第三單元海洋化學資源的綜合利用

蘇教版高中化學（必修一）同步教學課件專題3

從海水中獲得的化學物質

第2課時從海水中提取鎂從海帶中提取碘1.初步了解海洋化學資源的分布，了解從海水或海產品中提取鎂、碘單質的基本原理和方法，能依據物質性質及其變化綜合利用資源。

2.認識化學理論與技術在資源利用中發揮的積極作用，培養科學態度與社會責任的化學核心素養。情景導入一、從海水中提取鎂和從海帶中提取碘1．鎂的存在

自然界中的鎂主要以化合態的形式存在于地殼和海水中。海水中鎂的總儲量約為2.1x10't。

1.從海水中提取鎂(1)提取流程:二、從海水中提取鎂和從海帶中提取碘(2)涉及反應的化學方程式或離子方程式①利用貝殼制取石灰乳(寫反應的化學方程式):③提取MgCl2:化學方程式:Mg(OH)2+2HCl══MgCl2+2H2O。離子方程式:Mg(OH)2+2H+══Mg2++2H2O。④制取金屬鎂:⑤由MgCl2·6H2O加熱制取無水MgCl2時，要不斷通入干燥的HCl氣體，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。情景導入三、鎂的性質1.鎂的原子結構

鎂的原子結構示意圖為：

原子最外層有2個電子，在化學反應中容易失去最外層電子，形成鎂離子。2.鎂的物理性質

銀白色金屬，密度較小，熔點較低，硬度較小，易傳熱、導電。情景導入3.鎂的化學性質

鎂是一種較活潑的金屬，具有較強的還原性。可以與非金屬單質、水、酸、鹽以及某些氧化物反應.（1）與N2反應反應方程式：3Mg＋N2Mg3N2。（2）與CO2反應反應方程式：2Mg＋CO22MgO＋C。現象：劇烈燃燒，發出耀眼的白光，生成白色物質并附有黑色固體。（3）與稀硫酸反應：

離子方程式為

：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。情景導入四、鎂的應用

鎂是一種重要的金屬材料，密度小，能與Cu、Al、Sn、Mn、Ti等金屬形成合金，這些鎂合金硬度和強度都較大。其應用有：①鎂合金制造火箭、導彈和飛機的部件等。②氧化鎂是優質的耐高溫材料，其理由是熔點高達2800℃。1.從海帶中提取碘的主要工藝

工業上不直接由海水提取碘,而是以具有富集碘能力的海藻(如海帶等)為原料提取碘。工業上從海帶中提取碘的生產過程如圖:向濾液中通入適量的氯氣,使濾液中的碘離子轉化為碘單質,則反應的離子方程式為2I-+Cl2══I2+2Cl-。

五、從海帶中提取碘情景導入2．加碘食鹽中碘元素的檢驗(1)實驗步驟及證明方法：將加碘食鹽溶解后加入白醋，然后將混合溶液滴在碘化鉀淀粉試紙中央，觀察試紙是否變藍色。(2)IO3－和I－反應的離子方程式：

IO3－＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。3．碘與人體健康

人體缺碘時會患甲狀腺腫大，我國通過加碘食鹽來補充碘元素，加碘食鹽中添加的含碘物質一般是KIO3。1.工業上通過電解熔融MgCl2得到金屬鎂,工業上能不能通過電解熔融MgO來獲得金屬鎂?解析:不能。因為MgO的熔點高,熔融時耗費更多能源,增加生產成本。2.鎂在空氣中燃燒只能生成MgO嗎?鎂著火時能用干冰滅火器滅火嗎?為什么?解析:鎂在空氣中燃燒會得到MgO、Mg3N2的混合物。不能。鎂可以在二氧化碳中燃燒,所以不能用干冰滅火器,可以用沙子蓋滅。即時理解3.人體缺碘時容易患甲狀腺腫大,我國從1994年開始推行全民食用加碘鹽工程,對抑制碘缺乏病成效顯著。加碘鹽中碘是以游離態還是化合態的形式存在?主要成分是什么?解析:加碘鹽中的碘主要以碘酸鉀的形式存在,所以其為化合態。經典例題例1.工業上制取鎂粉是將鎂蒸氣在某氣體中冷卻，下列可作冷卻劑的是(

)A.

CO2

B.

空氣 C.

H2O

D.

H2【解析】Mg具有強還原性，可與CO2、O2、H2O(g)、N2反應。D例2海水的綜合利用可以制備氯化鈉和鎂，其流程如圖所示：下列說法不正確的是(

)A.

檢驗母液中是否含氯離子應選用的試劑是硝酸酸化的硝酸銀溶液B.

上述流程中的脫水過程屬于分解反應C.

上述流程中涉及的變化都屬于化學變化D.

上述流程中生成Mg(OH)2沉淀的離子方程式為Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋C【解析】用硝酸酸化的AgNO3溶液檢驗Cl－，A項正確MgCl2·6H2O脫水生成MgCl2和H2O，屬于分解反應，B項正確；流程中的海水蒸發屬于物理變化，C項錯誤；石灰乳屬于濁液，氫氧化鎂為沉淀，在離子反應中不拆，D項正確。例3.鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產物是(

)A.

MgO

B.

MgO和CC.

MgO、Mg3N2

D.

MgO、Mg3N2和C【解析】鎂能與氧氣反應生成氧化鎂，與氮氣反應生成氮化鎂，與CO2反應生成碳和氧化鎂，因此鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產物是MgO、Mg3N2和C。C例4.海藻中含有豐富的、以離子形式存在的碘元素。如圖是實驗室從海藻里提取碘的流程中的一部分。下列判斷正確的是(

)A.

步驟①③的操作分別是過濾、萃取 B.

可用淀粉溶液檢驗步驟②的反應是否進行完全C.

步驟③中加入的有機溶劑是四氯化碳或乙醇 D.

步驟④的操作是過濾【解析】通過過濾除去海藻灰懸濁液中難溶性雜質而得到含有I－的溶液，向該溶液中通入Cl2將I－氧化為I2，經萃取、分液、蒸餾等操作后即得晶體I2，A正確、D錯誤；淀粉是用來檢驗是否有碘單質生成的，不能檢驗碘離子是否完全轉化為碘單質，B錯誤；乙醇與水互溶，C錯誤。A例5.某同學為了驗證海帶中含有碘元素，擬進行如下實驗，請完成相關問題。(1)第1步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過程中不會用到的實驗儀器有________(填字母)。A．試管B．瓷坩堝C．坩堝鉗D．鐵三腳架E．泥三角F．酒精燈G．燒杯H．量筒(2)第2步：I－溶液的獲取。操作是____________________________。(3)第3步：氧化。操作是依次加入合適的試劑。下列氧化劑最好選用________(填字母)。A．濃硫酸B．新制氯水C．酸性高錳酸鉀溶液D．過氧化氫溶液理由是________________________________________________。（4）第4步：碘單質的檢驗。操作是取少量第3步的溶液，滴加________溶液，如果________，則證明海帶中含有碘元素。【解析】(2)海帶灼燒后的灰燼中含有可溶性碘鹽和難溶固體物質。要得到含有I－的溶液，須將灰燼充分溶解，并過濾以除去殘渣。(3)濃硫酸、新制氯水、酸性高錳酸鉀溶液、過氧化氫溶液均能將碘離子氧化為單質碘。前三者會引入新雜質，而過氧化氫的還原產物為水，無其他物質生成，氧化劑最好選用過氧化氫。【答案】(1)AGH

(2)將灰燼轉移到燒杯中，加適量蒸餾水，用玻璃棒充分攪拌，煮沸，過濾(3)D過氧化氫又稱“綠色氧化劑”，其參加氧化還原反應時還原產物為水，無污染且不引入新的雜質(4)淀粉溶液顯藍色1.初步了解海洋化學資源的分布，了解從海水或海產品中提取鎂、碘單質的基本原理和方法，能依據物質性質及其變化綜合利用資源。2.從模型認知視角掌握了從海水中提取鎂、碘單質的工藝流程。3.學習了從實驗探究角度掌握鎂、碘及其化合物的性質。課堂小結隨堂練習1.海帶中含有豐富的碘，有人設計如下步驟：①將海帶灼燒成灰，在灰中加水攪拌；②加四氯化碳充分振蕩靜置；③通入氯氣；④過濾；⑤用分液法分離液體混合物。合理操作的先后順序是(

)A．①②③④⑤

B．①④②③⑤C．①②④③⑤

D．①④③②⑤【解析】海帶灼燒成灰后，有不溶性的物質，需經過濾，過濾之后，需通入適量氯氣將I－氧化為I2，再萃取分液。D2.實驗室從海帶灰中提取碘的操作過程中，儀器選用不正確的是(

)A.

稱取5.0g左右的干海帶——托盤天平B.

灼燒干海帶至完全變成灰燼——坩堝C.

過濾煮沸后的海帶灰和水的混合物——漏斗D.

用四氯化碳從氧化后的海帶灰浸取液中提取碘——長頸漏斗【解析】A項，稱量固體用托盤天平，正確；B項，灼燒固體在坩堝中進行，正確；C項，過濾操作的主要儀器是漏斗，正確；D項，萃取需要在分液漏斗中進行，錯誤。D3.下列說法正確的是(

)A.

從海水中提取溴單質的過程中涉及氧化還原反應 B.

從海帶中提取碘單質的過程中只涉及復分解反應C.

從海水中提取鎂單質的過程中涉及置換反應 D.

從海水中提取粗鹽的過程中涉及化學反應【解析】從海水中提取單質溴，通常是用氯氣氧化溴離子為溴單質，然后鼓入熱空氣或水蒸氣，使溴從溶液中揮發出來，冷凝后得到粗溴，涉及氧化還原反應，A項正確；從海帶中提取單質碘，主要反應過程是I－

I2，涉及氧化還原反應，不涉及復分解反應，B項錯誤；從海水中提取鎂單質，通常將熟石灰加入海水沉淀池中，沉淀出氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂，電解熔融狀態的氯化鎂制得金屬鎂，沒有涉及置換反應，C項錯誤；海水蒸發制粗鹽的過程是物理變化，D項錯誤。A4.海洋中有豐富的食品、礦產、能源、藥物和水產資源等，如圖所示是海水化學資源利用的部分過程。下列有關說法正確的是(

)A.

大量含氮、磷等元素的廢水排入海洋，易引發赤潮B.

反應③中加入鹽酸，離子方程式為H＋＋OH－===H2OC.

在反應④⑤⑥中溴元素均被氧化D.

反應①中除去粗鹽中的SO42-、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質，加入的試劑順序為Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸

【解析】離子方程式中Mg(OH)2不能拆寫，B項錯誤；反應⑤為Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溴元素被還原，C項錯誤；粗鹽提純的順序中要注意兩點：一是Na2CO3溶液在加入BaCl2溶液后加入，二是鹽酸最后加入，D項錯誤。A5.檢驗海帶中碘元素的實驗中，發生如下反應：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。下列對該反應的敘述不正確的是(

)A.

I2為氧化產物 B.

H2O2既作氧化劑又作還原劑C.

氧化性強弱順序為H2O2＞I2

D.

生成1molI2時轉移2mol電子【解析】

，該反應中I2為氧化產物，H2O2作氧化劑，根據氧化性：氧化劑＞氧化產物，所以氧化性：H2O2＞I2；反應中每生成1molI2，轉移2mol電子。B6.海帶是海洋中的一種海藻，海帶中含有豐富的碘，是人類經常食用的一種補碘食物。某資料中有“海帶中碘的檢驗”的選做實驗，操作步驟如下：①取3g左右干海帶，除去表面雜質，剪碎，用酒精潤濕，放在坩堝中灼燒成灰，冷卻；②將海帶灰轉移到小燒杯中加蒸餾水，攪拌，煮沸2～3min，使可溶物質溶解，過濾；③向濾液中滴入幾滴硫酸，再加入約1mL過氧化氫溶液，觀察現象；④取少量上述所得溶液，滴加幾滴淀粉溶液，觀察現象；⑤向③剩余的濾液中加入1mL四氯化碳，振蕩靜置，觀察現象；⑥向加有四氯化碳的溶液中加入氫氧化鈉溶液，充分振蕩后，將混合液的下層液體放入指定的容器中。請回答下列問題：(1)海帶中碘元素是

(填“碘離子”“碘單質”或“碘酸鹽”)