内容正文:
第八单元 海洋化学资源的利用
第二节 海水晒盐
第4课时 海水提镁
教学目标
掌握海水提镁的方法和流程。
重点和难点
海水提镁的方法。
◆知识点一 从海水中提炼金属镁
1.流程:海水或卤水氢氧化镁氯化镁 镁+氯气
(操作Ⅰ为 ,操作Ⅱ为 )
2.原理:
a. (从海水中分离出镁元素)(复分解反应);
b. (转化成可电解的氯化镁)(复分解反应);
c. 。 (分解反应)
能量变化:由电能转化为化学能,类似于水通电分解。
思考:
(1)海水提镁的过程中,为什么要将苦卤中的氯化镁先转化为氢氧化镁,再将氢氧化镁重新转化为氯化镁?
(2)海水中的含盐量虽远超陆地,但是分布非常分散,需要通过物理或化学方法进行“富集”才能提炼使用。想一想本单元你学习了哪些富集方法?
即学即练
1.淡化海水所得的浓盐水中含大量,可制备金属镁,其流程如图所示,下列说法不正确的是
A.用生石灰代替石灰乳,也可完成上述流程
B.经过步骤,浓盐水中减少的离子是
C.步骤和的设计目的是提纯、去除杂质
D.该流程中循环使用的物质是
2.镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。用海水晒盐得到苦卤(含、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“苦卤”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)写出中和池中反应的化学方程式: 。
(3)该流程中产生的可用于制作漂白液,其反应原理为:,则X的化学式为: 。
考点一 海水提镁
【例1】镁在汽车、轨道交通和航空航天等工业领域广泛应用。如图是从海水中提取镁的流程图。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 ;实验室中分离溶液和沉淀需要用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗和 。
(2)加入试剂X后发生 (填基本反应类型);步骤④通电后,电能转化为 。
【变式1-1】镁是重要的国防金属之一,利用海水制取镁的工艺流程如图所示:
(1)实验室进行操作a的名称是 。
(2)写出中加入试剂X发生反应的化学方程式 ;步骤①中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(3)不利用海水直接制取固体的原因是 。
(4)海洋是地球的资源库,人类从海洋还可以获取 。
【变式1-2】浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源。目前世界上60%的镁是从海水中提取的。其主要步骤如下:
(1)操作a为 ;
(2)上述实验中,无水制取Mg的反应方程式为 ,其基本反应类型为 ;
(3)NaClO是常用的消毒剂,可用氯气和氢氧化钠溶液反应来制取,同时生成食盐的主要成分和水,写出该反应的化学方程式: 。
基础达标
1.广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以用海水中提取的镁盐制取,镁盐属于海洋资源中的( )
A.矿产资源 B.动力资源 C.化学资源 D.生物资源
2.从海水中提取金属镁,主要有以下步骤:①电解氯化镁;②加石灰乳;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.②③④⑤① D.②④③⑤①
3.从海水中提取镁的主要步骤如图:
下列说法正确的是
A.①中操作必须使用的仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台、试管夹
B.①中发生反应的基本类型是复分解反应
C.②中发生反应的化学方程式是
D.③中可以电解MgCl2溶液得到金属Mg
4.下列关于海水制镁的有关说法,正确的是( )
A.直接蒸发海水得到氯化镁
B.电解氯化镁溶液
C.制得的镁可用于制造航天航空材料
D.只涉及到了复分解反应
5.海水中有大量可以利用的化学资源,其中所含的氯化镁是金属镁的重要来源之一。从海水中提取金属镁,可按如图流程进行。下列有关说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ通过一步反应即可实现
B.步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是从海水中提纯氯化镁
C.步骤Ⅴ中化学能转化为电能
D.在此流程中涉及的基本反应类型有4种
6.东营临海,海水资源丰富,可以通过从海水中提取物质发展我市经济。从混合物中获取物质通常有两种思路:一是除去杂质,二是提取目标产物。如图是海水综合利用的部分流程(操作已省略),下列说法不正确的是
已知:该粗盐中含泥沙、、、等杂质。
A.流程Ⅰ中X、Y溶液的顺序不能颠倒
B.流程Ⅱ中的氯化镁制取镁的过程是将电能转化为化学能
C.流程Ⅱ中提纯氯化镁是通过“提取目标产物”的思路实现的
D.混合物分离提纯的方法是由混合物中各组分的性质差异决定的
综合应用
7.海水是宝贵的自然资源,部分海水资源的利用如图所示。
(1)海水蒸发冷凝得到淡水的过程,类似于实验室中的 (填操作名称),此过程中没有发生变化的是 (选填序号)。
a.分子的种类 b.分子的个数 c.分子的质量
(2)海水晒盐得到的母液是NaCl和MgCl2的浓溶液,其中一定含有的金属阳离子是 (填离子符号)。
(3)将母液中的MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀,可实现海水中镁元素的再利用。请完善实验方案,检验MgCl2是否大部分被转化:沉淀后静置,取上层清液, (填具体操作及现象),证明母液中已无或仅余少量MgCl2。
(4)图中NaCl溶液电解发生反应的化学符号表达式为 。电解水验证水的组成实验中 (选填“能”或“不能”)加入NaCl增强水的导电性。
8.海水中有着丰富的化学资源,人们可以从海水中提取出很多的物质,如:氯化钠、镁等。
海水晒盐:如图就是利用海水提取氯化钠的大致过程:
(1)图中①是 (填“蒸发池”或“冷却池”);
(2)析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”);
海水制镁:提取粗盐后的母液中含有较多氯化镁;从母液中提取金属镁
(3)写出反应④的化学方程式为 ;
9.海水中含有大量盐类,海水制盐后剩余的液体称为苦卤,从苦卤中可获得,从中提取金属镁,主要物质转化关系如图所示。
(1)操作①的名称为 。
(2)沉淀与试剂B发生中和反应,则该反应的化学方程式是 。
(3)海水中还含有KCl和等物质,它们的溶解度曲线如图所示。
①40℃时将50gKCl固体加入100g水中,得到KCl溶液 g。
②时将等质量的KCl和的饱和溶液分别升温至,这时KCl溶液中溶质的质量分数 溶液中溶质的质量分数(填“大于”、“等于”或“小于”)。
10.镁是重要的国防金属之一,利用海水制取镁的工艺流程如图所示:
(1)实验室进行操作a的名称是 。
(2)写出中加入试剂X发生反应的化学方程式 ;步骤①中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(3)不利用海水直接制取固体的原因是 。
(4)海洋是地球的资源库,人类从海洋还可以获取 。
11.海洋是巨大的资源宝库,海水综合利用的部分工艺流程图如图:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)海水在蒸发池中,海水中氯化钠的质量 (填增加、不变或减少)海水中水的质量 (填增加、不变或减少)。结晶池中的溶液是 (填饱和或不饱和)溶液。
(2)粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2,则固体B的主要成分是 和CaCO3。
(3)步骤①加入适量盐酸的目的是 。
(4)用NaCl制取纯碱(Na2CO3)。从元素守恒的角度,还需要含有 、氧元素的物质参加反应。
(5)步骤②中加入石灰乳充分反应后,还需进行的操作是 。
(6)钛(Ti)被称为航空金属,常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛,其反应的化学方程式为 。
12.海水中有着丰富的化学资源,人们可以从海水中提取出很多的物质,如:氯化钠、镁等。
(一)海水晒盐:如图就是利用海水提取氯化钠的大致过程:
(1)图中①是 (填“蒸发池”或“冷却池”);
(2)析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”);
(二)海水制镁:提取粗盐后的母液中含有较多氯化镁,从母液中提取金属镁
(3)反应②的基本反应类型是 ;
(4)写出反应①的化学方程式为 ;
(5)写出反应⑤的化学方程式为 ;
拓展培优
13.海洋是个巨大的宝藏,蕴藏丰富的自然资源。
I .海水晒盐得到的粗盐中含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4 和泥沙,某同学将该粗盐样品进行提纯。部分流程如图。
(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)向滤液一中依次加入稍过量的 溶液 (填化学式)、Na2CO3 溶液和 溶液(填化学式),过滤去除沉淀后再向滤液二中加入适量盐酸,将溶液调至中性,得到较纯净的NaCl溶液。加入稍过量的Na2CO3溶液除了能除去粗盐中的CaCl2外,它还有一个作用是 。
(3)蒸发溶液得到精盐,该过程中玻璃棒的作用是 。
(4)反思交流:通过以上规范操作,制得氯化钠的质量比原粗盐样品中含氯化钠的质量 (填“增多”、“减少”、“不变”)。
Ⅱ.氯碱工业基本流程如图:
由图示可知工艺中可循环利用的物质是 (填化学式)。
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第八单元 海洋化学资源的利用
第二节 海水晒盐
第4课时 海水提镁
教学目标
掌握海水提镁的方法和流程。
重点和难点
海水提镁的方法。
◆知识点一 从海水中提炼金属镁
1.流程:海水或卤水氢氧化镁氯化镁 镁+氯气
(操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸发)
2.原理:
a. MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2 (从海水中分离出镁元素)(复分解反应);
b. Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O (转化成可电解的氯化镁)(复分解反应);
c. MgCl2Mg+Cl2↑ 。 (分解反应)
能量变化:由电能转化为化学能,类似于水通电分解。
思考:
(1)海水提镁的过程中,为什么要将苦卤中的氯化镁先转化为氢氧化镁,再将氢氧化镁重新转化为氯化镁?
海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁的方法可以使镁离子富集,浓度高,且成本低。
(2)海水中的含盐量虽远超陆地,但是分布非常分散,需要通过物理或化学方法进行“富集”才能提炼使用。想一想本单元你学习了哪些富集方法?
即学即练
1.淡化海水所得的浓盐水中含大量,可制备金属镁,其流程如图所示,下列说法不正确的是
A.用生石灰代替石灰乳,也可完成上述流程
B.经过步骤,浓盐水中减少的离子是
C.步骤和的设计目的是提纯、去除杂质
D.该流程中循环使用的物质是
【答案】B
【解析】A、用生石灰代替石灰乳,生石灰先与水反应生成氢氧化钙,也可完成上述流程,说法正确;
B、经过步骤,氯化镁与氢氧化钙反应生成氯化钙和氢氧化镁,浓盐水中减少的离子是,说法错误;
C、步骤将从浓盐水中分离出来,步骤将转化为纯净的,目的是提纯,去除杂质,说法正确;
D、电解生成,与在一定条件下反应生成,可用于步骤。可以循环利用,说法正确。
故选:B。
2.镁被誉为“21世纪最具开发应用潜力、绿色的战略性原材料”。用海水晒盐得到苦卤(含、NaCl等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“苦卤”属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)写出中和池中反应的化学方程式: 。
(3)该流程中产生的可用于制作漂白液,其反应原理为:,则X的化学式为: 。
【答案】(1)混合物
(2)
(3)NaOH
【解析】(1)苦卤含MgCl2、NaCl等物质,则“苦卤”属于混合物,故填:混合物;
(2)中和池中,氢氧化镁与盐酸反应得到氯化镁和水,反应的化学方程式为,故填:;
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的个数和种类不变。反应后有2个Na、2个Cl、2个H、2个O,反应前有2个Cl,相差2个Na、2个H、2个O,则X的化学式为NaOH,故填:NaOH。
考点一 海水提镁
【例1】镁在汽车、轨道交通和航空航天等工业领域广泛应用。如图是从海水中提取镁的流程图。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 ;实验室中分离溶液和沉淀需要用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗和 。
(2)加入试剂X后发生 (填基本反应类型);步骤④通电后,电能转化为 。
【答案】(1) 玻璃棒
(2)复分解反应 化学能
【解析】(1)步骤①中发生的反应为氯化镁与石灰乳的主要成分氢氧化钙反应生成氢氧化镁和氯化钙,反应的化学方程式为;实验室中分离溶液和沉淀的操作为过滤,过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,故填:;玻璃棒;
(2)加入试剂X后得到氯化镁,则试剂X为稀盐酸,涉及的反应为氢氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水,该反应符合两种化合物相互交换成分生成新的化合物的反应,属于复分解反应;
根据流程图可知,步骤④通电后,电能转化为化学能;
故填:复分解反应;化学能。
【变式1-1】镁是重要的国防金属之一,利用海水制取镁的工艺流程如图所示:
(1)实验室进行操作a的名称是 。
(2)写出中加入试剂X发生反应的化学方程式 ;步骤①中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(3)不利用海水直接制取固体的原因是 。
(4)海洋是地球的资源库,人类从海洋还可以获取 。
【答案】(1)过滤
(2) 分解反应
(3)海水中氯化镁的含量太低,直接提取成本太高,且得到的氯化镁固体中含有大量杂质,纯度低
(4)食盐或潮汐能等(合理即可)
【解析】(1)操作a可分离溶液和氢氧化镁固体,是过滤操作;
(2)中加入试剂X可得到氯化镁,则X为稀盐酸,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为;
步骤①中贝壳的主要成分碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应是一种物质生成两种物质,属于分解反应;
(3)海水中除含有氯化镁外,还含有氯化钠等多种杂质,海水中氯化镁的含量太低,若直接利用海水制取氯化镁,直接提取成本太高,且得到的氯化镁固体中含有大量杂质,纯度低;
(4)海洋是巨大的资源库,人类还可从海水中获取食盐、潮汐能、矿产资源(石油、天然气)、生物资源(鱼类、虾类、贝类、藻类)等。
【变式1-2】浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源。目前世界上60%的镁是从海水中提取的。其主要步骤如下:
(1)操作a为 ;
(2)上述实验中,无水制取Mg的反应方程式为 ,其基本反应类型为 ;
(3)NaClO是常用的消毒剂,可用氯气和氢氧化钠溶液反应来制取,同时生成食盐的主要成分和水,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)过滤
(2) 分解反应
(3)Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
【解析】(1)操作a可以分离氢氧化镁沉淀和氯化钠溶液,名称是过滤;
(2)无水MgCl2熔融状态下通电生成镁和氯气,反应的化学方程式为:;该反应是一种物质生成两种物质,符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(3)NaClO是常用的消毒剂,可用氯气和氢氧化钠溶液反应来制取,同时生成食盐的主要成分(氯化钠)和水,该反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O。
基础达标
1.广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以用海水中提取的镁盐制取,镁盐属于海洋资源中的( )
A.矿产资源 B.动力资源 C.化学资源 D.生物资源
【答案】C
【解析】镁盐属于海洋资源中的化学资源。故选C。
2.从海水中提取金属镁,主要有以下步骤:①电解氯化镁;②加石灰乳;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.②③④⑤① D.②④③⑤①
【答案】D
【解析】提取镁的流程是在海水或卤水中加入石灰乳,过滤出氢氧化镁后,再加入盐酸反应生成氯化镁,浓缩结晶的到氯化镁固体,最后通电电解熔融状态的氯化镁得到金属镁;故先后顺序正确的是②④③⑤①,D正确。
故选D。
3.从海水中提取镁的主要步骤如图:
下列说法正确的是
A.①中操作必须使用的仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台、试管夹
B.①中发生反应的基本类型是复分解反应
C.②中发生反应的化学方程式是
D.③中可以电解MgCl2溶液得到金属Mg
【答案】B
【解析】A、①中操作是过滤,过滤使用的仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台,故错误;
B、①中发生的反应是氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,这种由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应,故正确;
C、②中发生反应的化学方程式是,故错误;
D、③中可以电解熔融的氯化镁可以得到镁,故错误;
故选:B
4.下列关于海水制镁的有关说法,正确的是( )
A.直接蒸发海水得到氯化镁
B.电解氯化镁溶液
C.制得的镁可用于制造航天航空材料
D.只涉及到了复分解反应
【答案】C
【解析】A.海水中氯化镁的浓度较低,一般不采用直接蒸发海水得到氯化镁而是用海水晒盐后的卤水,故错误;
B.制备金属镁时是电解熔融状态下的氯化镁而不是氯化镁溶液,故错误;
C.制得的镁可用于制造航天航空材料,故正确;
D.氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气,属于分解反应,故错误。
故选C。
5.海水中有大量可以利用的化学资源,其中所含的氯化镁是金属镁的重要来源之一。从海水中提取金属镁,可按如图流程进行。下列有关说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ通过一步反应即可实现
B.步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是从海水中提纯氯化镁
C.步骤Ⅴ中化学能转化为电能
D.在此流程中涉及的基本反应类型有4种
【答案】B
【解析】A.步骤Ⅰ是将碳酸钙转化为氢氧化钙,属于盐类转化为碱类,盐和碱反应可以生成新盐和新碱,但反应的盐和碱都必须是可溶的,碳酸钙是难溶的盐,所以不可能一步转化,A错,不符合题意;
B.从步骤Ⅱ到步骤Ⅳ是将海水中的镁离子转化为氯化镁的过程,B对,符合题意;
C.由氯化镁得到金属镁是将氯化镁在熔融状态下进行电解,是将电能转化为化学能,C错,不符合题意;
D.步骤I-IV均为酸碱盐之间的反应,都属于复分解反应,步骤V数氯化镁分解成镁和氯气的反应,属于分解反应,所以此流程中涉及的基本反应类型有2种,D错,不符合题意;
故选B。
6.东营临海,海水资源丰富,可以通过从海水中提取物质发展我市经济。从混合物中获取物质通常有两种思路:一是除去杂质,二是提取目标产物。如图是海水综合利用的部分流程(操作已省略),下列说法不正确的是
已知:该粗盐中含泥沙、、、等杂质。
A.流程Ⅰ中X、Y溶液的顺序不能颠倒
B.流程Ⅱ中的氯化镁制取镁的过程是将电能转化为化学能
C.流程Ⅱ中提纯氯化镁是通过“提取目标产物”的思路实现的
D.混合物分离提纯的方法是由混合物中各组分的性质差异决定的
【答案】A
【解析】A、粗盐中含泥沙、、、等杂质;加入过量的氯化钡,氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过量X是指氢氧化钠,氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过量Y是指碳酸钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钡反应生成氯化钠和碳酸钡沉淀,过滤,除去泥沙、硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钡和碳酸钙;Y和X颠倒,氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,再加入过量的氢氧化钠,氢氧化钠与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过滤除去泥沙、硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡,两种操作得到溶液含有氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠,流程Ⅰ中X、Y溶液的顺序能颠倒,说法错误;
B、流程 II 中 “氯化镁制取镁” 是电解熔融MgCl2,此过程需要通电,将电能转化为化学能,说法正确;
C、依据质量守恒定律可知:化学变化前后元素种类不变,流程Ⅱ中提纯氯化镁是通过“提取目标产物”的思路实现的,说法正确;
D、混合物分离提纯的方法是由混合物中各组分的性质差异决定的,如粗盐提纯中利用溶解性差异除杂(泥沙不溶,NaCl等可溶)、利用沉淀反应除杂(Ba2+与结合沉淀),说法正确;
故选:A。
综合应用
7.海水是宝贵的自然资源,部分海水资源的利用如图所示。
(1)海水蒸发冷凝得到淡水的过程,类似于实验室中的 (填操作名称),此过程中没有发生变化的是 (选填序号)。
a.分子的种类 b.分子的个数 c.分子的质量
(2)海水晒盐得到的母液是NaCl和MgCl2的浓溶液,其中一定含有的金属阳离子是 (填离子符号)。
(3)将母液中的MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀,可实现海水中镁元素的再利用。请完善实验方案,检验MgCl2是否大部分被转化:沉淀后静置,取上层清液, (填具体操作及现象),证明母液中已无或仅余少量MgCl2。
(4)图中NaCl溶液电解发生反应的化学符号表达式为 。电解水验证水的组成实验中 (选填“能”或“不能”)加入NaCl增强水的导电性。
【答案】(1)蒸馏 abc
(2)Mg2+
(3)加入氢氧化钙溶液,如果没有沉淀产生(合理即可)
(4) 不能
【解析】(1)海水“蒸发—冷凝”得到淡水在实验室中对应的操作是“蒸馏”;
海水蒸发冷凝得到淡水的过程中,没有新物质产生,属于物理变化,分子的质量、分子的种类和数目都不发生变化,故选abc;
(2)氯化镁是由镁离子和氯离子构成的,其中阳离子为镁离子,表示为Mg2+;
(3)氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钙。假设母液中仍存在镁离子,可加入相应的盐溶液将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,故操作是:沉淀后静置,取上层清液,加入氢氧化钙溶液,如果没有沉淀产生则MgCl2已完全转化为Mg(OH)2;
(4)NaCl溶液电解生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的符号表达式为:;
在电解水验证水的组成实验中,不能加入NaCl增强导电性,否则会产生氯气等干扰试验结论。
8.海水中有着丰富的化学资源,人们可以从海水中提取出很多的物质,如:氯化钠、镁等。
海水晒盐:如图就是利用海水提取氯化钠的大致过程:
(1)图中①是 (填“蒸发池”或“冷却池”);
(2)析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”);
海水制镁:提取粗盐后的母液中含有较多氯化镁;从母液中提取金属镁
(3)写出反应④的化学方程式为 ;
【答案】(1)蒸发池
(2)饱和溶液
(3)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
【解析】(1)海水晒盐的过程是利用蒸发溶剂的方法使氯化钠结晶析出,先经过蒸发池,使水分蒸发,所以图中①是蒸发池。
(2)析出晶体后的母液不能再溶解氯化钠,所以是氯化钠的饱和溶液。
(3)反应④是将氢氧化镁转化成了氯化镁,应该加入盐酸,发生的反应氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,反应的化学方程式是:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O。
9.海水中含有大量盐类,海水制盐后剩余的液体称为苦卤,从苦卤中可获得,从中提取金属镁,主要物质转化关系如图所示。
(1)操作①的名称为 。
(2)沉淀与试剂B发生中和反应,则该反应的化学方程式是 。
(3)海水中还含有KCl和等物质,它们的溶解度曲线如图所示。
①40℃时将50gKCl固体加入100g水中,得到KCl溶液 g。
②时将等质量的KCl和的饱和溶液分别升温至,这时KCl溶液中溶质的质量分数 溶液中溶质的质量分数(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)过滤
(2)
(3)140 等于
【解析】(1)操作①是分离固液的过滤操作;
(2)中和反应是酸与碱反应生成盐和水,与试剂B发生中和反应生成氯化镁,则试剂B为稀盐酸,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为;
(3)①由溶解度曲线图可知,40℃时氯化钾的溶解度为40g,则40℃时将50gKCl固体加入100g水中,最多能溶解40gKCl固体,则充分溶解后得到KCl溶液的质量为;
②时将等质量的KCl和的饱和溶液分别升温至,KCl和的溶解度均增大,饱和溶液变为不饱和溶液,溶质质量分数不变,仍为时饱和溶液中的溶质质量分数,由于时KCl和的溶解度相等,则升温后KCl溶液中溶质的质量分数等于溶液中溶质的质量分数。
10.镁是重要的国防金属之一,利用海水制取镁的工艺流程如图所示:
(1)实验室进行操作a的名称是 。
(2)写出中加入试剂X发生反应的化学方程式 ;步骤①中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
(3)不利用海水直接制取固体的原因是 。
(4)海洋是地球的资源库,人类从海洋还可以获取 。
【答案】(1)过滤
(2) 分解反应
(3)海水中氯化镁的含量太低,直接提取成本太高,且得到的氯化镁固体中含有大量杂质,纯度低
(4)食盐或潮汐能等(合理即可)
【解析】(1)操作a可分离溶液和氢氧化镁固体,是过滤操作;
(2)中加入试剂X可得到氯化镁,则X为稀盐酸,氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为;
步骤①中贝壳的主要成分碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应是一种物质生成两种物质,属于分解反应;
(3)海水中除含有氯化镁外,还含有氯化钠等多种杂质,海水中氯化镁的含量太低,若直接利用海水制取氯化镁,直接提取成本太高,且得到的氯化镁固体中含有大量杂质,纯度低;
(4)海洋是巨大的资源库,人类还可从海水中获取食盐、潮汐能、矿产资源(石油、天然气)、生物资源(鱼类、虾类、贝类、藻类)等。
11.海洋是巨大的资源宝库,海水综合利用的部分工艺流程图如图:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)海水在蒸发池中,海水中氯化钠的质量 (填增加、不变或减少)海水中水的质量 (填增加、不变或减少)。结晶池中的溶液是 (填饱和或不饱和)溶液。
(2)粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2,则固体B的主要成分是 和CaCO3。
(3)步骤①加入适量盐酸的目的是 。
(4)用NaCl制取纯碱(Na2CO3)。从元素守恒的角度,还需要含有 、氧元素的物质参加反应。
(5)步骤②中加入石灰乳充分反应后,还需进行的操作是 。
(6)钛(Ti)被称为航空金属,常用于建造空间站。工业上利用步骤④制备金属钛,其反应的化学方程式为 。
【答案】(1)不变 减少 饱和
(2)Mg(OH)2/氢氧化镁
(3)除去过量氢氧化钠和碳酸钠
(4)碳元素/C
(5)过滤
(6)
【解析】(1)海水在蒸发池中,由于水的蒸发,则溶剂水的质量减少,海水中氯化钠的质量不变;
结晶池中的溶液是析出氯化钠晶体后的母液,不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液;
(2)粗盐含有的主要杂质为MgCl2、CaCl2,过量的氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过量的碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则则固体B的主要成分是氢氧化镁Mg(OH)2和CaCO3;
(3)得到的溶液A中含有杂质过量的氢氧化钠和碳酸钠,步骤①加入适量盐酸,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,目的是除去过量氢氧化钠和碳酸钠;
(4)用NaCl制取纯碱(Na2CO3)。氯化钠中含有钠元素和氯元素,从元素守恒的角度,还需要含有碳元素、氧元素的物质参加反应;
(5)从流程图可知,步骤②中加入石灰乳充分反应后,需要将氢氧化镁固体和溶液C进行分离,因此还需进行的操作是过滤;
(6)工业上利用步骤④制备金属钛,其反应为镁和四氯化钛在一定条件下反应生成钛和氯化镁,化学方程式为。
12.海水中有着丰富的化学资源,人们可以从海水中提取出很多的物质,如:氯化钠、镁等。
(一)海水晒盐:如图就是利用海水提取氯化钠的大致过程:
(1)图中①是 (填“蒸发池”或“冷却池”);
(2)析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”);
(二)海水制镁:提取粗盐后的母液中含有较多氯化镁,从母液中提取金属镁
(3)反应②的基本反应类型是 ;
(4)写出反应①的化学方程式为 ;
(5)写出反应⑤的化学方程式为 ;
【答案】(1)蒸发池
(2)饱和溶液
(3)化合反应
(4)CaCO3CaO+CO2↑
(5)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
【解析】(1)氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,可用蒸发结晶的方法进行分离,则图中①是蒸发池,故填:蒸发池;
(2)析出晶体后的母液,不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液,故填:饱和溶液;
(3)由流程图可知,反应②为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故填:化合反应;
(4)由流程图可知,反应①为碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑,故填:CaCO3CaO+CO2↑;
(5)由流程图可知,反应⑤为氯化镁在通电条件下生成镁和氯气,反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故填:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
拓展培优
13.海洋是个巨大的宝藏,蕴藏丰富的自然资源。
I .海水晒盐得到的粗盐中含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4 和泥沙,某同学将该粗盐样品进行提纯。部分流程如图。
(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)向滤液一中依次加入稍过量的 溶液 (填化学式)、Na2CO3 溶液和 溶液(填化学式),过滤去除沉淀后再向滤液二中加入适量盐酸,将溶液调至中性,得到较纯净的NaCl溶液。加入稍过量的Na2CO3溶液除了能除去粗盐中的CaCl2外,它还有一个作用是 。
(3)蒸发溶液得到精盐,该过程中玻璃棒的作用是 。
(4)反思交流:通过以上规范操作,制得氯化钠的质量比原粗盐样品中含氯化钠的质量 (填“增多”、“减少”、“不变”)。
Ⅱ.氯碱工业基本流程如图:
由图示可知工艺中可循环利用的物质是 (填化学式)。
【答案】 漏斗 除去过量的溶液 搅拌,防止局部温度过高,液体飞溅出来 增多
【解析】(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(2)粗盐中含有少量CaCl2、MgCl2、Na2SO4 和泥沙,除去氯化钙用过量的碳酸钠,除去氯化镁用过量的氢氧化钠,除去硫酸钠用过量的氯化钡,但过量的氯化钡用碳酸钠除去,所以加入碳酸钠溶液一定要在加入氯化钡溶液之后,而过量的碳酸钠和氢氧化钠可以用适量的盐酸除去。所以向滤液一中依次加入稍过量的溶液、Na2CO3 溶液和溶液,过滤去除沉淀后再向滤液二中加入适量盐酸,将溶液调至中性,得到较纯净的NaCl溶液。加入稍过量的Na2CO3溶液目的上除去粗盐中的CaCl2和过量的。
(3)在蒸发实验操作中玻璃棒的作用是搅拌,防止局部温度过高,液体飞溅出来。
(4)在除杂过程中加入的碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡和盐酸,都有氯化钠生成,所以制得氯化钠的质量比原粗盐样品中含氯化钠的质量增多。
(5)依据图示工艺图示,脱盐可得到,精盐制得饱和盐水需要,所以该过程中可循环利用的物质是。
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