高考鲁科版化学一轮复习讲义 第3章 第4节 海水中的元素.docx

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高考鲁科版化学一轮复习讲义第3章第4节海水中的元素

第4节　海水中的元素

考纲定位

考情播报

1.了解海水中提取Br2、I2、Mg的原理和方法。

2．了解氯及其重要化合物的制备方法。

3．了解化学与环境的关系，了解海水的综合利用。

2016·全国甲卷T7、T26（5）/全国丙卷T27

2015·全国卷ⅡT7、T12

2014·全国卷ⅡT7、T36

2013·全国卷ⅠT7、T27（3）

2012·全国卷T7

考点1|镁与海水提镁

[基础知识自查]

1．镁的性质

（1）物理性质：

银白色固体，具有金属光泽，易导电、导热。

（2）化学性质

2．海水提镁

（1）工艺流程

（2）基本步骤及主要反应

①制熟石灰的化学方程式：

CaCO3CaO＋CO2↑，

CaO＋H2O===Ca（OH）2。

②沉淀的离子方程式：

Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓。

③酸化的化学方程式：

Mg（OH）2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。

④蒸发结晶：

析出MgCl2·6H2O。

⑤脱水：

在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁。

⑥电解：

电解熔融氯化镁制镁的化学方程式MgCl2Mg＋Cl2↑。

[应用体验]

1．金属镁着火，能否用干冰灭火器灭火？

[提示]　不能。

2．海水提镁过程中，涉及的反应从基本反应类型分析，没涉及发生哪类反应？

[提示]　没有发生置换反应。

化合反应：

CaO＋H2O===Ca（OH）2；分解反应：

CaCO3CaO＋CO2↑、MgCl2Mg＋Cl2↑；复分解反应：

MgCl2＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋CaCl2。

3．氯化镁晶体（MgCl2·6H2O）加热失去结晶水生成MgCl2时，为什么要在HCl的气流中进行？

[提示]　MgCl2易发生水解反应，在HCl的气流中可抑制MgCl2的水解。

[考点多维探究]

角度1　镁及其化合物的性质

1．镁条在空气中燃烧的产物不可能是（　　）

A．C　　　　B．MgO

C．Mg3N2D．MgCl2

D　[镁条在空气中发生如下反应：

2Mg＋O22MgO、3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。

]

2．下列关于镁的叙述不正确的是（　　）

A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光

B．由于镁能够在空气中与氧气反应，所以必须密封保存

C．能与盐酸反应放出氢气

D．能与沸水反应放出氢气

B　[镁在空气中与O2反应生成MgO保护膜，阻止O2与内部金属镁反应。

]

3．向盛有同浓度等体积的硫酸溶液的五个烧杯（a、b、c、d、e）中分别加入足量的指定物质：

①向a中加入镁粉；②向b中加入氧化镁；③向c中加入氢氧化镁；④向d中加入碳酸镁；⑤向e中加入硫酸镁。

最终得到硫酸镁溶液浓度相等的是（　　）

A．①②B．②④

C．①⑤D．③④

B　[②中MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O，④中MgCO3＋H2SO4===MgSO4＋CO2↑＋H2O，二者生成MgSO4的质量相同，溶液的质量相同，故c（MgSO4）相同。

]

角度2　海水提镁

4．从海水中提取镁，正确的方法是（　　）

A．海水Mg（OH）2Mg

B．海水MgCl2溶液―→MgCl2晶体Mg

C．海水Mg（OH）2MgOMg

D．海水Mg（OH）2MgCl2溶液―→MgCl2·6H2O―→MgCl2（熔融）Mg

D　[从海水中提取镁时，首先用石灰乳将海水中的Mg2＋沉淀出来，然后再用盐酸将其溶解得到MgCl2溶液，从MgCl2溶液中冷却结晶得到MgCl2·6H2O，在HCl气流中加热MgCl2·6H2O得到无水MgCl2，最后电解熔融MgCl2得到单质Mg。

]

5．（2014·全国卷Ⅱ节选）

（1）海水提镁的一段工艺流程如下图：

【导学号：

99682112】

浓海水的主要成分如下：

离子

Na＋

Mg2＋

Cl－

SO

浓度/（g·L－1）

63.7

28.8

144.6

46.4

该工艺过程中，脱硫阶段主要反应的离子方程式为__________________，

产品2的化学式为_______，1L浓海水最多可得到产品2的质量为_______g。

（2）采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为

______________________________________________________________；

电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式

______________________________________________________________。

[解析]　

（1）工艺流程中，脱硫加入的是得到产品2过程中过滤时的滤液，而此滤液中所含的能够脱硫的离子来源于合成步骤中的石灰乳，故脱硫阶段的主要离子方程式为Ca2＋＋SO===CaSO4↓；而产品2是由加入石灰乳之后得到的沉淀得来的，即Mg2＋＋Ca（OH）2===Mg（OH）2↓＋Ca2＋，故产品2为Mg（OH）2；1L浓海水中Mg2＋为28.8g，故可得到产品2即Mg（OH）2的质量为×58g·mol－1＝69.6g。

（2）电解熔融MgCl2会得到Mg和Cl2，故化学方程式为MgCl2Mg＋Cl2↑。

因为Mg会与H2O发生反应生成Mg（OH）2和H2，故水存在会造成产品Mg的消耗，有关反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑。

[答案]　

（1）Ca2＋＋SO===CaSO4↓　Mg（OH）2　69.6

（2）MgCl2Mg＋Cl2↑　Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑

考点2|卤素的性质与卤离子的检验

[基础知识自查]

1.卤素单质性质的相似性

（1）都能与大多数金属反应，如2Fe＋3Br2===2FeBr3，但I2与Fe反应生成FeI2。

（2）都能与H2反应生成HX：

X2＋H2===2HX（X代表Cl、Br、I，下同）。

（3）都能与水反应：

X2＋H2O===HX＋HXO（F2例外：

2F2＋2H2O===4HF＋O2）。

（4）都能与碱溶液反应：

X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O（F2例外）。

2．递变性

颜色

熔、沸点

密度

水溶性

氧化性

还原性（X－）

3.卤素及其化合物的特性

氟

①无正价，氧化性最强，F－的还原性最弱

②2F2＋2H2O===4HF＋O2，与H2反应在暗处即爆炸

③HF是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在铅制器皿或塑料瓶中；有毒

溴

①Br2是红棕色液体，易挥发

②Br2易溶于有机溶剂

③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴时不能用橡皮塞

碘

①I2遇淀粉变蓝色

②I2加热时易升华

③I2易溶于有机溶剂

④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大

4.卤素离子的检验

（1）AgNO3溶液——沉淀法

未知液生成

（2）置换——萃取法

未知液

有机层

（3）氧化——淀粉法检验I－

未知液蓝色溶液，表明有I－

[应用体验]

1．下列哪些事实或实验能说明氧化性：

Cl2>Br2>I2________（填序号）。

①氯水分别滴入KBr、NaI溶液中颜色加深，而溴水滴入NaCl溶液中无明显变化，滴入KI－淀粉溶液中，溶液变蓝

②H2和Cl2的混合气体光照爆炸，H2和Br2的混合气体加热才能反应，而H2和I2反应更困难

③Fe分别与Cl2、Br2、I2反应生成Fe的化合物的化合价高低

④HCl、HBr、HI的热稳定性越来越差

⑤Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小

[提示]　①②④

2．实验探究

NaBr溶液上层：

______色溶液下层：

____色溶液上层：

____色溶液下层：

____色溶液

（1）填写实验过程中的空白。

（2）分别写出反应①、③的离子方程式。

[提示]　

（1）无　橙红　无　紫红

（2）2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－、2I－＋Br2===I2＋2Br－。

[考点多维探究]

角度1　卤素的性质及其应用

1．下列关于卤素的叙述正确的是（　　）

①卤素的钾盐中，最易被氧化的是氟化钾

②溴中溶有少量氯气，可以用加入溴化钠再用汽油萃取的方法提纯

③溴化银具有感光性，碘化银不具有感光性

④氟气跟氯化钠水溶液反应，一定有氟化氢和氧气生成

⑤氯气跟水反应时，水既不是氧化剂也不是还原剂

A．①③④　　　B．②③⑤

C．②④⑤D．①③

C　[①还原性F－＜Cl－＜Br－＜I－，KF最难被氧化；③AgBr、AgI见光均易分解，均具有感光性。

]

2．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。

实验过程：

Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。

Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。

Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。

Ⅳ.……

（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是________。

（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_______________________。

（3）B中溶液发生反应的离子方程式是____________________________。

（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是_________。

（5）过程Ⅲ实验的目的是_______________________________。

（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：

同主族元素从上到下________，得电子能力逐渐减弱。

[答案]　

（1）

（2）湿润的淀粉－KI试纸变蓝

（3）Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

（4）打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色

（5）确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰

（6）原子半径逐渐增大

角度2　卤素离子的检验

3．下列叙述中正确的是（　　）

【导学号：

99682113】

A．能使湿润的淀粉－KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2

B．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液

C．某溶液加入CCl4，CCl4层显紫色，证明原溶液中存在I－

D．某浅黄色的溴水，加入CCl4振荡静置后，上层显橙红色

B　[A项，使湿润的淀粉－KI试纸变蓝的物质可能是Cl2、FeCl3溶液、NO2等；C项，I－不能被CCl4萃取，不显紫色；D项，CCl4的密度大于水的密度，下层显橙红色。

]

4．（2017·临沂模拟）鉴别NaCl溶液、NaBr溶液、NaI溶液可以选用的试剂是（　　）

【导学号：

99682114】

①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥CCl4、淀粉溶液

A．①②④　　　B．②③⑥

C．②④⑤D．④⑤⑥

C　[氯水、CCl4分别加入NaCl溶液中，下层为黄绿色，加入NaBr溶液中，下层为橙红色，加入NaI溶液中，下层为紫红色；加入氯水、苯与加入氯水、CCl4现象相似；硝酸、AgNO3溶液与NaCl、NaBr、NaI溶液分别得到不同颜色的沉淀。

]

考点3|卤素单质的工业制法

[基础知识自查]

1．氯碱工业——氯的提取

（1）工艺流程

海水―→粗盐饱和食盐水

（2）反应原理：

2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。

2．海水中提溴

（1）工艺流程

（2）反应原理

①2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－；

②Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－；

③2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。

3．海带中提碘

（1）工艺流程

（2）反应原理：

Cl2＋2I－