专题3 第3单元 第2课时 从海水中提取镁　从海带中提取碘-【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 第二课时　从海水中提取镁　从海带中提取碘 　　1.了解从海水或海产品中提取镁、碘单质的原理和过程。2.掌握镁、碘及其化合物的性质和用途。3.掌握加碘盐中碘元素的检验方法。 一、从海水中提取镁 1.工艺流程 相关反应的化学方程式： （1）分解贝壳制取氢氧化钙： ①CaCO3CaO＋CO2↑； ②CaO＋H2O===Ca（OH）2。 （2）沉淀镁离子： MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2。 （3）制备氯化镁（加盐酸）： Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。 （4）制取金属镁： MgCl2Mg＋Cl2↑。 2.镁的性质与用途 （1）物理性质 镁是一种重要的金属材料，密度小，能与铜、铝等金属形成合金。 （2）化学性质 ①镁的原子结构示意图为，原子最外层有2个电子，在化学反应中容易失去，形成镁离子。因此，镁是活泼金属。 ②与非金属单质（如N2）反应： 3Mg＋N2Mg3N2。 ③与酸（如HCl）反应： Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。 ④在CO2中燃烧： 2Mg＋CO22MgO＋C。 （3）用途 ①镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件（镁合金具有密度小、硬度和强度都较大等优点）。 ②制造信号弹和焰火。 ③氧化镁是优质的耐高温材料（MgO的熔点高达2800 ℃）。 二、从海带中提取碘 1.从海带中提取碘的工业生产过程 2.碘及其化合物的用途 碘是人体必需的微量元素，人体缺碘时会患甲状腺肿大，在我国缺碘地区，人们主要通过食用加碘盐来补充碘元素。碘化银可用于人工降雨。 3.加碘盐中碘元素（IO）的检验 离子方程式：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）海水中提取Mg既涉及复分解反应又涉及置换反应。（　　） （2）镁在空气中燃烧只生成MgO。（　　） （3）从海水中提取镁的过程中不涉及反应Mg（OH）2MgO＋H2O。（　　） （4）向淀粉溶液中加入含碘的食盐，淀粉溶液会变蓝。（　　） （5）医用碘酒可用于人体补碘。（　　） （6）用Cl2、H2O2等氧化I－前需先用酸酸化。（　　） 答案：（1）×　（2）×　（3）√　（4）×　（5）×　（6）√ 启思研讨　教师独具内容 镁是在自然界中分布最广的十种元素之一（镁是地壳中第八丰富的元素，约占2%的质量，亦是宇宙中第九多的元素），但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。戴维于1808年用钾还原氧化镁制得金属镁。镁元素在自然界广泛分布，是人体的必需元素之一。 [问题探究] 1.在实验室里沉淀Mg2＋时常用的是NaOH，且沉淀效果更好，为什么在工业上却用熟石灰？能不能往海水中直接加沉淀剂？ 提示：虽然NaOH的沉淀效果更好，但成本高，海边有丰富的贝壳，贝壳的主要成分是CaCO3，若不及时运走，会在海边堆积，形成固 体废弃物，而海水提镁用它作原料，可用来制得沉淀剂Ca（OH）2，便于就地取材，既节约了运费，降低了工业成本，也避免了环境污染；不能直接往海水中加沉淀剂，因为海水中Mg2＋的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2＋的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，正确的方法为先将海水浓缩，再加沉淀剂。 2.从海水中的Mg2＋到金属镁，经历了哪些类型的化学变化？ 提示：MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2（复分解反应）；Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O（复分解反应）；MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑（分解反应）。 知识点一　海水中提取镁 海水提镁过程中的注意事项 1.海水中Mg2＋浓度很低，所以不能直接把沉淀剂加入到海水中，应先将海水浓缩或利用晒盐后的苦卤。 2.沉淀海水中的Mg2＋时虽然用NaOH沉淀效果较好，但在工业上选用廉价的熟石灰。 3.提炼镁的工厂一般设置在海边，同时可利用海边的贝壳来制取石灰乳。 4.电解熔融MgCl2产生的氯气可综合利用来生产盐酸。 5.由MgCl2·6H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCl气体，防止生成Mg（OH）2。 6.工业上电解熔融的氯化镁制取镁，而不是电解氧化镁（熔点很高，耗费能量）制取镁。 7.因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。 1.海水中含有的MgCl2是镁的重要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④将产物熔融后电解。下列说法中不正确的是（　　） A.此法优点之一是原料的来源丰富 B.进行①②③步的目的是从海水中提取MgCl2 C.第④步中电解时会产生氯气 D.以上提镁过程中涉及的反应类型有复分解反应、化合反应和置换反应 答案：D 解析：D项，第①步中涉及分解反应和化合反应，第②、③步中涉及复分解反应，第④步中涉及分解反应，故提取镁的过程中不涉及置换反应，错误。 2.镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤（主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等）中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下： 回答下列问题： （1）工业上从盐卤中获取Mg（OH）2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是____________。 （2）从过程①得到的Mg（OH）2沉淀中混有少量的Ca（OH）2，除去少量Ca（OH）2的方法是先将沉淀加入到盛有____________溶液的烧杯中，充分搅拌后经____________、____________（填操作方法）可得纯净的Mg（OH）2。 （3）下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图： 其中装置A的作用是____________________________________________________________。 （4）写出过程④中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：（1）石灰乳原料丰富，成本低　 （2）MgCl2（或氯化镁）　过滤　洗涤　 （3）制备干燥的HCl气体 （4）MgCl2Mg＋Cl2↑ 知识点二　镁的性质 1.燃烧不一定有氧气参加，如Mg能在O2、Cl2、N2、CO2中燃烧生成相应化合物，方程式为2Mg＋O22MgO；Mg＋Cl2MgCl2；3Mg＋N2Mg3N2；2Mg＋CO22MgO＋C。 2.Mg与CO2的反应是典型的置换反应，Mg作还原剂，CO2作氧化剂。 3.Mg与冷水反应缓慢，但能与热水反应，方程式为Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑。 4.Mg可以在N2中燃烧生成Mg3N2，Mg3N2固体能与水发生反应，方程式为Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2＋2NH3↑。 5.Mg与CuSO4溶液反应：Mg＋Cu2＋===Mg2＋＋Cu。 3.下列有关镁的叙述正确的是（　　） A.镁条燃烧引起的火灾可以用二氧化碳灭火器扑灭 B.镁不能跟水反应释放出氢气 C.镁与氮气不能反应 D.镁在空气中燃烧的产物并不全是MgO 答案：D 解析：镁在空气中燃烧，除与O2反应生成氧化镁，还能与氮气化合：3Mg＋N2Mg3N2，还能与二氧化碳反应：2Mg＋CO22MgO＋C，D正确。 4.已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答下列问题： （1）镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3MgMg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式：_________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 （2）镁条在氧气中燃烧时看到的现象是___________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 （3）有同学认为空气中氮气含量最大，所以产物中氮化镁含量最大。事实上是这样吗？为什么？ ________________________________________________________________________。 （4）通过镁在空气中燃烧这一事实，你对燃烧这一概念有何新的认识？________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　。 答案：（1）2Mg＋O22MgO，2Mg＋CO22MgO＋C （2）剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟 （3）不是，因为氧气比氮气活泼 （4）燃烧不一定有氧气参加 知识点三　卤素单质、离子的检验 1.卤素单质的检验 （1）氯气的检验：黄绿色气体，能够使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝。 （2）溴单质的检验：深红棕色液体，能够使湿润的淀粉－碘化钾试纸变蓝。 （3）碘单质的检验：使淀粉溶液变蓝。 2.卤素离子的检验 （1）AgNO3溶液—稀HNO3法 （2）氯水—CCl4法 （3）氯水—淀粉法 5.下列能够检验出KI溶液中是否含有Br－的实验是（　　） A.加入足量的新制氯水，溶液变色则有Br－ B.加入酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色是否褪去 C.加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层有色，则有Br－ D.加入足量FeCl3溶液，用CCl4萃取后，取无色的水层并加入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成，则含有Br－ 答案：D 解析：A项，加入足量的新制氯水，也会置换出单质碘而使溶液变色，故不能确定是否含有Br－；B项，Br－和I－均能使酸性高锰酸钾溶液褪色；C项，加入少量的碘水，再加入CCl4振荡，有机层因萃取碘单质而显色，并没有溴单质产生。 6.只用一种试剂就能区别NaCl、NaBr、NaI三种溶液，该试剂可用（　　） ①AgNO3溶液　②氯水　③溴水　④碘水 A.①② B.①③ C.②③ D.②④ 答案：A 解析：加入AgNO3溶液能生成三种颜色不同的沉淀，加入氯水后三种溶液的颜色不同。 本课总结 自我反思：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 随堂提升 1.溴（Br）与氯同属“卤族”元素，其单质的化学性质具有相似性，但Cl2比Br2的活泼性强。则下列说法不正确的是（　　） A.溴单质常温下为液态，但极易挥发为溴蒸气 B.溴单质既有氧化性又有还原性 C.溴原子最外层有7个电子，在化学反应中容易得1个电子，表现氧化性 D.溴离子可以用AgNO3溶液来检验 答案：D 解析：检验溴离子应该用AgNO3溶液与稀硝酸，D错误。 2.1.0 g镁在氧气中燃烧后固体质量增加0.67 g，但在空气中充分燃烧后固体质量的增加量小于0.67 g，其原因是（　　） A.镁在空气中燃烧不完全 B.在空气中部分镁与CO2反应 C.在空气中部分镁与水蒸气反应 D.在空气中部分镁与N2反应 答案：D 解析：Mg在空气中燃烧，除与O2、CO2反应生成MgO外，还发生反应：3Mg＋N2Mg3N2，导致固体质量的增加量减少。 3.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤，其先后顺序正确的是（　　） ①在一定条件下脱水干燥　②加熟石灰　③加盐酸　④过滤　⑤蒸发结晶 A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤① 答案：D 4.如图为从海带中提取碘的工业生产流程，下列有关说法错误的是（　　） A.因海水中蕴藏着极其丰富的碘元素，所以工业上也可以直接用海水来提取碘元素 B.碱化操作时，加入NaOH溶液的目的是在碱性溶液中，可溶性有机物可形成沉淀 C.在实验室进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等 D.在实验室进行过滤操作时，需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗 答案：A 5.我国海水资源丰富，开发和利用海水资源是当前科学研究的一个重要项目，下图是海水综合利用的一个方面： 根据上述流程图，回答下列问题： （1）①加入的试剂是_________，有关的离子方程式为_________________________________。 （2）写出反应③的化学方程式：____________________________________________________。 （3）为了合理利用资源，有人提出利用④中的副产物生产漂白粉的方案，你认为此方案可行吗？如果可行，写出化学方程式；如果不可行，说明理由。___________________________ ____________________________________。 答案：（1）Cl2　2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ （2）Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O （3）可行。2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 难度 ★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★★ ★ ★★ ★★★ ★★ ★★ 对点 镁的性质 海水提镁 海带提碘 海带提碘 海水提镁 镁的性质 海带提碘 碘的性质 卤素单质的检验 海带提碘 海水提镁 海带提碘 一、选择题（每小题只有1个选项符合题意） 1.工业上制取镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作为冷却剂的是（　　） A.CO2 B.空气 C.N2 D.H2 答案：D 2.从海水中提取镁，正确的方法是（　　） A.海水Mg（OH）2Mg B.海水MgCl2溶液―→MgCl2晶体Mg C.海水Mg（OH）2MgCl2溶液――→MgCl2（熔融）Mg D.海水 Mg（OH）2MgOMg 答案：C 解析：镁是由电解熔融的氯化镁得到的，从海水中沉淀Mg2＋时用石灰乳而不用NaOH。 3．海带中含有丰富的碘，有人设计如下步骤： ①将海带灼烧成灰，在灰中加水搅拌；②加四氯化碳充分振荡静置；③通入氯气；④过滤；⑤用分液法分离液体混合物。合理操作的先后顺序是(　　) A．①②③④⑤ B．①④②③⑤ C．①②④③⑤ D．①④③②⑤ 答案：D 4．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如图实验方案： 下列说法正确的是(　　) A．①中反应的离子方程式为2I－＋H2O2===I2＋2OH－ B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出 C．③中得到的上层溶液中含有I－ D．操作Z的名称是加热 答案：C 解析：①中反应的离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，A错误；四氯化碳的密度比水的密度大，在下层，②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出，B错误；③中I2与NaOH反应生成的含NaI的水溶液密度比CCl4的小，位于上层，所以上层溶液中含有I－，C正确；操作Z的名称是过滤，D错误。 5．海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．要检验母液中是否含有Cl－应选用的试剂：硝酸酸化的AgNO3溶液 B．上述流程中的脱水过程属于分解反应 C．上述流程中涉及的变化都属于化学变化 D．上述流程中生成Mg(OH)2沉淀的离子方程式为Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋ 答案：C 6．已知部分被氧化的镁条1.6 g和足量的盐酸反应，在标准状况下生成H2 1.12 L，则在跟盐酸反应前被氧化的镁是(　　) A．1.2 g B．0.01 mol C．0.05 mol D．2.4 g 答案：B 解析：n(H2)＝0.05 mol，则1.6 g混合物中含镁为0.05 mol即1.2 g，则1.6 g混合物中含氧化镁(MgO)为0.4 g即0.01 mol，则反应前被氧化的Mg为0.01 mol即0.24 g。 7．某学习小组按如下实验流程从海带中提取碘单质。 已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O，I2的沸点高于CCl4，根据以上流程，判断下列说法正确的是(　　) A．步骤X“分液”时，应打开旋塞，先将水层放出 B．加入H2SO4溶液后，发生反应的离子方程式为5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O C．方案甲采用蒸馏法时，碘先汽化冷凝，在锥形瓶中先得到I2 D．步骤Y中应加入过量的稀NaOH溶液 答案：B 解析：萃取时，用CCl4作萃取剂，CCl4的密度大于水，在下层，所以打开旋塞，先放出的为CCl4层，故A错误；由已知条件可知，加入NaOH溶液后发生的反应为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O，所以上层溶液中存在I－和IO，加入H2SO4溶液后发生反应的离子方程式为5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O，故B正确；由已知条件可知，I2的沸点高于CCl4，方案甲采用蒸馏法时，CCl4先汽化冷凝，在锥形瓶中先得到CCl4，故C错误；步骤Y中应加入稀NaOH溶液至CCl4层颜色褪去即可，若稀NaOH溶液过量，后续消耗的H2SO4溶液也会增加，造成试剂浪费，故D错误。 8．下表是某加碘盐包装袋上的部分文字说明： 配料 精盐、碘酸钾、抗结剂 碘含量 35±15 mg/kg 储存方法 密闭、避光、防潮 食用方法 烹饪时，待食品熟后加入碘盐 根据说明某学生作出如下判断，其中正确的是(　　) A．此食盐是纯净物 B．“烹饪时，待食品熟后加入碘盐”的原因可能是碘酸钾受热不稳定 C．检验“加碘食盐”中的“碘”可用淀粉溶液来检验 D．1 kg此食盐中含碘酸钾(35±15) mg 答案：B 9．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是(　　) 选项 ① ② ③ ④ A 黄绿色 橙色 蓝色 白色 B 无色 橙色 紫色 白色 C 黄绿色 橙色 蓝色 无色 D 黄绿色 无色 紫色 白色 答案：A 解析：Cl2是黄绿色气体，故①处呈黄绿色；②处反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，溴水呈橙色；③处反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝色；④处反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，棉球仍呈白色。 10．海洋中有丰富的化学资源。某种制取粗碘的工艺流程如图所示，下列有关说法错误的是(　　) A．步骤②③④为碘的富集过程 B．步骤③与④中发生的反应互为可逆反应 C．步骤④发生的反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶1 D．步骤⑤中“操作X”为萃取、分液和蒸馏 答案：B 解析： 由上述分析可知，步骤③与步骤④中发生的反应不互为可逆反应，B错误。 二、非选择题 11．可以利用海水制备金属镁，其流程如图所示： (1)贝壳的主要成分是________，它属于________(填“盐”“氧化物”或“碱”，下同)；由贝壳制取的CaO属于________，该反应的类型属于________(填基本反应类型)。 (2)上述流程图中，由母液得到氢氧化镁的反应属于________(填基本反应类型)反应，其离子方程式为________________________________________________________________________。 (3)上述流程图中，有没有氧化还原反应？________。若有，写出其化学方程式：______________________________________________________。 答案：(1)CaCO3　盐　氧化物　分解反应 (2)复分解　Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋ (3)有　MgCl2Mg＋Cl2↑ 12．海带中含有丰富的碘。资料显示：海带中碘元素以I－的形式存在；苯的沸点是80.1 ℃；碘从45 ℃左右开始升华，到77 ℃时升华完毕，碘的沸点是184.35 ℃。某兴趣小组根据查阅的资料，设计下列实验方案，欲从海带中提取碘。请回答下列问题。 (1)步骤①②的实验目的是________________________________。 (2)步骤③中实验操作的名称是________。 (3)步骤④中可供选用的试剂有Cl2、Br2和H2O2(含稀硫酸)，你认为最合适的试剂是________________。 (4)步骤⑤中提取碘时使用的主要玻璃仪器是__________________。 (5)步骤⑥中从含碘的苯溶液中获得固态的碘单质，应采用的方法是________(填标号)。 a．过滤 b．冷却结晶 c．加热蒸发 d．水浴蒸馏 答案：(1)将海带中的I－溶解到水中　 (2)过滤　(3)H2O2(含稀硫酸) (4)分液漏斗　(5)d 解析：(5)因苯的沸点低，易挥发，且碘升华的温度不高，故应用水浴蒸馏的方法分离碘和苯。 15 学科网（北京）股份有限公司 $$