課題2 海水的綜合利用 了解海水的綜合利用，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。 了解氯堿工業(yè)及其發(fā)展。 知道如何從海水中提取食鹽、鎂、溴、重水等。知識(shí)梳理1海水中含有大量的鹽類。由海水制食鹽的方法主要是 法，分離食鹽后得到的母液叫 ，可以從中制得一系列的副產(chǎn)品，如氯化鉀、 等。2氯堿工業(yè)中，通過(guò)電解飽和食鹽水制得H2、Cl2、NaOH。電解時(shí)，陽(yáng)極得到 ，電極反應(yīng)式為 ；陰極得到 ，電極反應(yīng)式為 ；總電解反應(yīng)方程式為 。3工業(yè)食鹽含Ca2、Mg2等雜質(zhì)，常加入熟石灰和純堿精制。精制過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。4海水中含有大量的溴，可以采用 法從海水中提取溴。首先用氯氣氧化海水中的溴，離子方程式為 ；然后用空氣或水蒸氣吹出溴，用二氧化硫?qū)⒋党龅腂r2還原，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；再用氯氣將其氧化就可得到溴產(chǎn)品。5從海水中可提取多種化工原料，下面是工業(yè)上對(duì)海水的幾項(xiàng)綜合利用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：粗鹽中含有Ca2、Mg2、SO42等雜質(zhì)離子，精制時(shí)所用的試劑為：鹽酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入試劑的順序是 、 、 、 。寫(xiě)出電解飽和食鹽水的總反應(yīng)式 。用海灘上的貝殼制Ca(OH)2的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式是 、 。在海水中加入石灰乳可以制得Mg(OH)2，寫(xiě)出制取Mg(OH)2的化學(xué)方程式 。將Mg(OH)2過(guò)濾出來(lái)，然后加入鹽酸，可以得到MgCl2溶液，反應(yīng)的離子方程式為 ，將溶液濃縮得到MgCl2晶體。將MgCl2晶體通過(guò)一系列處理，得到無(wú)水MgCl2。電解熔融的MgCl2可制得金屬鎂和氯氣，電解的反應(yīng)方程式為 。利用副產(chǎn)品氯氣和粉末狀熟石灰反應(yīng)可制得漂白粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。6氫有三種同位素，寫(xiě)出其化學(xué)符號(hào)和名稱 、 、 ；重水的化學(xué)式為 。由海水制重水的方法有 、 、 、 等。方法導(dǎo)引1氯堿工業(yè)：以食鹽為原料，用電解飽和食鹽水的方法來(lái)制取NaOH、H2、Cl2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的工業(yè)，稱為氯堿工業(yè)。原理：陽(yáng)極(C)： 2Cl-2e-Cl2 (氧化反應(yīng))陰極(Fe)： 2H+2e-H2 (還原反應(yīng))總反應(yīng)：2NaCl2H2O 2NaOHCl2H2裝置：離子交換膜電解槽2. 離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程食鹽水的精制：由于食鹽水中含有泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO42等雜質(zhì)，必須除去。先加氯化鋇，除去SO42；再加碳酸鈉，除去過(guò)量的Ba2和Ca2以及大部分的Mg2、Fe3；再加氫氧化鈉除去Mg2、Fe3，；最后用鹽酸調(diào)整溶液的pH。這樣處理的鹽水中仍含有少量的Ca2、Mg2等金屬陽(yáng)離子，必須送入陽(yáng)離子交換塔進(jìn)一步進(jìn)行離子交換。電解：陽(yáng)極區(qū)得到氯氣；陰極區(qū)生成氫氣和氫氧化鈉溶液。3.鎂的工業(yè)制法：鎂是活潑的金屬，不宜用熱還原法制取，一般采用電解熔融的MgCl2的方法。MgCl2主要存在于海水和光鹵石中，所以制取MgCl2的途徑是在海水或若鹵中加入熟石灰，使Mg(OH)2析出：MgCl2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCl2，再用鹽酸溶解Mg(OH)2，然后將溶液濃縮，得到MgCl2晶體，將晶體在HCl中加熱除去結(jié)晶水，即得無(wú)水MgCl2。然后電解熔融的MgCl2，MgCl2 MgCl2，就可得到金屬鎂。例題1海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示：海水 母液 粗鹽 精鹽 Mg(OH)2 MgCl26H2O MgCl2 Mg 貝殼 CaO 石灰乳 煅燒 水 蒸發(fā) 水，重結(jié)晶 鹽酸，濃縮脫水 電解 若在空氣中加熱MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。用電解法制取金屬鎂時(shí)，需要無(wú)水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl26H2O時(shí)，能得到無(wú)水MgCl2，其原因是 。Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。 。實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過(guò)程中，在溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟中都要用到玻璃棒，分別說(shuō)明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。溶解時(shí) ；過(guò)濾時(shí) ；蒸發(fā)時(shí) 。解析 MgCl26H2O在加熱時(shí)可發(fā)生水解反應(yīng)：MgCl26H2O Mg(OH)ClHCl5H2O，加熱可促進(jìn)水解，HCl、水蒸氣的揮發(fā)使水解反應(yīng)趨于完成，生成Mg(OH)Cl，Mg(OH)Cl受熱進(jìn)一步分解得到MgO；而在干燥的HCl氣流中加熱時(shí)，即可抑制MgCl2水解，又會(huì)帶走M(jìn)gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣，促進(jìn)失去結(jié)晶水反應(yīng)的發(fā)生，得到無(wú)水MgCl2。由于Mg(OH)2難溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，所以加入適量MgCl2溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥可得純凈的Mg(OH)2。熟悉溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)的操作要點(diǎn)，即可回答玻璃棒的作用。答案MgCl26H2O Mg(OH)ClHCl5H2OMgCl26H2O MgO2HCl5H2OMg(OH)Cl MgOHCl在干燥的HCl氣流中加熱時(shí)，抑制了MgCl2水解，且?guī)ё進(jìn)gCl26H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣，故得到無(wú)水MgCl2。加入MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾，沉淀用水洗滌攪拌，加速溶解 使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止溶液外灑 攪拌，防止因局部過(guò)熱液滴或晶體飛濺例題3現(xiàn)代工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H2、Cl2、NaOH。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：在電解過(guò)程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生的電極反應(yīng)為 。電解之前食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca2、Mg2、SO42等雜質(zhì)離子，使用的試劑有：aNa2CO3溶液 bBa(OH)2溶液 c稀鹽酸，其合理的加入順序?yàn)?（填試劑序號(hào)）。如果在容積為10L的離子交換膜電解槽中，通電1min在陰極上可產(chǎn)生11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2，這里溶液的pH是 （設(shè)體積保持不變）。解析由2NaCl2H2O 2NaOHCl2H2可知，n(NaOH)2n(Cl2)211.2L/22.4Lmol11molc(OH)0.1molL1 故溶液的pH13答案2Cl-2e-Cl2 b、a、c 13基礎(chǔ)訓(xùn)練1 從海水中提取金屬鎂的生產(chǎn)步驟有以下幾步，其正確的排列是（ ）。濃縮結(jié)晶 加熟石灰 加鹽酸 過(guò)濾 熔融電解 A B C D2市售家用消毒液發(fā)生器是利用常見(jiàn)的精鹽和自來(lái)水為反應(yīng)物。通直流電時(shí)，發(fā)生器中電解槽內(nèi)的極板上產(chǎn)生大量的氣泡，聞?dòng)写碳ば詺馕?；切斷電源后所得消毒液具有?qiáng)烈的殺菌能力，且對(duì)人體無(wú)毒副作用。跟該發(fā)生器直接有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)是（ ）。A2NaCl2H2O 2NaOHCl2H2 BCl2H22HClCCl22NaOHNaClNaClOH2O DCl2H2OHClHClO3海水中含有氯化鎂,是鎂的主要來(lái)源之一.從海水中提取鎂,可按如下步驟進(jìn)行：把貝殼制成石灰乳；在引有海水的水渠中加入石灰乳，沉降，過(guò)濾，洗滌沉淀物；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶，過(guò)濾，干燥產(chǎn)物；將得到產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，下列說(shuō)法正確的是（ ）。A此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B進(jìn)行、步驟的目的是從海水中提取MgCl2C也可用電解熔融MgO或Mg(OH)2的方法制金屬鎂D以上提取鎂的過(guò)程涉及到的反應(yīng)有分解、化合和置換反應(yīng)4氯堿工業(yè)上所用的食鹽水必須精制。為了除去粗鹽中的Ca2、Mg2、SO42及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進(jìn)行：過(guò)濾，加適量NaOH溶液，加適量鹽酸，加過(guò)量Na2CO3溶液，加過(guò)量BaCl2溶液等五項(xiàng)操作。正確的操作順序是（ ）。A B C D5在冶金工業(yè)上，常用電解法得到Na、Mg、Al等金屬，其原因是（ ）。A這些金屬的化合物熔點(diǎn)低 B它們都是輕金屬C它們的性質(zhì)很活潑 D此方法成本低6從海水里提取溴的過(guò)程中，有如下反應(yīng)：5NaBrNaBrO33H2SO43Br23Na2SO43H2O，下列反應(yīng)與此反應(yīng)原理最相似的反應(yīng)是（ ）。A2NaBrCl22NaClBr2 BAlCl33NaAlO26H2O4Al(OH)33NaClC2H2SSO23S2H2O DCl2H2OHClHClO7下列反應(yīng)不符合工業(yè)冶煉金屬的實(shí)際情況的是（ ）。A2Ag2O 4AgO2 B4Al3MnO2 2Al2O33MnC2MgO 2MgO2 D4CFe3O4 3Fe4CO8海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室中從海藻中提取碘的步驟為：將海藻曬干、灼燒，得海藻灰；過(guò)濾；浸泡海藻灰得懸濁液；加四氯化碳；通入適量氯氣；水浴蒸餾得晶體碘。正確的操作步驟是（ ）。A BC D9某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使氯氣被完全吸收，制得有較強(qiáng)的殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分的判斷正確的是（ ）。Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl10下列說(shuō)法中，不正確的是（ ）。A海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法、離子交換法等B海水中溶解的主要無(wú)機(jī)鹽有NaCl、MgCl2、KCl、MgSO4、CaSO4、MgBr2等C海水綜合利用，可將海水淡化與制食鹽及氯堿工業(yè)、鎂工業(yè)、鉀工業(yè)、溴工業(yè)等形成聯(lián)合工業(yè)體系D海水淡化因能耗大、成本高，不能形成規(guī)模生產(chǎn)11制備鹵磷酸鈣熒光粉所用的高純氯化鈣中混有鎂離子，除去的方法是把氯化鈣的水溶液加熱到9095，在不斷攪拌下加入適當(dāng)?shù)某恋韯规V生成沉淀過(guò)濾除去。此沉淀劑最好選用（ ）。A氫氧化鈣乳 B碳酸鈉溶液 C碳酸氫鈉溶液 D氫氧化鈉溶液12由H、D、18O形成三原子化合物分子共有 種，其中含有重氫的化學(xué)式為 、 。13用離子交換膜電解槽電解電解飽和食鹽水制氯氣，陰極產(chǎn)物是 ，陽(yáng)極產(chǎn)物是 。反應(yīng)的離子方程式是 。殘液的成分是 。若不使用隔膜法電解食鹽水，可得到一種消毒液，其主要成分是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。14工業(yè)上用食鹽、石灰石和水為原料生產(chǎn)漂白粉。寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： 15從海水中提取溴的方法之一是：通入氯氣把溴化物氧化，然后用空氣把生成的溴吹出，用Na2CO3溶液吸收生成的溴生成NaBr、NaBrO3、和CO2，再加H2SO4使溴析出，這樣得到的溴中可能含有少量的氯氣，這些氯氣可加FeBr3除去。試寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 、 、 、 。16某氯堿廠日產(chǎn)50%NaOH溶液3000kg，試計(jì)算：該廠每天生產(chǎn)H2和Cl2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。如果把這些H2和Cl2都制成38%的鹽酸，理論上每天可生產(chǎn)鹽酸的質(zhì)量。拓展提高17用新的鋁鍋、鋁壺盛自來(lái)水并加熱時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)壁被水淹沒(méi)的地方會(huì)變黑，這層黑色物質(zhì)是 ，產(chǎn)生的原因是 ，這種物質(zhì)對(duì)人體是否有害？ ，為什么？ 。18以六水合氯化鎂（MgCl26H2O）為原料制備無(wú)水氯化鎂。已知：MgCl26H2O晶體在空氣中加熱時(shí)，釋出部分結(jié)晶水，同時(shí)生成Mg(OH)Cl或MgO；在干燥HCl氣流中加熱能制備無(wú)水MgCl2。 可選用藥品：MgCl26H2O晶體、NaCl(s)、KClO(s)、MnO2、濃H2SO4、濃HCl、稀NaOH溶液。 儀器：見(jiàn)圖（裝置可重復(fù)使用）。3 4A 1 2 B E 6 7 D 回答下列問(wèn)題：組裝氯化氫氣體發(fā)生器，應(yīng)選用的儀器（用編號(hào)A、B填入）是 ；按HCl氣流方向，其余裝置的連接順序（用數(shù)字1、2填入）是（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）；各裝置中應(yīng)放的藥品：A B C D E ；B裝置的作用是 ，B中能觀察到的現(xiàn)象是 。19海水占地球總儲(chǔ)水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，既可以解決淡水資源缺乏的問(wèn)題，又可以充分利用海洋資源。（1）海水中含有大量的氯化鈉。氯化鈉中的金屬元素位于元素周期表第 族。（2）目前國(guó)際上實(shí)用的“海水淡化”主要技術(shù)之一是蒸餾法。蒸餾法是將海水變成蒸汽，蒸汽經(jīng)過(guò)冷卻而得高純度淡水，由此可判斷蒸餾法是 （填：物理變化、化學(xué)變化）（3）工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品，反應(yīng)式為：食鹽 + H2O NaOH + H2 + Cl2（未配平）。該反應(yīng)中食鹽的化學(xué)式是 。利用電解所得氣體制36.5%的濃鹽酸1000t，最少需要消耗食鹽 t。（4）近年來(lái)有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法，該方法的流程如下：氯化鈉溶液氫氧化鈉溶液氫氣氯氣 吸收含SO2廢氣亞硫酸氫鈉HCl氯化鈉（原料）回收SO2電解寫(xiě)出的化學(xué)反應(yīng)方程式： 上述亞硫酸氫鈉與甲醛經(jīng)過(guò)加成反應(yīng)，可以合成俗稱“吊白塊”（雕白粉）的物質(zhì)。吊白塊對(duì)人體有害，不能用于食品漂白。寫(xiě)出其反應(yīng)的化學(xué)方程式 。19某溫度下將一定量密度為1.15g/cm3的NaCl溶液用石墨電極通直流電，設(shè)NaCl恰好完全反應(yīng)，且無(wú)其他反應(yīng)發(fā)生，得到的溶液中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.%。求電解后溶液中溶質(zhì)與溶劑的物質(zhì)的量之比。求原NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度?；A(chǔ)訓(xùn)練參考答案1C 2AC 3AB 4C 5C 6C 7C 8B 9B 10D 11A12三種，HDO、D2O13H2 Cl2 2Cl2H2O 2OHH2 Cl2 NaClO Cl22NaOHNaClONaClOH2O142NaCl2H2O 2NaOHCl2H2CaCO3 CaOCO2 CaOH2OCa(OH)22Cl22Ca(OH)2Ca(ClO)2CaCl22H2O15Cl22NaBr2NaClBr2 3Br23Na2CO35NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO43Br23Na2SO43H2O2FeBr33Cl22FeCl33Br216420m3 420m3 3602kg17單質(zhì)鐵 鋁與鐵制水管中微量Fe2的發(fā)生反應(yīng)置換出單質(zhì)鐵 對(duì)人體無(wú)害，因?yàn)殍F是人體必需元素.18C、E 或 A 稀NaOH溶液 B濃H2SO4 C 固體NaCl D MgCl26H2O E濃H2SO4吸收尾氣，防止污染環(huán)境；白霧19A 物理變化 NaCl 585tNaOH+SO3=NaHSO3 NaHSO3 + HCl=NaCl+ H2O + SO2 O HCH NaHSO3 HOCH2SO3Na 20 1：10 4.48molL1