專(zhuān)題3第三單元海洋化學(xué)資源的綜合利用(第2課時(shí))高一化學(xué)2019教學(xué)課件

第三單元海洋化學(xué)資源的綜合利用

蘇教版高中化學(xué)（必修一）同步教學(xué)課件專(zhuān)題3

從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)

第2課時(shí)從海水中提取鎂從海帶中提取碘1.初步了解海洋化學(xué)資源的分布，了解從海水或海產(chǎn)品中提取鎂、碘單質(zhì)的基本原理和方法，能依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源。

2.認(rèn)識(shí)化學(xué)理論與技術(shù)在資源利用中發(fā)揮的積極作用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。情景導(dǎo)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(tài)的形式存在于地殼和海水中。海水中鎂的總儲(chǔ)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(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式①利用貝殼制取石灰乳(寫(xiě)反應(yīng)的化學(xué)方程式):③提取MgCl2:化學(xué)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(wú)水MgCl2時(shí)，要不斷通入干燥的HCl氣體，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。情景導(dǎo)入三、鎂的性質(zhì)1.鎂的原子結(jié)構(gòu)

鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：

原子最外層有2個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去最外層電子，形成鎂離子。2.鎂的物理性質(zhì)

銀白色金屬，密度較小，熔點(diǎn)較低，硬度較小，易傳熱、導(dǎo)電。情景導(dǎo)入3.鎂的化學(xué)性質(zhì)

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

離子方程式為

：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。情景導(dǎo)入四、鎂的應(yīng)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(qiáng)度都較大。其應(yīng)用有：①鎂合金制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等。②氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料，其理由是熔點(diǎn)高達(dá)2800℃。1.從海帶中提取碘的主要工藝

工業(yè)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(yè)上從海帶中提取碘的生產(chǎn)過(guò)程如圖:向?yàn)V液中通入適量的氯氣,使濾液中的碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì),則反應(yīng)的離子方程式為2I-+Cl2══I2+2Cl-。

五、從海帶中提取碘情景導(dǎo)入2．加碘食鹽中碘元素的檢驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)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(guān)察試紙是否變藍(lán)色。(2)IO3－和I－反應(yīng)的離子方程式：

IO3－＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。3．碘與人體健康

人體缺碘時(shí)會(huì)患甲狀腺腫大，我國(guó)通過(guò)加碘食鹽來(lái)補(bǔ)充碘元素，加碘食鹽中添加的含碘物質(zhì)一般是KIO3。1.工業(yè)上通過(guò)電解熔融MgCl2得到金屬鎂,工業(yè)上能不能通過(guò)電解熔融MgO來(lái)獲得金屬鎂?解析:不能。因?yàn)镸gO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本。2.鎂在空氣中燃燒只能生成MgO嗎?鎂著火時(shí)能用干冰滅火器滅火嗎?為什么?解析:鎂在空氣中燃燒會(huì)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(shí)理解3.人體缺碘時(shí)容易患甲狀腺腫大,我國(guó)從1994年開(kāi)始推行全民食用加碘鹽工程,對(duì)抑制碘缺乏病成效顯著。加碘鹽中碘是以游離態(tài)還是化合態(tài)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(tài)。經(jīng)典例題例1.工業(yè)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(qiáng)還原性，可與CO2、O2、H2O(g)、N2反應(yīng)。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(shuō)法不正確的是(

)A.

檢驗(yàn)?zāi)敢褐惺欠窈入x子應(yīng)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(guò)程屬于分解反應(yīng)C.

上述流程中涉及的變化都屬于化學(xué)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(yàn)Cl－，A項(xiàng)正確MgCl2·6H2O脫水生成MgCl2和H2O，屬于分解反應(yīng)，B項(xiàng)正確；流程中的海水蒸發(fā)屬于物理變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；石灰乳屬于濁液，氫氧化鎂為沉淀，在離子反應(yīng)中不拆，D項(xiàng)正確。例3.鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產(chǎn)物是(

)A.

MgO

B.

MgO和CC.

MgO、Mg3N2

D.

MgO、Mg3N2和C【解析】鎂能與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂，與CO2反應(yīng)生成碳和氧化鎂，因此鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產(chǎn)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(shí)驗(yàn)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(guò)濾、萃取 B.

可用淀粉溶液檢驗(yàn)步驟②的反應(yīng)是否進(jìn)行完全C.

步驟③中加入的有機(jī)溶劑是四氯化碳或乙醇 D.

步驟④的操作是過(guò)濾【解析】通過(guò)過(guò)濾除去海藻灰懸濁液中難溶性雜質(zhì)而得到含有I－的溶液，向該溶液中通入Cl2將I－氧化為I2，經(jīng)萃取、分液、蒸餾等操作后即得晶體I2，A正確、D錯(cuò)誤；淀粉是用來(lái)檢驗(yàn)是否有碘單質(zhì)生成的，不能檢驗(yàn)碘離子是否完全轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)，B錯(cuò)誤；乙醇與水互溶，C錯(cuò)誤。A例5.某同學(xué)為了驗(yàn)證海帶中含有碘元素，擬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成相關(guān)問(wèn)題。(1)第1步：灼燒。操作是將足量海帶灼燒成灰燼。該過(guò)程中不會(huì)用到的實(shí)驗(yàn)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(guò)氧化氫溶液理由是________________________________________________。（4）第4步：碘單質(zhì)的檢驗(yàn)。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?！窘馕觥?2)海帶灼燒后的灰燼中含有可溶性碘鹽和難溶固體物質(zhì)。要得到含有I－的溶液，須將灰燼充分溶解，并過(guò)濾以除去殘?jiān)?3)濃硫酸、新制氯水、酸性高錳酸鉀溶液、過(guò)氧化氫溶液均能將碘離子氧化為單質(zhì)碘。前三者會(huì)引入新雜質(zhì)，而過(guò)氧化氫的還原產(chǎn)物為水，無(wú)其他物質(zhì)生成，氧化劑最好選用過(guò)氧化氫?！敬鸢浮?1)AGH

(2)將灰燼轉(zhuǎn)移到燒杯中，加適量蒸餾水，用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，煮沸，過(guò)濾(3)D過(guò)氧化氫又稱(chēng)“綠色氧化劑”，其參加氧化還原反應(yīng)時(shí)還原產(chǎn)物為水，無(wú)污染且不引入新的雜質(zhì)(4)淀粉溶液顯藍(lán)色1.初步了解海洋化學(xué)資源的分布，了解從海水或海產(chǎn)品中提取鎂、碘單質(zhì)的基本原理和方法，能依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源。2.從模型認(rèn)知視角掌握了從海水中提取鎂、碘單質(zhì)的工藝流程。3.學(xué)習(xí)了從實(shí)驗(yàn)探究角度掌握鎂、碘及其化合物的性質(zhì)。課堂小結(jié)隨堂練習(xí)1.海帶中含有豐富的碘，有人設(shè)計(jì)如下步驟：①將海帶灼燒成灰，在灰中加水?dāng)嚢?；②加四氯化碳充分振蕩?kù)o置；③通入氯氣；④過(guò)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(zhì)，需經(jīng)過(guò)濾，過(guò)濾之后，需通入適量氯氣將I－氧化為I2，再萃取分液。D2.實(shí)驗(yàn)室從海帶灰中提取碘的操作過(guò)程中，儀器選用不正確的是(

)A.

稱(chēng)取5.0g左右的干海帶——托盤(pán)天平B.

灼燒干海帶至完全變成灰燼——坩堝C.

過(guò)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(zhǎng)頸漏斗【解析】A項(xiàng)，稱(chēng)量固體用托盤(pán)天平，正確；B項(xiàng)，灼燒固體在坩堝中進(jìn)行，正確；C項(xiàng)，過(guò)濾操作的主要儀器是漏斗，正確；D項(xiàng)，萃取需要在分液漏斗中進(jìn)行，錯(cuò)誤。D3.下列說(shuō)法正確的是(

)A.

從海水中提取溴單質(zhì)的過(guò)程中涉及氧化還原反應(yīng) B.

從海帶中提取碘單質(zhì)的過(guò)程中只涉及復(fù)分解反應(yīng)C.

從海水中提取鎂單質(zhì)的過(guò)程中涉及置換反應(yīng) D.

從海水中提取粗鹽的過(guò)程中涉及化學(xué)反應(yīng)【解析】從海水中提取單質(zhì)溴，通常是用氯氣氧化溴離子為溴單質(zhì)，然后鼓入熱空氣或水蒸氣，使溴從溶液中揮發(fā)出來(lái)，冷凝后得到粗溴，涉及氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；從海帶中提取單質(zhì)碘，主要反應(yīng)過(guò)程是I－

I2，涉及氧化還原反應(yīng)，不涉及復(fù)分解反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從海水中提取鎂單質(zhì)，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(yīng)生成氯化鎂，電解熔融狀態(tài)的氯化鎂制得金屬鎂，沒(méi)有涉及置換反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；海水蒸發(fā)制粗鹽的過(guò)程是物理變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。A4.海洋中有豐富的食品、礦產(chǎn)、能源、藥物和水產(chǎn)資源等，如圖所示是海水化學(xué)資源利用的部分過(guò)程。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.

大量含氮、磷等元素的廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮B.

反應(yīng)③中加入鹽酸，離子方程式為H＋＋OH－===H2OC.

在反應(yīng)④⑤⑥中溴元素均被氧化D.

反應(yīng)①中除去粗鹽中的SO42-、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì)，加入的試劑順序?yàn)镹a2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過(guò)濾后加鹽酸

【解析】離子方程式中Mg(OH)2不能拆寫(xiě)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)⑤為Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，溴元素被還原，C項(xiàng)錯(cuò)誤；粗鹽提純的順序中要注意兩點(diǎn)：一是Na2CO3溶液在加入BaCl2溶液后加入，二是鹽酸最后加入，D項(xiàng)錯(cuò)誤。A5.檢驗(yàn)海帶中碘元素的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生如下反應(yīng)：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。下列對(duì)該反應(yīng)的敘述不正確的是(

)A.

I2為氧化產(chǎn)物 B.

H2O2既作氧化劑又作還原劑C.

氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)镠2O2＞I2

D.

生成1molI2時(shí)轉(zhuǎn)移2mol電子【解析】

，該反應(yīng)中I2為氧化產(chǎn)物，H2O2作氧化劑，根據(jù)氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物，所以氧化性：H2O2＞I2；反應(yīng)中每生成1molI2，轉(zhuǎn)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(lèi)經(jīng)常食用的一種補(bǔ)碘食物。某資料中有“海帶中碘的檢驗(yàn)”的選做實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：①取3g左右干海帶，除去表面雜質(zhì)，剪碎，用酒精潤(rùn)濕，放在坩堝中灼燒成灰，冷卻；②將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中加蒸餾水，攪拌，煮沸2～3min，使可溶物質(zhì)溶解，過(guò)濾；③向?yàn)V液中滴入幾滴硫酸，再加入約1mL過(guò)氧化氫溶液，觀(guān)察現(xiàn)象；④取少量上述所得溶液，滴加幾滴淀粉溶液，觀(guān)察現(xiàn)象；⑤向③剩余的濾液中加入1mL四氯化碳，振蕩?kù)o置，觀(guān)察現(xiàn)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)海帶中碘元素是

(填“碘離子”“碘單質(zhì)”或“碘酸鹽”)