化學(xué)蘇教版 (2019)第三單元海洋化學(xué)資源的綜合應(yīng)用學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

?第2課時從海水中提取鎂從海帶中提取碘
目標(biāo)導(dǎo)航

課程標(biāo)準
課標(biāo)解讀
1．初步學(xué)會物質(zhì)的分離、提純等化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識和基本技能。
2．結(jié)合真實情境中的應(yīng)用或通過實驗探究，了解鎂、碘及其重要化合物的主要性質(zhì)。
1．能根據(jù)海水提鎂和海帶提碘的現(xiàn)象辨識物質(zhì)及其反應(yīng)，能對物質(zhì)及其反應(yīng)進行分類和表征，能聯(lián)系物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)解釋宏觀現(xiàn)象。（宏觀辨識與微觀探析）
2．能設(shè)計實驗方案，組裝實驗儀器，與同學(xué)合作完成實驗操作，能運用多種方式收集實驗證據(jù)，基于現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析并得出結(jié)論，提出自己的看法。（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）
3．具有較強的問題意識，能與同學(xué)在討論基礎(chǔ)上提出探究的問題，獨立完成實驗，收集實驗證據(jù)，基于現(xiàn)象和數(shù)據(jù)進行分析并得出結(jié)論，交流自己的探究成果。（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識）
4．能針對某些化學(xué)工藝設(shè)計存在的各種問題，提出處理或解決問題的具體方案。（科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任）

知識點01 從海水中提取鎂
1．工藝流程

相關(guān)反應(yīng)的方程式
(1)分解貝殼制取氫氧化鈣：
①____________________________________；②____________________________________。
(2)沉淀鎂離子：____________________________________。
(3)制備氯化鎂：____________________________________。
(4)制取金屬鎂：____________________________________。
2．鎂單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
(1)原子結(jié)構(gòu)
鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：，在化學(xué)反應(yīng)中易_______2個電子，形成鎂離子，具有強_______性。
(2)化學(xué)性質(zhì)：
鎂是活潑的金屬，能在O2、N2、CO2中燃燒。
①在氧氣中燃燒：___________________________，現(xiàn)象：__________________。
②在氮氣中燃燒：___________________________。
③在二氧化碳中燃燒：____________________________________。
④與鹽酸反應(yīng)：____________________________________。
3．鎂合金、氧化鎂
(1)鎂是_________金屬，密度____，易傳熱，導(dǎo)電，能與_________等金屬形成合金。
(2)鎂合金的性質(zhì)特點：密度____、硬度和強度____。
(3)鎂合金的用途：制造___________________________。
(4)氧化鎂：_________難溶于水的固體，熔點_________，常用作_________材料。
【即學(xué)即練1】某中學(xué)化學(xué)興趣小組設(shè)計了四種從海水中提取鎂的工藝流程，你認為合理的是(　　)
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水Mg(OH)2MgCl2Mg
C．海水MgCl2Mg
D．海水MgCl2Mg

知識點02 從海帶中提取碘
1．海帶提碘的原理
(1)碘在海帶中以_________的形式存在。
(2)海帶中的碘元素在浸泡時以_________的形式進入水中，可選擇Cl2、H2O2等氧化劑把_________氧化成_________，離子方程式分別可表示為：
____________________________________，____________________________________。
2．從海帶中提取碘的工業(yè)生產(chǎn)流程

3．實驗探究——加碘鹽中碘元素的檢驗
(1)加碘鹽中碘元素的存在形式：_________。
(2)檢驗原理
在酸性條件下，IO與I－反應(yīng)的離子方程式：____________________________________，生成的單質(zhì)碘用淀粉溶液檢驗，現(xiàn)象是__________________。
(3)用試紙和生活中的常見物質(zhì)檢驗加碘鹽中碘元素存在的方案：
①將食鹽用水溶解，加入適量_________；
②蘸取少量溶液，滴在_________試紙上。
實驗現(xiàn)象及結(jié)論：試紙_________，證明有碘元素存在。
4．碘元素的應(yīng)用
碘是人體必需的微量元素，人體缺碘時患__________________。
【即學(xué)即練2】某同學(xué)為了驗證海帶中含有碘，擬進行如下實驗，請回答下列問題。
(1)第1步：灼燒。
(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．KMnO4溶液 D．H2O2
理由是_____________________________________________。
(4)第4步：碘單質(zhì)的檢驗。操作是取少量第3步的溶液，滴加________，如果溶液________，則證明海帶中含碘。

能力拓展

考法01 氯、溴、碘主要性質(zhì)及離子檢驗
1．鹵素單質(zhì)的性質(zhì)
(1)Br2、I2與Cl2有相似的化學(xué)性質(zhì)，如均能與金屬、非金屬(H2)、H2O、堿反應(yīng)。
(2)氧化性強弱順序為Cl2＞Br2＞I2。
2．鹵素單質(zhì)的檢驗

Cl2
Br2
I2
常溫下
外觀
黃綠色氣體
深紅棕色液體
紫黑色固體
常用檢
驗方法
①能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍②能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙先變紅后褪色
能使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍
遇淀粉溶液變藍
3．鹵素離子的檢驗
檢驗鹵素離子的最好的方法是用硝酸銀和稀硝酸，因為其靈敏度高，反應(yīng)現(xiàn)象明顯。檢驗時，一定要加入稀硝酸，以排除CO、OH－等離子的干擾。
【典例1】甲、乙、丙三種溶液中各含有一種X－(X－為Cl－、Br－或I－)，向甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，溶液變?yōu)槌壬?，再加丙溶液，顏色無明顯變化，則甲、乙、丙依次含有(　　)
A．Br－、I－、Cl－ B．Br－、Cl－、I－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－

考法02 從海帶中提取碘
碘的提取原理及操作
(1)用水浸泡海帶或海藻灼燒后的灰燼。
(2)向水中通入適量的氯氣，使碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)：2NaI＋Cl2===I2＋2NaCl。
(3)過濾，用有機溶劑萃取碘單質(zhì)。
(4)流程

【典例2】我們知道海帶中含有碘元素，經(jīng)常食用海帶可以防治甲狀腺腫大。所以工業(yè)上常用海帶為原料提取碘單質(zhì)。查有關(guān)資料可知碘單質(zhì)有升華現(xiàn)象。下面是某?；瘜W(xué)探究小組設(shè)計的從海帶中提取單質(zhì)碘的實驗，請你完成下列實驗。
(1)將干燥潔凈的海帶用酒精濕潤后在________(填一種儀器名稱)中灼燒成灰燼。
(2)將海帶灰燼冷卻至室溫，將其轉(zhuǎn)移到燒杯中，加蒸餾水后，攪拌、煮沸、冷卻、________(填一種操作名稱)。
(3)在濾液中加入一定量的氯水，此時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(4)把(3)中所得到的溶液注入分液漏斗中，然后再加入四氯化碳，振蕩、靜置，可以觀察到四氯化碳層呈________色。經(jīng)分液得到碘的四氯化碳溶液，在這一實驗過程中，四氯化碳起________作用。
(5)用試管取碘的四氯化碳溶液用水浴加熱，待四氯化碳揮發(fā)完即可得到固體碘單質(zhì)。為什么不用酒精燈直接加熱蒸發(fā)四氯化碳？_____________________。
(6)證明得到的固體是碘單質(zhì)的化學(xué)方法是_________________________。

考法03 從海水中提取鎂
(1)海水提鎂的工藝流程圖

(2) 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與水反應(yīng)生成Mg(OH)2。
(3)工業(yè)上電解熔融的氯化鎂制取鎂，而不是電解氧化鎂制取鎂。
(4)因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng)，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應(yīng)在H2氛圍中冷卻。
【典例3】海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下所示：

(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。貝殼的作用是____________________，貝殼所經(jīng)歷變化的化學(xué)方程式為________________________________。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實驗步驟：______________________________。

考法04 鎂的化學(xué)性質(zhì)
性質(zhì)
舉例
反應(yīng)方程式
與非金屬
單質(zhì)反應(yīng)
與O2反應(yīng)
2Mg＋O22MgO
與N2反應(yīng)
3Mg＋N2Mg3N2
與非氧化性酸反應(yīng)
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
與水反應(yīng)
Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
與氧化物反應(yīng)
2Mg＋CO22MgO＋C
【典例4】已知鎂能在O2、N2、CO2中燃燒生成相應(yīng)的化合物。試回答：
(1)鎂在空氣中燃燒，除發(fā)生反應(yīng)N2＋3MgMg3N2外，還能發(fā)生其他反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。
(2)鎂條在氧氣中燃燒時看到的現(xiàn)象是____________________________。

分層提分

題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1．鎂被譽為“國防金屬”。金屬鎂的下列性質(zhì)不屬于物理性質(zhì)的是(　　)
A．良好的可塑性 B．良好的延展性
C．良好的導(dǎo)電性、傳熱性 D．反應(yīng)中易失去電子
2．鎂在CO2含量較多的空氣里燃燒的產(chǎn)物是(　　)
A．MgO B．MgO和C
C．MgO、Mg3N2 D．MgO、Mg3N2 和C
3．用電解熔融氯化鎂而不用電解氧化鎂制金屬鎂，可能的原因是(　　)
A．易制得MgCl2，不易制得氧化鎂
B．熔融氧化鎂不能被電解
C．氧化鎂熔點比氯化鎂熔點高得多
D．電解熔融氧化鎂耗電少
4．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
5．下列說法正確的是(　　)
A．從海水中提取溴單質(zhì)的過程中涉及氧化還原反應(yīng)
B．從海帶中提取碘單質(zhì)的過程中只涉及復(fù)分解反應(yīng)
C．從海水中提取鎂單質(zhì)的過程中涉及置換反應(yīng)
D．從海水中提取氯化鈉的過程中涉及化學(xué)反應(yīng)
6．下列化學(xué)反應(yīng)，在從海水中提取金屬鎂的過程中，不會涉及的是(　　)
A．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
C．Mg(OH)2MgO＋H2O
D．MgCl2Mg＋Cl2↑
7．鎂在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，下列用途與鎂的還原性無關(guān)的是(　　)
A．制作閃光粉
B．鎂合金用來制造火箭的部件
C．用鎂從熔融的四氯化鈦中提取鈦
D．制作焰火
8．從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下：

下列說法不正確的是(　　)
A．用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富
B．直接電解MgCl2溶液也可以得到鎂單質(zhì)
C．步驟④用到的實驗儀器有蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒、三腳架等
D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)
9．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 g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
10．海帶是海洋中的一種褐藻，海帶中含有豐富的碘，是人類經(jīng)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3 g左右干海帶，除去表面雜質(zhì)，剪碎，用酒精潤濕，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2～3 min，使可溶物質(zhì)溶解，過濾；
③向濾液中滴入幾滴硫酸，再加入約1 mL過氧化氫溶液，觀察現(xiàn)象；
④取少量上述所得溶液，滴加幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象；
⑤向③剩余的濾液中加入1 mL四氯化碳，振蕩靜置，觀察現(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。
請回答下列問題：
(1)海帶中碘元素的存在形式是________(填“碘離子”“碘單質(zhì)”或“碘酸鹽”)。
(2)可說明海帶中含有碘的現(xiàn)象有_______________________________________。
(3)操作⑤叫作________，操作⑥的目的是_________________________________________。

題組B 能力提升練
1．海藻中含有豐富的、以離子形式存在的碘元素。下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(yīng)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
2．加碘鹽中碘元素可來自海帶，下列說法正確的是(　　)
A．加碘鹽中的碘以KI的形式存在
B．在實驗室里，可將干海帶置于蒸發(fā)皿中灼燒，再加水溶解并過濾以分離出I－
C．可用雙氧水將I－氧化為單質(zhì)碘
D．可用酒精萃取碘單質(zhì)以制備“碘酒”
3．如圖為從海帶中提取碘的工業(yè)生產(chǎn)流程，下列有關(guān)說法錯誤的是(　　)

A．因海水中蘊藏著極其豐富的碘元素，所以工業(yè)上也可以直接用海水來提取碘元素
B．堿化操作時，加入NaOH溶液的目的是在堿性溶液中，可溶性有機物質(zhì)可形成沉淀
C．在實驗室進行氧化操作時，加入的氧化劑可以是新制氯水、雙氧水等
D．在實驗室進行過濾操作時，需要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗
4．海水提鎂的主要流程如下：

下列說法正確的是(　　)
①試劑M是鹽酸?、诹鞒讨械姆磻?yīng)全部都是非氧化還原反應(yīng)?、鄄僮鱞只是過濾?、苡煤Ｋ畷覃}后的飽和溶液加石灰乳制Mg(OH)2　⑤電解熔融MgCl2比電解熔融的MgO制金屬鎂更節(jié)約能量
A．①②③④⑤ B．②③
C．④⑤ D．①④⑤
5．我國海水資源豐富，開發(fā)和利用海水資源是當(dāng)前科學(xué)研究的一個重要項目，下圖是海水綜合利用的一個方面：

根據(jù)上述流程圖，請回答下列問題：
(1)①加入的試劑是________，有關(guān)的離子方程式：_________________________________。
(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：______________________________________。
(3)寫出反應(yīng)⑤的離子方程式：_______________________________。
(4)為了合理利用資源，有人提出利用④中的副產(chǎn)物生產(chǎn)漂白粉的方案，你認為此方案可行嗎？如果可行，寫出化學(xué)方程式，如果不行說明理由。

題組C 培優(yōu)拔尖練
1．下表是某加碘鹽包裝袋上的部分文字說明
配料
氯化鈉(NaCl)、碘酸鉀(KIO3)
含碘量
(35±15) mg·kg－1(以I計)
食用方法
菜未燒熟不宜加入加碘鹽，菜燒熟后加入加碘鹽最佳
根據(jù)這一說明某學(xué)生作出如下判斷，其中正確的是(　　)
A．此食鹽是純凈物
B．“菜未燒熟不宜加入加碘鹽”的原因可能是碘酸鉀受熱不穩(wěn)定
C．“加碘食鹽”中的“碘”是指碘單質(zhì)
D．1 kg此食鹽中含碘酸鉀(35±15) mg
2．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)。

下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．大量的氮、磷廢水排入海洋，易引發(fā)赤潮
B．工段③中加入鹽酸，離子方程式為H＋＋OH－===H2O
C．在工段④⑤⑥中溴元素均被氧化
D．工段①中除去粗鹽中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì)，加入的藥品順序為Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→過濾后加鹽酸
3．檢驗海帶中碘元素的實驗中，發(fā)生如下反應(yīng)：2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。下列對該反應(yīng)的敘述中不正確的是(　　)
A．I2為氧化產(chǎn)物
B．H2O2既作氧化劑又作還原劑
C．氧化性強弱順序為H2O2>I2
D．生成1 mol I2時轉(zhuǎn)移2 mol電子
4．0.1 mol鎂粉分別在足量的O2、CO2、N2中燃燒，生成的固體的質(zhì)量依次為m1、m2、m3，下列關(guān)系式正確的是(　　)
A．m2>m1>m3 B．m1＝m2>m3
C．m1＝m2＝m3 D．m3>m2>m1
5．鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主要過程如下：

回答下列問題：
(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_______________________。
(2)從過程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入到盛有__________溶液的燒杯中，充分攪拌后經(jīng)________、________(填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。
(3)下圖是該興趣小組設(shè)計進行過程③的實驗裝置圖：

其中裝置A的作用是________________________________。
(4)寫出過程④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________。
6．以已經(jīng)提取出氯化鈉、溴、鎂等化學(xué)物質(zhì)的富碘鹵水為主要原料，采用如圖所示的工藝流程生產(chǎn)單質(zhì)碘。

(1)寫出乙、丁溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式：乙________，丁________。
(2)第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是________(填字母)。
A．除去NO B．除去未反應(yīng)的I－
C．除去未反應(yīng)的Fe D．除去堿性物質(zhì)
(3)第⑦步操作中提純I2的步驟是________、________、__________。
(4)實驗室檢驗I2的方法是______________________________________________________。
(5)甲物質(zhì)見光易變黑，其原因是______________________________(用化學(xué)方程式表示)。

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