①__________________________________________(寫出離子方程式);
②Br2+3CO2-3===BrO-3+5Br-+3CO2↑;
③____________________________(寫出離子方程式);其中反應(yīng)②中氧化劑是________,還原劑是____________。
(2)空氣吹出SO2吸收法。該方法基本同(1),只是將溴吹出后是用SO2來吸收的,使溴轉(zhuǎn)化為氫溴酸,然后再用氯氣氧化氫溴酸即得單質(zhì)溴。
寫出溴與二氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________。
(3)溶劑萃取法。該法是利用單質(zhì)溴在水中和溶劑中的溶解度不同的原理來進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)室中萃取用到的實(shí)驗(yàn)儀器名稱是____________。下列可以用于海水中溴的萃取試劑的是______。
①乙醇 ②四氯化碳 ③硝酸 ④己烯
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練海帶中含碘元素。從海帶中提取碘有如下步驟:①通入足量Cl2;②將海帶焙燒成灰后加水?dāng)嚢;③加CCl4振蕩;④用分液漏斗分液;⑤過濾。合理的操作順序是( )。
A.①②③④⑤ B.②⑤①③④
C.①③⑤②④ D.②①③⑤④
三、設(shè)計(jì)從海水中提取鎂的主要工藝流程
1.分析原理
首先要分析Mg的冶煉原理:MgCl2(熔融)=====電解Mg+Cl2↑,所以我們首先要獲得純凈的MgCl2。
2.分析初始原料
(1)海水中含有MgCl2,但濃度太低,所以要富集。方法:蒸發(fā)濃縮海水。
(2)海水中除含有MgCl2外,還含有Na+、K+、Ca2+、SO2-4、Br-、I-等其他可溶性離子,所以還要分離、提純。分析離子只有Mg2+與OH-反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀,所以我們可以用價(jià)格便宜的堿Ca(OH)2使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,從而將Mg2+分離出來。
3.制得無水MgCl2
得到的Mg(OH)2沉淀與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2溶液,進(jìn)一步處理即可得到無水MgCl2,電解即可得到鎂單質(zhì)。
【例3】 (改編自人教版必修2教材習(xí)題)鎂是一種用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂從海水中提取,海水的綜合利用可以制備金屬鎂,其流程如下圖所示:
(1)若在空氣中加熱MgCl2?6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________。
用電解法制取金屬鎂時(shí),需要無水氯化鎂。在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O,能得到無水MgCl2,其原因是________________________________________________。
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去?寫出實(shí)驗(yàn)步驟:______________________________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中,在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒,分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的。
溶解時(shí):____________________________________________________。
過濾時(shí):____________________________________________________。
蒸發(fā)時(shí):____________________________________________________。
(4)獲得HCl的反應(yīng)為2CH4+O2+4Cl2===2CO+8HCl(不考慮其他反應(yīng))。事實(shí)上,生產(chǎn)中HCl一直在循環(huán)使用。試從理論上分析是否需要補(bǔ)充HCl,簡(jiǎn)要說明理由。
四、蒸發(fā)、蒸餾(分餾)、干餾的對(duì)比
蒸發(fā)是將溶液中的溶劑加熱到沸騰(汽化)而揮發(fā)掉,最后余下固體溶質(zhì)的過程,如蒸發(fā)食鹽水而得到食鹽,用到的儀器主要是蒸發(fā)皿。
蒸餾是將液態(tài)物質(zhì)加熱到沸騰(汽化),并使其冷凝(液化)的連續(xù)操作過程,如分餾原油得到汽油、煤油等,用到的主要儀器是蒸餾燒瓶、冷凝管等。
干餾是將有機(jī)物(如煤、木材)在密閉裝置(隔絕空氣)加強(qiáng)熱使其分解的過程。其裝置和原理都與蒸發(fā)、分餾有較大的區(qū)別。干餾屬于化學(xué)變化。而蒸發(fā)、分餾是物理變化,F(xiàn)總結(jié)如下表:
蒸發(fā)分餾(裝置
見下圖)干餾(裝置
見下圖)
操作
過程加熱、攪拌加熱和冷凝隔絕空氣加強(qiáng)熱
原理物理變化物理變化物理、化學(xué)變化
儀器蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈、鐵架臺(tái)蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計(jì)、錐形瓶、酒精燈、鐵架臺(tái)、牛角管等大試管、酒精噴燈、鐵架臺(tái)、U形管等
目的得到固體溶質(zhì)分離液體與液體混合物得到化工原料
分餾
干餾
【例4】 下列說法正確的是( )。
A.從萃取分液后的溴的四氯化碳溶液中提取溴可以用蒸發(fā)的方法
B.將石油進(jìn)行分餾是利用了物質(zhì)物理性質(zhì)的差異
C.利用蒸餾原理從海水中提取淡水是海水淡化技術(shù)發(fā)展的新方向
D.利用干餾可以把煤中的碳單質(zhì)與煤焦油等分開
實(shí)驗(yàn)與探究
海水資源的開發(fā)與利用
自然資源的綜合利用與可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問題,高考中經(jīng)常以海水資源的綜合利用與科技前沿及化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合,考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
實(shí)驗(yàn)典例
海水是巨大的資源寶庫(kù),在海水淡化及綜合利用方面,天津市位居全國(guó)前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下:
(1)請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法:________、________。
(2)將NaCl溶液進(jìn)行電解,在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、________、________或H2、________。
(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-,其目的為__________________。
(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為______________________________,由此反應(yīng)可知,除環(huán)境保護(hù)外,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是____________________。
(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,查閱了有關(guān)資料:Br2的沸點(diǎn)為59 ℃,微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過程后,繪制了如下裝置簡(jiǎn)圖:
請(qǐng)你參與分析討論:
①圖中儀器B的名稱:______________________________________________;
②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因?yàn)開_______________;
③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好,要達(dá)到提純溴的目的,操作中如何控制關(guān)鍵條件:________;
④C中液體產(chǎn)物顏色為________,為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反應(yīng)后,再進(jìn)行的分離操作是____________________。
答案與解析
梳理與整合
一、
導(dǎo)學(xué)誘思
因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,難于冶煉,所以使用較晚
教材回歸
1.化合物
2.從其化合物中還原出來
3.2NaCl(熔融)=====電解2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融)=====電解Mg+Cl2↑ 2Al2O3=====電解冰晶石4Al+3O2↑
二、
導(dǎo)學(xué)誘思
答案:③④⑤
教材回歸
1.(1)蒸餾法 電滲析法 離子交換法
三、
導(dǎo)學(xué)誘思
煤的干餾是在隔絕空氣加強(qiáng)熱的條件下發(fā)生的復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化的過程,而石油的分餾是根據(jù)沸點(diǎn)不同將石油中各成分分離開的過程,是物理變化
教材回歸
1.(1)碳 氫 氧 氮 硫
(2)①隔絕空氣加強(qiáng)熱 煤的焦化 H2、CH4、C2H4、CO 氨、銨鹽 苯、甲苯、二甲苯 碳、诳扇夹詺怏w C+H2O=====高溫CO+H2 ③氫氣 一氧化碳和氫氣 甲醇
2.(1)碳?xì)浠衔?br />(2)沸點(diǎn) 物理 汽油 煤油 柴油
(3)②碳原子較少,沸點(diǎn)較低 化學(xué)
(4)①溫度 深度 短鏈烴 ②乙烯
3.(1)CH4
4.(1)塑料、合成橡膠、合成纖維
(2)nCH2===CH2??→催化劑?CH2—CH2? CH2===CH2 —CH2—CH2— n
四、
導(dǎo)學(xué)誘思
C
教材回歸
1.(1)廢氣、廢水、廢渣
2.(2)100%
理解與深化
【例1】B 解析:(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)發(fā)生的反應(yīng)分別是:
(Ⅰ)Cu2(OH)2CO3=====△2CuO+CO2↑+H2O,2CuO+C=====高溫2Cu+CO2↑,符合①;
(Ⅱ)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,符合③;
(Ⅲ)2Al+Cr2O3=====高溫Al2O3+2Cr,符合③;
(Ⅳ)先從光鹵石中提取MgCl2,再電解MgCl2,MgCl2=====電解Mg+Cl2↑,符合④。
【例2】答案:(1)Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
BrO-3+5Br-+6H+===3Br2+3H2O Br2 Br2
(2)Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
(3)分液漏斗、
解析:本題主要是根據(jù)信息書寫化學(xué)方程式。(1)由方程式②可知用純堿溶液吸收后,溶液中溴元素以BrO-3、Br-形式存在,溴元素的化合價(jià)分別為+5、-1,在酸性條件下又生成0價(jià)的Br2,所以反應(yīng)③的反應(yīng)物為BrO-3、Br-、H+,生成物為Br2和H2O。(3)萃取劑的條件:a.不能與所要萃取的混合液發(fā)生反應(yīng)(己烯中含有碳碳雙鍵,與溴水發(fā)生加成反應(yīng),所以④不可以,如果是己烷就可以);b.不能溶于水(乙醇、硝酸均易溶于水,所以①③均不可以);c.要萃取的物質(zhì)易溶于萃取劑(溴易溶于四氯化碳),所以只有②符合。
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 B 解析:從海帶中提取碘單質(zhì),首先把海帶中的I-溶于水,然后再氧化為單質(zhì),最后萃取、分液。
【例3】答案:(1)MgCl2?6H2O=====△Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O,MgCl2?6H2O=====△MgO+2HCl↑+5H2O 在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2?6H2O,抑制了MgCl2的水解,并帶走了MgCl2?6H2O受熱產(chǎn)生的水蒸氣,故能得到無水MgCl2
(2)加入MgCl2溶液,充分?jǐn)嚢瑁^濾,沉淀用水洗滌
(3)攪拌,加速溶解
使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗,防止外灑
攪拌,防止因局部過熱引起液滴或晶體飛濺
(4)不需要補(bǔ)充HCl,因?yàn)镃l2~2HCl~Mg(OH)2~MgCl2~Cl2;依氯元素守恒可以看出理論上不需要補(bǔ)充HCl。
解析:(1)根據(jù)信息書寫化學(xué)方程式,首先分析反應(yīng)物、生成物的化合價(jià)可知,此反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),反應(yīng)物是MgCl2?6H2O,如果生成物為Mg(OH)Cl,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,生成物除Mg(OH)Cl外,還有HCl和H2O,即MgCl2?6H2O=====△Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O;同理我們也可以寫出生成MgO的化學(xué)方程式。(2)因?yàn)镸g(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2,可以加入氯化鎂溶液發(fā)生反應(yīng)Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2+CaCl2,CaCl2易溶于水而除去。(4)在工業(yè)生產(chǎn)中注重效益,HCl可以循環(huán)使用,根據(jù)氯元素守恒的定律可知理論上不需要補(bǔ)充HCl。
【例4】B 解析:從萃取分液后溴的四氯化碳溶液中提取溴可以用蒸餾的方法;利用蒸餾原理從海水中提取淡水是海水淡化技術(shù)的一種傳統(tǒng)方法;煤中不含有碳單質(zhì),且煤的干餾是化學(xué)變化。
實(shí)驗(yàn)與探究
答案:(1)蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種 (2)Cl2 NaOH NaClO (3)富集溴元素 (4)Br2+SO2+2H2O===4H++SO2-4+2Br- 強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕 (5)①冷凝管 ②Br2腐蝕橡膠 ③控制溫度計(jì)b的溫度,并收集59 ℃時(shí)的餾分、苌罴t棕色 分液(或蒸餾)
解析:(2)電解NaCl溶液的產(chǎn)物有H2、Cl2、NaOH,若發(fā)生反應(yīng)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,則產(chǎn)物為H2和NaClO。
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