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 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第一册（苏教版）

本高中化学讲义聚焦“从海水中提取镁”与“从海带中提取碘”两大核心知识点，系统梳理海水提镁的流程（Mg²⁺沉淀为Mg(OH)₂、转化为MgCl₂、电解熔融MgCl₂得Mg）及主要反应，镁的原子结构、化学性质（与N₂、CO₂等反应）和用途，同时涵盖海带提碘的流程（海带灰浸泡、I⁻氧化为I₂、萃取分离）、卤素离子检验方法，构建从资源提取到物质性质、应用的完整知识脉络，为学生提供清晰的学习支架。 该资料设计突出科学思维与科学探究，通过“微点拨”强调关键细节（如电解熔融MgCl₂而非溶液），“题点多维训练”中的对比分析（如电解MgO与MgCl₂的能耗差异）培养证据推理能力，实验流程题（如海带提碘的过滤、萃取操作）落实科学探究与实践。联系镁合金航空应用、碘与甲状腺健康，体现科学态度与责任中的STSE理念。课中流程图示辅助直观教学，课后分层练习帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　从海水中提取镁　从海带中提取碘 新知探究(一)——从海水中提取镁 1.流程 自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。海水中镁的总储量约为2.1×1015 t。工业上从海水中提取镁的生产流程为 2.主要反应 MgCl2+Ca(OH)2==Mg(OH)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ [微点拨]　电解氯化镁时，用的是熔融氯化镁，不是氯化镁溶液。 3.镁的原子结构和性质 (1)镁的原子结构 原子结构示意图为，易失去最外层的电子，形成镁离子。 (2)镁的化学性质 ①Mg与N2反应：3Mg+N2Mg3N2 ②Mg与盐酸反应：Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ ③Mg与CO2反应： 2Mg+CO22MgO+C 4.镁的用途 镁能与铜、铝等金属形成合金，镁合金因密度小，硬度和强度都较大等优点，被广泛用于制造火箭、导弹和飞机的部件等。氧化镁是优质的耐高温材料。 [微点拨]　Mg在空气中燃烧时，可以与氧气、氮气、二氧化碳三种物质发生反应。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)工业上通常通过电解MgO来制得金属Mg。 (×) (2)将镁条直接放入盐酸中观察镁与盐酸反应现象。 (×) (3)燃着的镁条伸入盛CO2的集气瓶中立即熄灭。 (×) (4)Mg不能在N2中燃烧。 (×) (5)海水中提取Mg既涉及复分解反应又涉及置换反应。 (×) 2.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是 (　 ) A.②④⑤③①　　　　 B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤① 解析：选D　由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2+变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。 3.分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是 (　 ) A.C B.MgO C.MgCO3 D.Mg3N2 解析：选C　镁在空气中燃烧可与CO2反应生成C和MgO，与O2反应生成MgO，与N2反应生成Mg3N2。 4.目前世界上60%的镁是从海水提取的。海水提镁的主要流程如下： 已知：①MgCl2晶体的化学式为MgCl2·6H2O； ②MgO的熔点为2 852 ℃，无水MgCl2的熔点为714 ℃。 (1)操作①的名称是　　　　　，操作②的名称是　　　　、　　　　、过滤。  (2)试剂a的名称是　　　　　　　　　。  (3)工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解氯化镁来制取镁单质，而不采用加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：(1)从沉淀池中把难溶性的固体Mg(OH)2与可溶性液体物质分离的操作是过滤。从MgCl2溶液分离得到固体溶质操作②是蒸发浓缩、冷却(或降温)结晶。(2)溶解固体Mg(OH)2使之转化为MgCl2溶液需要加入的试剂a是HCl溶液。(3)MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本。 答案：(1)过滤　蒸发浓缩　冷却(或降温)结晶[或蒸发、结晶]　(2)HCl溶液(或盐酸) (3)MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本 新知探究(二)——从海带中提取碘 (一)海带提碘 1.流程 海水中碘的总储量很大，但由于其浓度很低，目前工业上并不直接通过海水提取碘，而是以具有富集碘能力的海藻(如海带等)为原料获取碘，工业上从海带中提取碘的生产流程为 2.主要化学反应 海带中的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)的形式进入水中，可选择Cl2、H2O2等氧化剂把碘离子氧化成碘单质，离子方程式可分别表示为2I-+Cl2==I2+2Cl-、2H++H2O2+2I-==I2+2H2O。 3.加碘盐中碘元素的检验 (1)加碘盐中碘元素的存在形式：I。 (2)检验原理 在酸性条件下，I与I-反应的离子方程式：I+5I-+6H+==3I2+3H2O，生成的单质碘用淀粉溶液检验，现象是淀粉溶液变蓝。 4.碘元素的应用 碘是人体必需的微量元素，人体缺碘时患甲状腺肿大。海带、海鱼等含碘丰富的食品，对防治碘缺乏很有效，在我国缺碘地区，主要通过食用加碘盐来补充碘元素。 (二)卤素离子的检验方法 1.AgNO3溶液——沉淀法 未知液 2.置换——萃取法 未知液加入CCl4 有机层呈 3.置换——淀粉法检验I- 未知液 蓝色溶液，表明有I- [题点多维训练] 1.下列关于萃取碘水中的碘理由不正确的是 (　 ) A.四氯化碳的密度比水大 B.四氯化碳与水和碘均不反应 C.四氯化碳与原溶剂水互不相溶 D.碘在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 解析：选A　萃取剂应与原溶剂互不相溶，与原溶剂、溶质不发生反应，且溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度。 2.下列试剂不能鉴别氯化钠、溴化钾、碘化钠三种无色溶液的是 (　 ) A.AgNO3溶液和稀硝酸　 B.氯水和四氯化碳 C.氯水和苯 D.淀粉溶液 解析：选D　A项，生成沉淀的颜色不同；B、C项，Br2、I2在CCl4、苯中形成的溶液颜色不同；D项，淀粉只能检验I2。 3.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 ℃；单质碘在高于150 ℃时易升华。某兴趣小组同学根据查阅的资料，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单质碘，应采用的方法是　　　　(填字母)。  a.过滤 b.冷却结晶 c.加热蒸发 d.水浴蒸馏 解析：(1)操作①②的目的是使海带中的I-溶于水，便于后续提取操作。(2)步骤③是为了从海带灰悬浊液中得到含I-的溶液，固体和溶液分离采用过滤操作。(4)步骤⑤中提取碘利用的是萃取分液的方法，使用的主要玻璃仪器是分液漏斗。(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。 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 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.下列关于镁元素及其单质的说法中，不正确的是 (　 ) A.镁在常温下能与氧气反应，生成氧化镁保护膜 B.镁在自然界中只有化合态，没有游离态 C.镁能在氯气、二氧化碳中燃烧，这说明不只是氧气才有助燃性 D.镁的化学性质很活泼，能与O2、Cl2、N2及酸、碱发生反应 解析：选D　Mg不与碱反应。 2.镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却。下列气体能用作镁蒸气冷却气的是 (　 ) A.空气　　　　　　　　 B.CO2 C.H2 D.N2 解析：选C　镁能与O2、CO2、N2发生化学反应，但与H2不反应，故H2能作为镁蒸气的冷却气。 3.某同学设计实验从海带中提取碘：①滴加稀硫酸和双氧水；②在海带中加入少量酒精，点燃使其燃烧为灰烬，在灰烬中加水搅拌；③加四氯化碳并振荡；④过滤；⑤分液。该实验的合理操作顺序是 (　 ) A.①③⑤②④ B.②①③④⑤ C.②④①③⑤ D.③①②⑤④ 解析：选C　从海带中提取I2的流程为海带(加少量酒精)灼烧成海带灰后，加水搅拌过滤含I-的水溶液，I2的水溶液用CCl4萃取分液I2的有机溶液，故正确步骤为②④①③⑤。 4.下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是 (　 ) A.Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓ B.Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O C.Mg(OH)2MgO+H2O D.MgCl2Mg+Cl2↑ 解析：选C　A项是把海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀；B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2；D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2；C项中的反应未涉及。 5.(2025·邯郸高一期末)海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。实验室提取碘的途径如下所示： 干海带海带灰水溶液→碘单质 下列有关叙述正确的是 (　 ) A.碘元素在海水中也有游离态存在 B.在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2 C.操作a是结晶 D.b是提纯操作，常用蒸馏或分馏 解析：选B　碘在海水中只以化合态形式存在，没有游离态。操作a是萃取，操作b是分液，然后才是通过蒸馏等操作来得到单质碘，A、C、D项错误。 6.(2025·镇江高一期末)下列有关氯、溴、碘及其化合物的说法，不正确的是 (　 ) A.工业上以海水为原料提取溴单质 B.分别向新制氯水和久置氯水中滴加AgNO3溶液，都能产生白色沉淀 C.可用干燥的淀粉碘化钾试纸检验氯化氢气体中是否混有氯气 D.医生建议患有甲状腺肿大的患者多食海带，这是因为海带中含有较丰富的碘元素 解析：选C　在无水条件下氯气不易置换出单质碘，且碘遇淀粉变蓝也应在水溶液中，故不可用干燥的淀粉碘化钾试纸检验氯化氢气体中是否混有氯气。 7.根据海水提取镁的过程及镁的相关性质分析，以下说法错误的是 (　 ) A.Mg在CO2中的燃烧是置换反应 B.将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程，镁原子失电子转化为Mg2+ C.电解熔融的氯化镁可以得到镁 D.Mg在CO2中燃烧的反应，CO2是氧化剂 解析：选B　Mg在CO2中燃烧的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C，是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，为置换反应，A项正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，不是氧化还原反应，没有电子的转移，B项错误；电解熔融的氯化镁可以得到镁，C项正确；2+O22O+中，Mg元素化合价升高，Mg是还原剂，CO2中C元素化合价降低，CO2是氧化剂，D项正确。 8.从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是 (　 ) 解析：选D　A项，海带灼烧成灰用坩埚；B项，过滤时应用玻璃棒引流；C项，苯在水的上层，应从分液漏斗上口倒出。 9.为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如下实验方案： 下列说法错误的是 (　 ) A.①中反应的离子方程式：2I-+H2O2==I2+2OH- B.②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口倒出 C.③操作使用的是反萃取法，得到的上层溶液中含有I- D.操作Z的名称是过滤 解析：选A　①中加入稀硫酸，环境为酸性，不能生成OH-，故A错误；四氯化碳的密度比水大，②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出，故B正确；四氯化碳的密度比水大，③操作是反萃取法，得到的上层溶液中含有I-和I，故C正确；从含有碘的悬浊液中得到碘，应该采用过滤的方法，故D正确。 10.某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：a.KI溶液；b.淀粉溶液；c.NaOH溶液；d.稀硫酸；e.氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是 (　 ) A.加入以上药品的顺序是a→e→b→c→d B.③→④反应的化学方程式为3I2+6NaOH==5NaI+NaIO3+3H2O C.溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色 D.④→⑤反应的离子方程式为2I-+Cl2==I2+2Cl- 解析：选D　①无色→②棕黄色说明有碘生成，②棕黄色→③蓝色说明是碘遇淀粉溶液显色，③蓝色→④无色说明碘被消耗，④无色→⑤蓝色说明又生成了碘，此时发生的是NaI和NaIO3在酸性条件下生成碘的氧化还原反应。 二、非选择题 11.(12分)如图是人类从海水资源中提取某些重要化工原料的流程示意图： 请回答下列问题： (1)操作A是　　　和过滤(填实验基本操作名称)。  (2)操作B需加入下列试剂中的一种，最合适的是　　　(填字母)。  A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.石灰乳 D.碳酸钠溶液 (3)向苦卤中通入Cl2，发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　，用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)不用电解MgO的方法制Mg的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：(1)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小，可以通过蒸发结晶的方法得到氯化钠。 (2)工业制镁：把海边的贝壳制成生石灰，在海水中加入生石灰制得石灰乳，在苦卤中加入石灰乳制得Mg(OH)2，这样原料的成本低，所以最合适的是石灰乳。 (3)氯气氧化溴离子得到单质溴，离子方程式为Cl2+2Br-==Br2+2Cl-；用SO2水溶液吸收Br2的离子方程式为Br2+SO2+2H2O==4H++S+2Br-。 (4)工业上由无水MgCl2制取镁的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。 (5)MgO熔点很高，难熔化，耗能高。 答案：(1)蒸发结晶　(2)C (3)Cl2+2Br-==Br2+2Cl-　Br2+SO2+2H2O==4H++S+2Br- (4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ (5)MgO熔点很高，耗能高 12.(10分)海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下： 某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如图所示的操作。 回答下列问题： (1)写出提取过程①③中实验操作的名称： ①　　　　，③　　　　。  (2)写出过程②中发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)四氯化碳是　　　　色、密度比水　　　　的液体。F中下层液体的颜色为　　　　　色，上层液体中溶质的主要成分为　　　　。   (4)从F中得到固态碘还需进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)在灼烧过程中，使用到的实验仪器有(除泥三角外)　　　　(填序号)。   ①试管　②瓷坩埚　③坩埚钳　④蒸发皿 ⑤酒精灯 解析：(1)从实验流程看①操作为过滤，③操作为萃取。(3)CCl4萃取碘水中的碘后，上层液体为KCl溶液，注意不含Cl2和I2。(4)对F中的两种液体进行分液，然后用蒸馏的方法得到I2。(5)给固体物质加热灼烧时用到瓷坩埚、坩埚钳和酒精灯。 答案：(1)过滤　萃取 (2)Cl2+2KI==2KCl+I2 (3)无　大　紫红(或紫)　KCl (4)分液和蒸馏　(5)②③⑤ 13.(13分)(2025·南通高一期末)假如你是一位企业家，在开发海水资源的众多项目中，选择了海水提镁，在前期考察过程中你将遇到许多问题，请根据背景材料的提示，按要求回答相关问题： 材料1：如图为海水中各元素含量情况(mg·L-1) 材料2：部分化学试剂的市场价格 试剂 氢氧化钾 氢氧化钠 氢氧化钙 氧化钙 价格/(元/吨) 5 238.0 2 300.00 1 200.00 700.00 (1)在海水提镁的过程中要实现对镁离子的富集、分离，有以下三个方案： 方案一：直接往海水中加入沉淀剂； 方案二：加热蒸发海水后再加入沉淀剂； 方案三：在晒盐后的卤水中加入沉淀剂。 你认为方案　　　　最合理。  不选方案　　　　的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  不选方案　　　　的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)应该选择　　　　试剂作为镁离子的沉淀剂。不考虑其他费用，沉淀相同量的镁离子所用氢氧化钠和氧化钙的价格比为　　　　。  (3)为了节省成本，你可考虑以海边上的贝壳为原料，试简述其理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：(1)海水提镁首先要对海水进行浓缩，然后加入沉淀剂，显然方案一浪费原料，方案二浪费能量，最合理的是方案三。(2)根据市场价格，CaO作为镁离子的沉淀剂最为经济。假设沉淀a mol镁离子，需要氢氧化钠和氧化钙的价格比为(2a×40×2 300)∶(a×56×700)=230∶49。(3)贝壳的主要成分为碳酸钙，可以通过高温煅烧贝壳的方式生产氧化钙，作为镁离子的沉淀剂，降低成本。 答案：(1)三　一　海水中镁浓度太低，要沉淀必须加入大量的沉淀剂，浪费原料　二　要加热海水需大量的能源　(2)CaO　230∶49 (3)贝壳中含碳酸钙，加热分解生成氧化钙可作沉淀剂，节省了成本 学科网（北京）股份有限公司 $$