新蘇教版高中化學(xué)必修1專題3 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)本專題知識體系構(gòu)建與核心素養(yǎng)提升

新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1本專題知識體系構(gòu)建與核心素養(yǎng)提升一、化學(xué)反應(yīng)二、氯氣及氯的化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系三、鈉及鈉的化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系四、海洋化學(xué)資源的綜合利用1．粗鹽提純2．從海水中提取溴的主要流程3．從海水中提取鎂的主要流程4．從海帶中提取碘的過程海帶→曬干、灼燒→浸取→過濾→氧化→萃取→碘單質(zhì)通過本專題的學(xué)習(xí)，初步掌握探究元素及其化合物性質(zhì)的基本方法，能從氧化還原反應(yīng)、離用。[方程式再書寫]1．氯及其化合物寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的寫離子方程式：(1)Cl2和H2O的反應(yīng)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO；(2)Cl2和NaOH溶液的反應(yīng)Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O；(3)Cl2和石灰乳的反應(yīng)Cl2＋Ca(OH)2=Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O；(4)將Cl2通入氫硫酸溶液中Cl2＋H2S=S↓＋2H＋＋2Cl－；(5)將濃鹽酸和MnO2混合加熱MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；(6)HClO見光分解2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。2．鈉及其重要化合物寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的寫離子方程式：(1)Na和H2O的反應(yīng)2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑；(2)Na在空氣中燃燒2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Na2O2；(3)Na2O2和H2O的反應(yīng)2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑；(4)Na2O2和CO2的反應(yīng)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；(5)向Na2CO3溶液中通入CO2COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)；(6)NaHCO3溶液和稀鹽酸反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O；(7)NaHCO3溶液和NaOH溶液反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O；(8)NaHCO3受熱分解2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O。例1小明通過學(xué)習(xí)知道Na2CO3、NaHCO3均能與鹽酸反應(yīng)，Na2CO3溶液還會與石灰水反應(yīng)?！井a(chǎn)生疑問】NaHCO3溶液也能與石灰水反應(yīng)嗎？如果能反應(yīng)，生成物可能是什么？【進(jìn)行實驗】小明將NaHCO3溶液與石灰水混合，結(jié)果產(chǎn)生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2能溶于水，碳酸氫鹽在堿溶液中會生成碳酸鹽。此白色沉淀是________；為了進(jìn)一步了解生成的含鈉化合物有什么，繼續(xù)探究：【做出猜想】①只有NaOH②有Na2CO3和NaOH③____________________【實驗設(shè)計】步驟1：取少量上述實驗后的上層清液于試管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，觀察到產(chǎn)生白色沉淀，由此可知生成的含鈉化合物一定含有___________________________________；步驟2：將步驟1中反應(yīng)后的混合物過濾，往濾液中先滴加幾滴酚酞溶液，再滴加足量的稀鹽酸，觀察到溶液顏色變化情況為_________________________________________________________________，整個實驗過程中無氣泡產(chǎn)生，由此可知猜想②成立。【拓展提高】若步驟1中未出現(xiàn)白色沉淀，則此時NaHCO3溶液與Ca(OH)2溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案【進(jìn)行實驗】CaCO3【做出猜想】只有Na2CO3【實驗設(shè)計】Na2CO3溶液先由無色變紅色，然后由紅色變?yōu)闊o色【拓展提高】Ca(OH)2＋NaHCO3=CaCO3↓＋NaOH＋H2O解析因為題給信息Ca(HCO3)2能溶于水，而HCOeq\o\al(－,3)能與OH－反應(yīng)生成COeq\o\al(2－,3)，故將NaHCO3溶液與石灰水混合后，產(chǎn)物除CaCO3外，溶液中還可能有：①Ca(OH)2過量時，發(fā)生反應(yīng)NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋NaOH＋H2O；②恰好反應(yīng)時，2NaHCO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3過量時，產(chǎn)物有CaCO3、Na2CO3，剩余NaHCO3。依據(jù)以上分析可猜想：生成的含鈉化合物只能有三種情況：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。例2氯水是實驗室需臨時配制的一種試劑。圖甲所示的是實驗室配制氯水時的一種常用裝置，圖乙是某化學(xué)實驗小組自行設(shè)計的一種配制氯水的裝置(圖中的鼓氣球是一種具有氣體單向閥，可用于向瓶中鼓入空氣的儀器)(已知常溫下KMnO4固體與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣)。(1)氯水中含有七種粒子，其中的分子為________(填化學(xué)式)；需臨時配制的原因是________________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(2)圖甲所示裝置中，燒杯內(nèi)的液體是_______________________________________________，燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________。(3)用圖乙所示裝置配制氯水時，操作步驟如下：①關(guān)閉活塞2，打開分液漏斗上口的玻璃塞，再打開活塞1，將少量濃鹽酸注入大試管內(nèi)。②關(guān)閉活塞1，蓋上分液漏斗上口玻璃塞。濃鹽酸和大試管內(nèi)的高錳酸鉀粉末反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。③輕輕搖動瓶A，使氯氣不斷溶入水中。用圖乙所示裝置能在較短時間內(nèi)得到飽和氯水。除了在搖動過程中增大了氣體和水的接觸面積以外，另一個重要原因是_________________________________________________。分液漏斗中的濃鹽酸應(yīng)分?jǐn)?shù)次加入試管內(nèi)。若一次加入太多的濃鹽酸，可能引起的后果是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)配制氯水完成后，不必拆卸裝置即可從瓶A中取用少量氯水，方法是_______________________________________________________________________。答案(1)Cl2、H2O、HClO2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑(2)NaOH溶液Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O(3)氯氣在瓶內(nèi)產(chǎn)生較大壓強(qiáng)，增大了氯氣的溶解度瓶內(nèi)產(chǎn)生過多的氯氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大使瓶A的橡膠塞彈開(4)關(guān)閉活塞1，打開活塞2，用鼓氣球向瓶A中鼓入空氣解析(1)因為次氯酸見光分解生成氧氣和鹽酸，所以需要臨時配制。(2)燒杯中的液體是為了吸收多余的氯氣，所以使用NaOH溶液。例3海水是巨大的資源寶庫，海水淡化及其綜合利用具有重要意義。請回答下列問題：(1)步驟Ⅰ中，粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)離子，粗鹽精制過程中依次加入過量BaCl2、Na2CO3溶液，請寫出加入Na2CO3溶液后相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________。(2)海水提溴，制得1molBr2至少需要消耗______molCl2。步驟Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是_______________________________________________________________。步驟Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為___________________。(3)步驟Ⅳ由Mg(OH)2得到單質(zhì)Mg，以下方法最合適的是________(填字母)。A．Mg(OH)2→MgCl2溶液eq\o(→,\s\up7(活潑金屬))MgB．Mg(OH)2→MgOeq\o(→,\s\up7(電解))MgC．Mg(OH)2→MgOeq\o(→,\s\up7(C，真空),\s\do5(1352℃))MgD．Mg(OH)2→無水MgCl2eq\o(→,\s\up7(電解))Mg(4)判斷Mg(OH)2是否洗滌干凈的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓、Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓(2)2抑制氯、溴和水反應(yīng)Br2＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋＋2Br－(3)D(4)取最后一次的洗滌液少量于試管中，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，如果沒有沉淀產(chǎn)生，證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈解析(1)粗鹽中含有Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)等雜質(zhì)離子，可依次加入過量BaCl2(除去硫酸根離子)、Na2CO3(除去鈣離子和多余的鋇離子)、NaOH(除去鎂離子)，過濾后加適量鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH，然后蒸發(fā)即可，所以加入Na2CO3溶液后相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓、Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓。(2)流程中海水提溴，先向母液中通入Cl2將Br－氧化為Br2，再用SO2將其還原為Br－，最后再通入Cl2將Br－氧化為Br2，忽略過程中的損失，制得1molBr2至少需要消耗2molCl2。