专题3 第3单元 第1课时 粗盐提纯 从海水中提取溴-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册创新导学案word（苏教版2019）

化学　必修 第一册 第三单元　海洋化学资源的综合利用 第一课时　粗盐提纯　从海水中提取溴 　　1.了解粗盐提纯的原理和方法。2.了解从海水中提取溴单质的基本原理和方法。3.了解溴的应用。 一、粗盐提纯 　经过海水晒盐获得的粗盐中含有其他一些盐（如CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和难溶性杂质。 1.粗盐中难溶性杂质的去除 通过溶解、过滤等实验操作，保留滤液，除去难溶性杂质。 2.粗盐中可溶性杂质的去除 杂质 加入的试剂 方程式 Na2SO4 BaCl2溶液 Ba2＋＋SO===BaSO4↓ MgCl2 NaOH溶液 Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓ CaCl2 Na2CO3溶液 Ca2＋＋CO===CaCO3↓ 二、从海水中提取溴 1.原理过程 海水提取食盐后的母液 溴单质溶解在水中 粗溴溴单质 2.溴及其化合物的用途 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）粗盐中含有不溶性的泥沙、可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4，利用过滤的方法均可除去。（　　） （2）除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，可以加入过量的K2CO3溶液。（　　） （3）粗盐提纯实验中，加入足量碳酸钠溶液的作用只是为了除去Ca2＋。（　　） （4）海水中提取溴的过程中不发生氧化还原反应。（　　） （5）在提取溴的过程中，鼓入热空气或水蒸气是为了给混合液加热。（　　） （6）在提取溴的过程中，利用溴易挥发的性质。（　　） 答案：（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）√ 启思研讨　教师独具内容 海水是盐的“故乡”，如果把海水中的盐全部提取出来平铺在陆地上，陆地的高度可以增加约153米；假如把世界海洋的水都蒸干，海底就会积上约60米厚的盐层。人类最早何时开始食用盐，迄今尚无史籍记载，也无考古资料可以确切说明。古籍记载，炎帝时期的诸侯宿沙氏首创用海水煮制海盐，即所谓“宿沙作煮盐”。历史上是否真有宿沙氏，尚不可断定，但可以说，这位诸侯是中国古代劳动人民用海水制盐智慧的化身。 [问题探究] 1.粗盐中泥沙的去除实验中用到几次玻璃棒？玻璃棒分别起什么作用？ 提示：三次。溶解时，用玻璃棒搅拌，促进食盐溶解；过滤时，用玻璃棒引流，防止液体溅出；蒸发时，用玻璃棒搅拌，防止受热不均匀液体迸溅。 2.粗盐提纯中，Na2CO3的作用是什么？ 提示：一是除去Ca2＋；二是除去过量的BaCl2。 知识点一　粗盐的提纯 1.除去粗盐中可溶性杂质的原理 2.粗盐提纯时加试剂的先后顺序 为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入。盐酸必须在过滤之后加入，通常加入试剂的几种顺序： （1）BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸。 （2）NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸。 （3）BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。 1.关于粗盐提纯的下列说法中正确的是（　　） 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 答案：C 解析：A项，溶解时不是越稀越好，如果溶液太稀，需要加入的除杂试剂量会增多，且蒸发时要消耗很长时间才能蒸干；B项，晶体应该用少量水洗涤，否则制得的晶体会有很多溶于水；D项，由于过量的钡离子需用碳酸钠除去，则为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，氯化钡溶液应在碳酸钠溶液之前加入。 2.食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙等杂质，实验方案如下。下列说法错误的是（　　） 粗盐滤液―→精盐 A.试剂a为BaCl2溶液，其作用是除去溶液中的SO B.若先加盐酸再过滤，将对实验结果产生影响 C.粗盐提纯的整个操作过程中，只有两处需要使用玻璃棒 D.加入试剂b的主要目的是除去Ca2＋和Ba2＋ 答案：C 解析：除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙，需要将Ca2＋、Mg2＋、SO转化为沉淀，为保证除杂完全，所加的除杂试剂均需要过量，除去Ca2＋选用Na2CO3溶液，除去Mg2＋选用NaOH溶液，除去SO选用BaCl2溶液，过量的BaCl2可利用Na2CO3溶液除去，然后过滤，过量的NaOH、Na2CO3可用盐酸除去，最后将溶液蒸发结晶得到精盐。BaCl2溶液应在Na2CO3溶液之前加入，因此试剂a为BaCl2溶液，其作用是除去溶液中的SO，A正确；盐酸能与Mg（OH）2、CaCO3沉淀发生反应，若先加盐酸再过滤，将对实验结果产生影响，B正确；提纯过程中，溶解、过滤、蒸发结晶都需要使用玻璃棒，C错误；试剂b为Na2CO3溶液，加入试剂b的主要目的是除去Ca2＋和Ba2＋，D正确。 知识点二　溴的提取 从海水中提取溴的方法 1.工艺流程 2.基本操作 3.空气吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一，其工艺流程如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.步骤④⑤是为了富集溴 B.步骤③说明溴具有氧化性 C.步骤④的化学方程式为SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 D.步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可用分液漏斗将二者分离 答案：B 解析：可用热空气吹出溴，则步骤③说明溴具有挥发性，故B错误。 4.用空气吹出法从海水中提取溴所涉及的化学反应可能有（　　） ①Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 ②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4 ③Br2＋2I－===I2＋2Br－ ④2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案：A 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1.除去氯化钠中少量的氯化钙、硫酸钠杂质，下列选用的试剂及加入顺序正确的是（　　） A.Na2CO3、BaCl2、HCl B.BaCl2、Na2CO3、H2SO4 C.BaCl2、Na2CO3、HCl D.Ba（NO3）2、Na2CO3、HCl 答案：C 2.“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下： 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 答案：D 3.某化学兴趣小组欲除去固体氯化钠中混有的氯化钙。设计实验方案如下，请参与实验并回答问题。 （1）写出A物质的化学式：__________，写出A物质的俗称：_________。 （2）写出反应②的化学方程式：_____________________________________________。 （3）反应①中加入过量A物质的目的是__________________；反应②中如果加入的稀盐酸也过量，则对所得到的氯化钠纯度__________________（填“有”或“没有”）影响。 （4）分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较，结果__________________（填“增大”“不变”或“减小”）。 答案：（1）Na2CO3　纯碱或苏打 （2）Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑ （3）除尽氯化钙杂质　没有　（4）增大 解析：（4）分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较，结果增大，碳酸钠和氯化钙反应、碳酸钠和盐酸反应都会生成氯化钠。 4.海水中溴含量约为65 mg·L－1，从海水中提取溴的工艺流程如下： （1）步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将其转变成化合态的溴，其目的是_________。 （2）步骤Ⅱ通入热空气吹出Br2，利用了溴的_________（填标号）。 A.氧化性 B.还原性 C.挥发性 D.腐蚀性 （3）步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面横线上填入适当的化学计量数： _________Br2＋_________CO===_________BrO＋_________Br－＋_________CO2↑ （4）上述流程中吹出的溴蒸气也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：_____________________________________________。 （5）实验室分离溴水还可以用溶剂萃取法，下列可以用作溴的萃取剂的是________（填标号）。 A.乙醇 B.四氯化碳 C.烧碱溶液 D.苯 答案：（1）富集溴元素　（2）C　 （3）3　3　1　5　3 （4）SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4　（5）BD 解析：（5）萃取剂的选取标准：萃取剂和溶质不反应，溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，萃取剂和原溶剂不互溶、不反应。乙醇与水互溶，所以不能作萃取剂；烧碱溶液与溴单质反应，不能作萃取剂。 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ 对点 海水资源的利用 粗盐提纯仪器的选择 海水提溴的原理 混合物灼烧产物的判断 海水提溴的步骤 海水提溴仪器的选择 粗盐提纯的步骤 题号 8 9 10 11 12 13 14 难度 ★ ★ ★★ ★★★ ★★★ ★★ ★★ 对点 海水提溴——空气吹出法 海水提溴——空气吹出法 粗盐提纯、海水提溴综合 海水提溴 溴的相关计算 电解饱和食盐水 海水提溴——空气吹出法 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1.海洋中蕴含着丰富的水资源和化学资源，下列说法错误的是（　　） A.从海水中可提取出NaCl，NaCl可用于制纯碱、氢气等 B.从海水中可提取出溴，溴是重要的化工原料 C.海水可用作火电厂、核电厂的循环冷却水 D.海洋中有机物含量很少，难以利用 答案：D 2.粗盐提纯的实验操作中，不需要用到的实验仪器为（　　） 答案：C 3.从海水中可以提取溴，主要反应为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。下列说法正确的是（　　） A.溴离子具有氧化性 B.氯气是还原剂 C.该反应属于复分解反应 D.氯气的氧化性比溴单质强 答案：D 4.向NaBr、NaI的混合溶液中通入足量Cl2，然后加热将溶液蒸干并灼烧，最后残留的物质是（　　） A.NaCl B.NaCl、NaBr C.NaBr、NaI D.NaCl、I2 答案：A 解析：通入足量Cl2，NaBr、NaI与Cl2完全反应生成NaCl、Br2和I2，加热蒸干并灼烧，Br2挥发，I2升华，只留下NaCl。 5.海水提溴时，下列操作步骤与目的均正确的是（　　） 选项 步骤 目的 A 浓缩海水 使Br－量增多 B 通Cl2 还原Br－ C 鼓入热空气 使Br2挥发 D CCl4萃取 得到液溴 答案：C 解析：海水提溴时，要经过浓缩海水富集溴离子，使Br－浓度增大，A错误；通Cl2可将Br－氧化成溴单质，B错误；用CCl4萃取得到Br2的CCl4溶液，D错误。 6.将适量的Cl2通入溴化钠溶液中，等反应停止后，实验室从该溶液中提取溴通常所需的主要仪器和方法是（　　） A.蒸发皿：蒸发后灼烧 B.烧杯：冷却、结晶、过滤 C.分液漏斗：分液 D.分液漏斗：加萃取剂，振荡静置分层后分液 答案：D 7.除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4的过程如下： 滤液―→ 下列有关说法不正确的是（　　） A.试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2 B.除去Ca2＋的主要反应：Ca2＋＋CO===CaCO3↓ C.检验SO是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液 D.加稀盐酸调节pH后，采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体 答案：A 解析：Na2CO3一定要在BaCl2之后加入，故A错误。 8.空气吹出法是海水提溴的常用方法，其工艺流程如图所示，下列说法错误的是（　　） A.热空气吹出Br2，利用了溴的挥发性 B.通入Cl2发生的主要反应均为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 C.该流程体现出氧化性：Cl2＞SO2＞Br2 D.溴水混合物1到溴水混合物2的目的是富集溴元素 答案：C 9.在空气吹出法的工艺中，选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的反应原理为3Na2CO3＋3Br2===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2，也有选用SO2水溶液作溴蒸气吸收剂的，下列有关说法正确的是（　　） A.两种吸收过程中，Br2只作氧化剂 B.只有SO2吸收过程发生了氧化还原反应 C.用纯碱溶液作吸收剂时，纯碱既不是还原剂也不是氧化剂 D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应 答案：C 解析：①纯碱溶液作吸收剂的反应为3Na2CO3＋3Br2===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2；②SO2水溶液作吸收剂的反应为SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr。分析以上两个反应可知：①中Br2既作氧化剂，又作还原剂，Na2CO3既不是还原剂也不是氧化剂，②中Br2只作氧化剂，①②均属于氧化还原反应。 10.海洋中有丰富的矿产、能源和水产资源，下图为海水利用的部分过程，下列有关说法不正确的是（　　） A.工业上通过电解熔融NaCl制取金属钠 B.精制粗盐时经过重结晶操作即可实现 C.在第②、④步骤中，溴元素均被氧化 D.制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl、NH4Cl、NH4HCO3的溶解度 答案：B 解析：粗盐中含有不溶性杂质和可溶性杂质，只经过重结晶操作不能实现粗盐的精制，B错误。 11.从浓缩海水中提取溴的过程如图所示，下列有关说法错误的是（　　） A.SO2在吸收塔中被氧化 B.设备Y为蒸馏塔 C.在提取溴的过程中一定有Br－被氧化 D.由图可知，每获得1 mol Br2，理论上需要消耗Cl2 22.4 L（标准状况下） 答案：D 解析：Br2与SO2反应生成溴化物，Br2被还原，则SO2被氧化，A正确；含溴单质的溶液经加热蒸发得到溴蒸气，故设备Y为蒸馏塔，B正确；在整个过程中，Br－两次被Cl2氧化，C正确；根据方程式Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－可知，每生成1 mol Br2，需消耗1 mol氯气，故两次氧化理论上共需氯气2 mol，即44.8 L（标准状况下），D错误。 12.将KCl和KBr的混合物13.4 g溶于水配成500 mL溶液，通入过量的Cl2，反应后将溶液蒸干，得固体11.175 g，则原溶液中K＋、Cl－、Br－的物质的量浓度之比为（　　） A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.1∶3∶2 D.2∶3∶1 答案：B 解析：混合溶液通入足量氯气，发生反应Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2，反应后将溶液蒸干，得到的11.175 g固体为KCl，设混合物中KBr的质量为m，则 Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2　质量减少 238 160－71＝89 m 则m＝＝5.95 g， 故混合物中KCl的质量为13.4 g－5.95 g＝7.45 g， 故n（KBr）＝≈0.05 mol， n（KCl）＝≈0.1 mol， 则原溶液中K＋、Cl－、Br－的物质的量浓度之比为（0.05＋0.1）∶0.1∶0.05＝3∶2∶1。 二、非选择题 13.氯碱工厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下： 依据上图，回答下列问题： （1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上产生的气体的颜色为________，与电源负极相连的电极附近，溶液的碱性变化是________。 （2）工业食盐含CaCl2、MgCl2等杂质，精制过程发生反应的化学方程式为________________、________________________。 （3）如果粗盐中SO含量较多，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是________________（填字母，下同）。 A.Ba（OH）2 B.Ba（NO3）2 C.BaCl2 （4）为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO，加入试剂的合理顺序为________。 A.先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 B.先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 C.先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3 答案：（1）黄绿色　碱性增强　 （2）CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl　MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl （3）AC　（4）BC 14.空气吹出法是目前海水提溴的主要方法之一。海水提溴的流程如图所示： （1）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是________________________。 （2）步骤⑥的蒸馏过程中，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：________________________________________________________________。 （3）步骤⑧中蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。所用主要玻璃仪器的名称是________________。 （4）步骤①②之后并未直接用含Br2的海水进行蒸馏得到液溴，而是经过“热空气吹出”“SO2水溶液吸收”“Cl2氧化”后再蒸馏，这样操作的原因是________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：（1）酸化可抑制Cl2、Br2与水反应 （2）温度过高，产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气增多；温度过低，溴不能完全蒸出 （3）分液漏斗 （4）“热空气吹出”“SO2水溶液吸收”“Cl2氧化”的过程实际上是Br2的浓缩富集过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比，效率更高，消耗能量更少，成本更低 13 学科网（北京）股份有限公司 $$