正确。 1．从海水中提取溴、富集溴的方法 (1)SO2吸收溴，反应的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4，再用氯气将HBr氧化为Br2，反应的化学方程式为Cl2＋2HBr===Br2＋2HCl。 (2)碱液Na2CO3吸收溴，生成NaBrO3、NaBr和CO2，BrO、Br－在酸性条件下发生归中反应生成Br2。 2．镁单质的化学性质 镁是活泼的金属，能在O2、N2、CO2中燃烧。 ①在氧气中燃烧：2Mg＋O22MgO，现象：产生耀眼的白光。 ②在氮气中燃烧：3Mg＋N2Mg3N2。 ③在二氧化碳中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C。 ④与盐酸反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。 C．Mg(OH)2MgO＋H2O D．MgCl2Mg＋Cl2↑ 在从海水中提取镁的过程中不会涉及的是Mg(OH)2MgO＋H2O，C符合题意。 提示：H2O2＋2I－＋2H＋===I2＋2H2O，MnO2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O。 海水中含有Mg2＋，加入Ca(OH)2可生成Mg(OH)2沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，过滤可得到Mg(OH)2固体。再将Mg(OH)2转化为MgCl2，电解熔融MgCl2可得金属镁：MgCl2Mg＋Cl2↑。 4．下列关于粗盐提纯的说法正确的是(　　) A．溶解粗盐时，应尽量让溶液稀些，防止食盐不完全溶解 B．将制得的食盐晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤 C．当蒸发到剩余少量液体时，停止加热，利用余热将液体蒸干 D．为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO可依次向溶液中加入足量的碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸 溶解时不是越稀越好，如果溶液太稀，蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干，A错误；晶体应该用少量水洗涤，否则制得的晶体会有很多溶于水，B错误；蒸发时，当有大量晶体析出时应停止加热，用余热蒸干剩余液体，以免晶体受热后飞溅出来，不仅造成损失，而且可能因此发生意外事故，C正确；由于过量的钡离子需要用碳酸钠除去，则为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，可依次向溶液中加入足量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液，然后过滤，再向滤液中加入适量稀盐酸，D错误。 $$