1、專題2 從海水中獲得的化學物質備課資源鏈接一、氯氣的生產原理教師活動學生活動請同學們觀看關于“浩瀚的大海”“海水曬鹽”“氯氣的用途”的圖片或錄像。學生觀看圖片、錄像片段,知道海水中存在著大量的氯化鈉,氯氣在生產、生活實際中有著重要的應用,進而產生“人類是如何從海水中提取氯化鈉并生產氯氣的”問題。請同學們觀看氯堿工廠生產氯氣的流程圖或錄像,或交流討論參觀氯堿工廠的收獲,及在網上查閱到的氯堿工廠的生產原理。學生觀看圖片、錄像片段,產生“氯氣的生產原理是什么?”“實驗室如何按工業生產氯氣的原理制備少量的氯氣?”等問題。與同學一道完成教材中電解飽和氯化鈉溶液的實驗。實驗內容包括:(1)電解飽和氯化鈉溶

2、液實驗裝置的連接。(2)接通直流電源進行電解。(3)檢驗倒扣在a導管上的試管中收集的氣體。(4)觀察b導管中氣體的顏色。引導學生觀察實驗現象,啟發學生思考回答實驗中產生的問題,形成科學的結論。1.觀察并記錄實驗現象。2.根據實驗現象分析思考問題:(1)電解過程中電極上產生的氣體是什么?(2)試管中的溶液為什么會變紅?(3)如何檢驗倒扣在a導管上的試管中收集的氣體?3.對電解實驗現象進行分析,寫出電解過程中發生反應的化學方程式。二、教學片斷氧化還原反應的微觀分析創設情景提出問題學生活動學習反饋1.鈉與氯氣的反應。2.利用動畫模擬氯原子、鈉原子中的電子轉移后的結構變化。1.從微觀角度分析、解釋化合

3、價為何出現變化。2.你認為氧化還原反應發生的本質是什么?知識運用:畫出反應前后微粒的結構示意圖,比較、分析總結。1.學會用結構圖分析反應原理。2.了解掌握氧化還原反應中化合價變化是外在表現,發生電子轉移才是本質。三、“金屬鈉與水反應”實驗裝置的改進方法“金屬鈉與水反應”是中學化學中體現和培養觀察能力、由現象分析結論的思維能力的重要范例,也是高考經常涉及的重要基礎實驗,對它的改進極為重要。教材介紹的“金屬鈉與水反應”實驗可以使同學們很清楚地觀察到實驗現象,但卻無法收集到產生的氫氣,怎樣改進呢?方法1:圖1是在課本實驗的基礎上略作改進,在塑料瓶的橡皮塞口上加了一尖嘴管和固定一根大頭針,鈉塊扎在大頭

4、針上,反應時向下壓大頭針,使Na塊接觸水面。反應后在尖嘴管處點燃氣體。方法2:利用圖2裝置進行實驗時,將鈉塊用鋁箔包好后再用銅網裹住(防止鈉塊浮起),置于倒扣的漏斗內,即可用排水法收集一試管氣體用于點燃。方法3:利用圖3裝置進行實驗時,將廣口瓶中盛滿水,在膠塞上固定一根大頭針,將鈉塊扎在大頭針上,迅速用膠塞塞住瓶口,產生的氣體將水壓入長頸漏斗中,反應結束后,打開止水夾即可在尖嘴管處點燃氣體。方法4:圖4的原理類同于圖3,將廣口瓶中盛滿水,取一小塊鈉,將其插在大頭針上,在注射器中吸入12 mL酚酞。實驗時,把止水夾打開,把插有鈉和注射器的橡皮塞迅速插入瓶口,并塞緊。鈉與水劇烈反應,廣口瓶中的水沿

5、導管流入量筒。反應完畢,將注射器中的酚酞推入塑料瓶,溶液變紅。更換50 mL注射器,抽取瓶內的氣體。抽氣后將注射器移近火焰,勻速推出氣體,針頭處立即燃起細長的火焰。四、小蘇打(NaHCO3)的應用碳酸氫鈉用作食品工業的發酵劑、汽水和冷飲中二氧化碳的發生劑、黃油的保存劑。可直接作為制藥工業的原料,用于治療胃酸過多。還可用于電影制片、鞣革、選礦、冶煉、金屬熱處理,以及用于纖維、橡膠工業等。同時用作羊毛的洗滌劑、泡沫滅火劑,以及用于農業浸種等。食品工業中一種應用最廣泛的疏松劑,用于生產餅干、糕點、饅頭、面包等,是汽水飲料中二氧化碳的發生劑;可與明礬復合為堿性發酵粉;還可用作黃油保存劑。消防器材中用于

6、生產酸堿滅火器和泡沫滅火器。橡膠工業利用其與明礬、H發孔劑配合起均勻發孔的作用用于橡膠、海綿生產。冶金工業用作澆鑄鋼錠的助熔劑,機械工業用作鑄鋼(翻砂)砂型的成型助劑。印染工業用作染色印花的固色劑,酸堿緩沖劑,織物染整的后處理劑。染色中加入小蘇打可以防止紗筒產生色花。醫藥工業用作制酸劑的原料。五、教學片斷離子反應教學過程教學內容【引入】上節課我們通過對酸、堿、鹽溶液導電性實驗進行分析,對電解質有了初步的了解,現在我們來做個“電燈泡”的實驗,請同學們仔細觀察。【演示實驗】在4只相同的小燒杯中分別加入50 mL物質的量濃度均為0.1 mol·L-1的鹽酸、醋酸溶液、氫氧化鈉溶液和氨水,連

7、接電路,接通電源,觀察現象。【設問】觀察到什么現象?實驗現象表明了什么?為什么?【板書】一、電解質的分類、概念續表教學過程教學內容【評述】觀察到用鹽酸和氫氧化鈉溶液實驗時燈泡的亮度明顯比同物質的量濃度的醋酸和氨水實驗時的亮度大,說明了當物質的量濃度相等時,醋酸溶液和氨水的導電能力明顯弱于鹽酸和氫氧化鈉溶液的導電能力。我們知道溶液的導電能力與溶液中自由離子的濃度大小成正比,那實驗現象說明鹽酸和氫氧化鈉溶于水后完全電離,而醋酸和氨水中一水合氨的電離是不完全的,所以電解質有強電解質和弱電解質之分。【板書】(1)強電解質:在水溶液中能完全電離的電解質,如強酸、強堿、絕大多數鹽;(2)弱電解質:在水溶液

8、中不能完全電離的電解質,如弱酸、弱堿等。【講述】強電解質在水溶液中完全電離,書寫電離方程式時寫“”,弱電解質在水溶液中不完全電離,書寫電離方程式時寫“”。【過渡】酸、堿、鹽等電解質在水溶液中能電離出自由移動的離子,它們在水溶液中的反應是否也有離子參加呢?下面我們通過幾個演示實驗來驗證一下。【板書】二、電解質在水溶液中的反應及反應實質【演示實驗】電解質在水溶液中的反應探究實驗一:Na2CO3(aq)和澄清石灰水Na2CO3(aq)和CaCl2(aq)取兩支試管,均加入2 mL Na2CO3(aq),然后分別向兩支試管中加入澄清石灰水和CaCl2(aq),觀察現象。【設問】大家觀察到什么現象呢?為

9、什么會有這種現象產生?【講解】看到兩支試管里都有白色沉淀產生,因為向兩支試管中加入Na2CO3(aq),電解質Na2CO3會發生電離,Na2CO32Na+C,溶液中就存在Na+和C,當向兩支試管中分別加入澄清石灰水和CaCl2(aq)后,澄清石灰水和CaCl2也會發生電離,電離方程式是Ca(OH)2Ca2+2OH-,CaCl2Ca2+2Cl-,溶液中有Ca2+,Ca2+會與C反應生成CaCO3白色沉淀。六、教學片斷鎂的提取【教師活動】教師引導:海水中含有大量的NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl等氯化物,在海水中加入石灰乳Ca(OH)2,生成的沉淀是什么物質?請設計實驗方案驗證你的想法是否

10、正確,并完成你設計的驗證實驗。【學生活動】完成在海水中加入石灰乳后得到生成物的實驗探究。探究方案:。 實驗現象:。 結論:。 寫出從海水中提取鎂的過程中所涉及的離子方程式。(1)。 (2)。 (3)。 (4)。 【師生活動】教師啟發、引導,幫助學生正確書寫化學方程式:(1)MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2(2)Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O(3)MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O(4)MgCl2Mg+Cl21.(2014江蘇化學,13)在探究新制飽和氯水成分的實驗中,下列根據

11、實驗現象得出的結論不正確的是()A.氯水的顏色呈淺黃綠色,說明氯水中含有Cl2B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,產生白色沉淀,說明氯水中含有Cl-C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有氣泡產生,說明氯水中含有H+D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液顏色變成棕黃色,說明氯水中含有HClO解析:FeCl2溶液中滴加氯水,顏色變成棕黃色,是Cl2與FeCl2溶液發生反應:Cl2+2FeCl22FeCl3,不能說明氯水中含有HClO,D錯誤。答案:D2.(2015課標全國,12)海水開發利用的部分過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B.粗鹽可采用除雜和重結晶等過程

12、提純C.工業生產中常選用NaOH作為沉淀劑D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質溴,再用SO2將其還原吸收解析:通入Cl2,反應為Cl2+2Br-2Cl-+Br2,A項正確;粗鹽中Mg2+、S等雜質可加入沉淀劑除去,K+等雜質只能通過重結晶除去,B項正確;工業生產常用石灰乳作沉淀劑,C項錯誤;苦鹵中含溴離子少,通Cl2后,Br2濃度小,吹出后通入SO2吸收,SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,D項正確。答案:C3.2015課標全國,28(1)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途。回答下列問題:大量的碘富集在海藻中,用水浸取后濃縮,再向濃縮液中加MnO2和H2SO4,即可得

13、到I2。該反應的還原產物為。 解析:濃縮液中的碘元素為-1價,碘單質中的碘元素為0價,說明加入了氧化劑,MnO2作氧化劑,化合價降低,所以還原產物為MnSO4。答案:MnSO4或Mn2+4.(2015課標全國,28(1)二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑。回答下列問題:工業上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,該反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為。 解析:氧化劑為KClO3,還原劑為Na2SO3,KClO3ClO2e-,Na2SO3Na2SO42e-,根據得失電子守恒可知,氧化劑與還原劑物質的量之比為21。答案:215.(

14、2015重慶理綜,9節選)ClO2與Cl2的氧化性相近,在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛。某興趣小組通過圖1裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究。圖1圖2(1)儀器D的名稱是。安裝F中導管時,應選用圖2中的。 (2)打開B的活塞,A中發生反應:2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O,為使ClO2在D中被穩定劑充分吸收,滴加稀鹽酸的速度宜(填“快”或“慢”)。 (3)關閉B的活塞,ClO2在D中被穩定劑完全吸收生成NaClO2,此時F中溶液的顏色不變,則裝置C的作用是。 (4)已知在酸性條件下NaClO2可發生反應生成

15、NaCl并釋放出ClO2,該反應的離子方程式為。在ClO2釋放實驗中,打開E的活塞,D中發生反應,則裝置F的作用是。 解析:(1)儀器D為錐形瓶;將氣體通入到淀粉KI溶液中,需要“長進短出”,“短進長出”會導致溶液被排出,故選用b裝置。(2)為使ClO2被D中穩定劑充分吸收,緩慢滴加鹽酸,如果產生ClO2速率過快,則吸收效率較低。(3)F中淀粉KI溶液顏色不變,說明沒有Cl2進入F中,則裝置C的作用是吸收氯氣。(4)根據題中給出的反應物和生成物,可以寫出離子方程式:4H+5ClCl-+4ClO2+2H2O。若在D中ClO2被穩定劑吸收則有NaClO2生成,滴入鹽酸則重新生成ClO2;

16、會進入F溶液中使其變色,故裝置F的作用是驗證是否有ClO2生成。答案:(1)錐形瓶b(2)慢(3)吸收Cl2(4)4H+5ClCl-+4ClO2+2H2O驗證是否有ClO2生成6.(2014課標全國,36節選)將海水淡化與濃海水資源化結合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水,再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產品。回答下列問題:(1)下列改進和優化海水綜合利用工藝的設想和做法可行的是(填序號)。 用混凝法獲取淡水提高部分產品的質量優化提取產品的品種改進鉀、溴、鎂等的提取工藝(2)采用“空氣吹出法”從濃海水吹出Br2,并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應是

17、Br2+Na2CO3+H2ONaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收1 mol Br2時,轉移的電子數為 mol。 (3)海水提鎂的一段工藝流程如下圖:濃海水的主要成分如下:離子Na+Mg2+Cl-S濃度/(g·L-1)63.728.8144.646.4該工藝過程中,脫硫階段主要反應的離子方程式為,產品2的化學式為,1 L濃海水最多可得到產品2的質量為 g。 解析:(1)混凝法無法除去水中的可溶性雜質,項錯誤;提高部分產品的質量,優化提取產品的品種,改進鉀、溴、鎂的提取工藝的設想和做法是可行的,故項正確。(2)根據堿吸收溴的主要反應3Br2+6Na2CO3+3H2O5NaBr+NaBrO3+6NaHCO3可知該反應中Br2既是氧化劑又是還原劑,根據得失電子守恒可知每有3 mol Br2參加反應時,轉移5 mol電子,故有1 mol Br