341海水中的元素Word格式.docx

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人体的必需物质，并对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用

（2）锂：

可作为热核反应的重要材料；

（3）铀：

可作为核燃料

（4）碘：

可用于制药，如碘酒，人体缺碘易患甲状腺肿大，加碘食盐中添加的是KIO3。

探究3　海水的应用

（1）海水应用广泛，如海水晒盐、海水淡化不经化学变化就能进行。

（2）食盐大多数用于化工生产，如氯碱工业。

[成功体验]

1．判断正误。

（1）海水中的常量元素有Cl、Na、S、I等。

（　　）

（2）海水的主要成分是水，除能得到淡水和食盐外无其他用途。

（3）微量元素是指1L海水中的含量低于1mg的元素。

（4）微量元素含量太小，无多大用途。

（5）有80多种元素能在海水中找到，海水被称为“化学元素的宝库”。

（6）微量元素铀可作核燃料，人们越来越重视对海水提铀的研究。

解析：

海水的主要成分是水，但水中溶解多种溶质，在已发现的110多种元素中，有80多种能在海水中找到，所以海水被称为“化学元素的宝库”，含量低的微量元素I、Li、U等在海水中的总储量很大，有很大的实用价值。

答案：

（1）×

（2）×

　（3）√　（4）×

　（5）√　（6）√

镁与海水提镁

探究1　海水提镁

（1）工业流程：

①加碱沉淀；

②过滤、加盐酸；

③结晶、过滤、干燥；

④电解。

（2）主要反应：

①MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2。

②Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。

③MgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑。

探究2　镁的性质

（1）物理性质：

颜色

密度

硬度

熔、沸点

银白色

较小

较低

（2）化学性质：

（剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，瓶壁上有黑色固体）

[必记结论]

（1）MgO为难溶于水的白色固体，熔点很高，具有碱性氧化物的通性。

（2）Mg（OH）2为难溶于水的白色固体，具有碱的通性。

（3）Mg3N2与水剧烈反应：

Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑。

（4）Mg与冷水不反应，与热水反应，故活泼性：

Na＞Mg。

（5）①镁在空气中燃烧会得到MgO、Mg3N2、C；

②CO2不能用于镁失火时的灭火剂；

③钠比镁活泼，但不能从镁盐的水溶液中置换出镁。

2．正在燃烧的镁条，放入下列气体中时，不能继续燃烧的是（　　）

A．CO2　　　　　　　B．Cl2

C．O2D．He

选D　He是惰性气体，与镁条不反应。

对应学生用书P75

考查海水提镁工艺

1.原料

苦卤（晒盐后的母液）、贝壳、盐酸。

2．生产流程

3．反应的化学方程式或离子方程式

（1）制碱：

CaCO3

CaO＋CO2↑，

CaO＋H2O===Ca（OH）2。

（2）沉淀：

Mg2＋＋Ca（OH）2===Ca2＋＋Mg（OH）2↓。

（3）酸化：

Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。

（4）蒸发、结晶、脱水：

MgCl2·

6H2O

MgCl2＋6H2O。

（5）电解熔融MgCl2：

MgCl2

Mg＋Cl2↑。

[特别提醒]　海水提镁为提高经济效益采用的措施

（1）就地取材。

海水提镁厂设在海边，利用贝壳生产氢氧化钙；

（2）循环利用。

提高原料的利用率，电解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取盐酸，盐酸再与Mg（OH）2反应。

[例1]　某工厂采用如下步骤从海水中提取镁：

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；

③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，得到含结晶水的晶体；

④将所得晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁；

⑤电解熔融氯化镁，得到金属镁。

（1）请写出步骤①、⑤中发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________；

（2）请写出步骤③中发生反应的离子方程式：

_________________________________

________________________________________________________________________。

（3）在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是________。

A．分解反应　　　　　　　　B．化合反应

C．复分解反应D．置换反应

（4）上述提取镁的流程中，在降低成本、减少污染方面做了一些工作，请写出其中一点。

[解析]　根据海水提镁步骤可知涉及的反应有：

CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca（OH）2、MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2、Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2

（3）①为分解反应、化合反应，②为复分解反应，③为复分解反应，④为分解反应，⑤为分解反应。

[答案]　

（1）CaCO3

CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca（OH）2　MgCl2

Mg＋Cl2↑

（2）Mg（OH）2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O　（3）D

（4）①电解产生的Cl2用于制HCl；

②利用贝壳分解生成的CaO制石灰乳，降低成本（合理均可）

MgO熔点很高，加热熔化时能耗大，故制镁时电解熔融MgCl2，而不用电解MgO。

MgO因熔点高常用作耐火材料。

1．从海水中提取镁，正确的方法是（　　）

A．海水

Mg（OH）2

Mg

B．海水

MgCl2溶液―→MgCl2晶体

C．海水

MgO

D．海水

MgCl2溶液―→

MgCl2（熔融）

Mg

选D　海水中的镁以化合态存在，提取镁时应先加碱形成Mg（OH）2沉淀，然后加酸溶解Mg（OH）2得到MgCl2，电解MgCl2制取Mg。

考查海水的综合利用

1.氯碱工业

（1）原料：

饱和食盐水。

（2）反应原理：

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

（3）过程、用途：

2．纯碱的制备（侯氏制碱法）

（1）把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中析出碳酸氢钠晶体，过滤。

CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

（2）加热使碳酸氢钠分解。

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

[例2]　海水是非常丰富的化学资源。

（1）下列物质主要从海水中提取的是（填序号）________。

①Al　②Fe　③Na　④Mg　⑤Br2　⑥Si　⑦Cu　⑧S　⑨N2

一些物质的溶解性

OH－

Cl－

SO

CO

H＋

溶、挥

溶

Na＋

Ca2＋

微

不

Ba2＋

Mg2＋

（2）工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气。

但电解前要进行粗盐精制。

试回答下列问题：

①选择试剂以除去下表所列的可溶性杂质。

杂质

加入的试剂

CaCl2

Ⅰ____________________________

Ⅱ____________________________

硫酸盐

Ⅲ____________________________

②精制过程既要将杂质离子Ca2＋、Mg2＋、SO

完全沉淀，又要保证不引入新的杂质。

为此你认为加入所选沉淀剂的合理顺序为：

Ⅱ________、________（填序号）。

③最后加适量的盐酸以调节溶液至中性并除去过量的CO

。

其中盐酸除去CO

的离子方程式为________________________________________________________________________

（3）将氯气通入碱液，可制得84消毒液（有效成分是次氯酸钠），写出制取过程的化学方程式________________________________________________________________________。

[解析]　

（1）Na、Mg、Br都是海水中的常量元素，其单质的获得主要通过海水提取，Al，Fe、Si、Cu、S主要从矿石中获得，而N2从空气中获得。

（2）由溶解性知，除Ca2＋应选用CO

，使之生成CaCO3沉淀除去；

除Mg2＋应选用OH－，使之生成Mg（OH）2沉淀除去；

除SO

应选用Ba2＋，使之生成BaSO4沉淀除去。

精制过程中不能引入新的杂质离子，所以应选用Na2CO3、NaOH、BaCl2，且Na2CO3必须加在加入BaCl2之后再加入以除去过量的Ba2＋，最后加入盐酸，除去过量的OH－和CO

（3）Cl2与NaOH反应可制得具有漂白作用的NaClO。

[答案]　

（1）③④⑤　

（2）①Na2CO3　NaOH　BaCl2　②Ⅲ　Ⅰ　③CO

＋2H＋===CO2↑＋H2O

（3）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

许多国家十分重视海水资源的综合利用。

下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是（　　）

A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝

C．烧碱、氢气D．食盐、淡水

选D　海水晒盐可得食盐，海水蒸馏或离子交换可得淡水。

对应学生用书P76

[课堂双基落实]

1．下列元素属于海水中的常量元素的是（　　）

①H　②O　③Na　④Cl　⑤Li　⑥I　⑦Au（金）

⑧Ca　⑨K　⑩Br　⑪F

A．①②③④⑧⑨⑩⑪　　　　B．③④⑧⑨⑩⑪

C．③④⑥⑦⑧⑨⑩⑪D．③④⑤⑥⑧⑨⑩⑪

B

2．下列有关镁的叙述中，正确的是（　　）

A．镁条燃烧引起的火灾可用CO2扑灭

B．镁不能与盐酸反应

C．镁制容器可以贮存、运输浓硫酸

D．镁在CO2中燃烧的产物不全为MgO

选D　Mg可与CO2、盐酸、H2SO4反应，故A、B、C错误；

Mg在CO2中燃烧产物中还有炭，D项正确。

3．海水提镁工艺流程中涉及的氧化还原反应有（　　）

A．4个B．3个

C．5个D．1个

选D　海水提镁过程中涉及的反应有：

CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca（OH）2，MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2，Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，MgCl2

Mg＋Cl2↑，其中最后一个反应为氧化还原反应。

4．下列物质分别与100mL2mol·

L－1的盐酸恰好反应时，所得溶液溶质的物质的量浓度的大小关系是（　　）

①镁粉　②氧化镁　③氢氧化镁　④碳酸镁

A．①>

②>

③>

④B．①>

②＝④>

③

C．①>

④>

③＝②D．④>

①>

②＝③

选B　Mg、MgO、Mg（OH）2、MgCO3分别与100mL2mol·

L－1盐酸恰好反应时，生成MgCl2的物质的量相同，比较MgCl2溶液的物质的量浓度时，关键看反应中产生水的量，产生的水越多，c（MgCl2）就越小。

5．取一段5cm长的镁条，用砂纸擦亮，然后用坩埚钳夹住在酒精灯上点燃后，伸入到盛满CO2的集气瓶中。

请你完成下列空白：

（1）用砂纸擦亮镁条的目的是_________________________________________________。

（2）将镁条伸入到集气瓶中发生反应的化学方程式是

________________________________，该反应的还原剂是________，镁体现了________性（填“氧化”或“还原”）。

（3）在上述反应中，转移0.2mol电子时，消耗标准状况下的CO2的体积是________。

由于镁性质较活泼，在空气中久置易在镁条表面形成氧化膜（MgO），因而在用镁条进行有关实验前，先将表面的MgO擦干净。

镁条在CO2中剧烈燃烧，生成MgO和C，其中Mg为还原剂；

在该反应中，1molCO2参加反应时，转移4mol电子，所以转移0.2mol电子时，消耗CO20.05mol，在标准状况下的体积为22.4L·

mol－1×

0.05mol＝1.12L。

（1）除去镁条表面的氧化膜（MgO）

（2）2Mg＋CO2

2MgO＋C　Mg　还原

（3）1.12L

[课下综合检测]

1．能做耐火材料的是（　　）

A．MgO　　　　　　　　　B．NaCl

C．氢氧化镁D．MgCl2

选A　MgO熔点高，常做耐火材料。

2．镁粉在焰火、闪光粉中是必不可少的原料，工业制造镁粉的最后一步是将镁蒸气在某种气体中冷却，下列可作为冷却气体的是（　　）

A．空气B．N2

C．CO2D．H2

选D　在高温下，空气、N2、CO2均与Mg反应。

3．从海水中提取镁时，涉及不到的化学反应是（　　）

A．MgCl2＋Ca（OH）2===CaCl2＋Mg（OH）2↓

B．Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O

C．Mg（OH）2＋H2SO4===MgSO4＋2H2O

D．MgCl2

选C　海水中镁元素的主要存在形态为MgCl2，工业制备Mg的步骤为：

①用熟石灰将Mg2＋变成Mg（OH）2沉淀，将镁元素进一步富集，发生的反应为MgCl2＋Ca（OH）2===CaCl2＋Mg（OH）2↓；

②用盐酸将Mg（OH）2溶解，发生的反应为Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；

③将溶液蒸发结晶变成MgCl2·

6H2O晶体，电解MgCl2得到Mg单质：

Mg＋Cl2↑，涉及不到的化学反应为C。

4．海水提镁过程中，被还原的元素是（　　）

A．氯B．氧

C．钙D．镁

选D　海水提镁过程中Mg2＋―→Mg，镁元素化合价降低，发生还原反应。

5．海水中含有的氯化镁是镁的重要资源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：

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。

关于提取镁，下列说法中不正确的是（　　）

A．此方法的优点之一是原料的来源丰富

B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2

C．第④步通电时会产生氯气

D．涉及的反应有化合反应、复分解反应和置换反应

选D　海水提镁的反应有：

CaCO3高温,CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca（OH）2、MgCl2＋Ca（OH）2===CaCl2＋Mg（OH）2↓、Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2通电,Mg＋Cl2↑。

上述反应中无置换反应。

6．某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：

①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；

②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐退去；

③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；

④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快退去。

则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是（　　）

A．镁粉只直接与溴水中的溴反应

B．镁粉只与溴水中的酸反应

C．产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到

D．镁粉在水的催化下与溴发生反应

选D　由①、③知Mg与冷水，液溴混合无现象发生，说明不反应；

镁粉在溴水中有极少量气泡生成，是Mg与极少量酸反应生成H2而且溴水颜色退去说明Mg与Br2发生反应；

由④知水是镁粉与溴反应的催化剂。

7．已知镁能分别与O2、N2、CO2反应，反应的化学方程式分别为：

2Mg＋O2

2MgO　3Mg＋N2

Mg3N2

2MgO＋C

把等质量的金属镁分别放在：

①纯氧气中；

②二氧化碳气体中；

③空气中完全燃烧后，得到的固体物质的质量分别对应的是W1g、W2g和W3g。

以下三者的关系正确的是（　　）

A．W1>

W2>

W3B．W3＝W1>

W2

C．W3>

W1D．W2>

W1>

W3

选D　由于镁在氧气中燃烧只生成MgO，而镁在二氧化碳气体中燃烧生成MgO和C；

所以W2>

W1。

而镁在空气中燃烧，除生成MgO外，还有少量Mg3N2，设1mol镁完全与O2反应生成1molMgO，其固体质量为40g；

1molMg与氮气完全反应，生成

molMg3N2，固体质量为33.3g，故题中生成的固体质量应在40g与33.3g之间，所以有W1>

W3。

综合上述分析，得关系式为W2>

8．镁在空气里点燃可以燃烧，放出大量的热并发出耀眼的白光，生成白色的氧化镁，同时，镁在这样的高温条件下，还可与空气中的另一种主要成分反应，生成少量的物质A，已知A有下列一系列变化，其中气体C能够使湿润的红色的石蕊试纸变蓝。

（1）写出A、C、D的化学式：

A____________、C____________、D____________。

（2）写出下列变化的化学方程式：

①________________________________________________________________________，

②________________________________________________________________________。

由题意知A为Mg3N2，Mg3N2与盐酸反应得到MgCl2和NH4Cl的混合溶液B，B与NaOH溶液反应产生气体C为NH3，产生沉淀D为Mg（OH）2。

（1）Mg3N2　NH3　Mg（OH）2

（2）①Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl

②MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl，

NH4Cl＋NaOH

NaCl＋H2O＋NH3↑

9．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如图所示：

（1）海水提取镁要用到海滩上的贝壳，贝壳的作用是_______________________________，

贝壳所经历变化的化学方程式为_______________________________________________。

（2）写出由MgCl2得到金属Mg的化学方程式：

__________________________________。

（3）除去Mg（OH）2沉淀中混有的Ca（OH）2的步骤为_________________________________。

（4）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。

溶解时：

_______________________________________________________________。

过滤时：

蒸发时：

海水提镁涉及的反应有：

CaCO3（贝壳）

CaO＋CO2↑，

CaO＋H2O===Ca（OH）2，

Mg2＋＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋Ca2＋，

Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋H2O，

（1）其成分是CaCO3，能转化为Ca（OH）2，可以提供反应所需的碱　CaCO3

CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca（OH）2

（2）MgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑

（3）加入MgCl2溶液至过量，过滤

（4）搅拌，加速粗盐的溶解　引流，防止液体外洒　搅拌，使液体受热均匀，防止液滴飞溅

10．下列框图中，G有强氧化性，F可以循环利用。

请回答：

（1）写出A、B、C、D、E、F、G的化学式：

A________；

B________；

C________；

D________；

E________；

F________；

G________。

（2）写出下列反应的离子方程式：

饱和食盐水―→A＋B＋C：

_________________________________________________。

B＋C―→E＋F：

__________________________________________________________。

因2NaCl＋2H2O

Cl2↑＋H2↑＋2NaOH，三种生成物中只有Cl2分别与另两种物质反应，故B为Cl2；

又Cl2与H2反应只生成一种物质（HCl），而Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，故A为H2，C为NaOH。

据此可推知D为HCl、E为NaClO、F为NaCl、G为HClO。

（1）H2　Cl2　NaOH　HCl　NaClO　NaCl　HClO

（2）2Cl－＋2H2O

2OH－＋H2↑＋Cl2↑

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

11．现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg3N2）。

已知实验中可能会发生下列反应：

①2Mg＋O2

2MgO；

②3Mg＋N2

Mg3N2；

③2Mg＋CO2

2MgO＋C；

④Mg＋H2O

MgO＋H2↑；

⑤Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑

可供选择的装置和药品如图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）。

回答下列问题：