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第四节　海水中的元素
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1．了解海水中的一些重要化学元素，了解海水综合开发利用的意义和方法。
2．以海水综合利用为例，了解化工生产中遵循的“绿色化学”重要思想。
一、海水中的化学元素
1．海水是化学元素宝库
除氢、氧元素以外，其中每升海水中含量大于1 mg的元素称为海水中的________元素，占海水所溶解物质总量的99.9%；
每升海水中含量低于1 mg的元素称为海水中的__________。
2．海水中的微量元素的重要用途
锂：________________________等；碘：______等；铀：________等。
3．氯碱工业
(1)原料：饱和食盐水。
(2)原理：电解饱和食盐水，化学方程式为：
________________________________________________________________________
即时训练1海水中的11种常量元素有：________________________；微量元素有__________等。
二、镁和海水提镁
1．分别取一段除去氧化膜的镁条：
(1)点燃后插入充满CO2的集气瓶中。现象：燃着的镁条在CO2中继续燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，在集气瓶的内壁有黑色固体附着。化学方程式：___________________
________________________________________________________________________。
(2)投入滴有酚酞的水中，现象：有气泡产生，滴有酚酞的水溶液变______(但比钠与水反应慢得多)。化学方程式：__________________________。
2．在下列方框中填入合适物质的化学式，完成工业上用海水提镁的工艺流程，并写出a、b、c三个步骤的化学方程式：
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________；
c．________________________________________________________________________。
特别提示：从海水中提取镁的工厂就设在海边，需要的碱取自海边丰富的贝壳(含CaCO3)，CaCO3分解后生成的CaO再与水反应即得碱Ca(OH)2。电解MgCl2时产生的Cl2又可作为制盐酸的原料，制得的盐酸再跟Mg(OH)2反应制取MgCl2又进入循环，提高了综合经济效益。
即时训练2下表是氧化镁和氯化镁的熔沸点数据：
物质 氧化镁 氯化镁
熔点/ ℃ 2 852 714
沸点/℃ 3 600 1 412
请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是(　　)。
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液→MgCl2(熔融)Mg
三、溴和海水提溴
1．溴和碘
(1)海水中的溴元素主要以________形式存在，人们把溴元素称为________。溴单质具有很强的腐蚀性，取用时应戴橡皮手套。
(2)氯、溴、碘三种元素在元素周期表中排在同一纵列里，都属于______族元素，简称卤素。它们在原子结构和元素性质方面具有一定的相似性，化学上放在一起研究。
(3)溴单质和碘单质不易溶于水，易溶于__________。
2．海水提溴
(1)原料：苦卤(晒盐后的母液)和Cl2。
(2)反应原理：
________________________________________________________________________。
(3)工艺流程：
3．实验室中保存少量液溴的方法是__________，因为它易挥发。保存液溴的试剂瓶中可看到三层，每层的颜色和物质是：__________________________________________________。因液溴对橡胶有腐蚀作用，故盛液溴的试剂瓶________(填“能”或“不能”)用橡胶塞。
特别提示：Br2、I2单质在水中的溶解度不大，但易溶于有机溶剂。因此可用苯、四氯化碳等有机溶剂，将Br2、I2从其水溶液中萃取出来。
即时训练3目前，从海水中提取的溴约占世界溴产量的1/3。常用的一种海水提取溴的技术叫做吹出法，操作如下：(1)氯化：在浓缩的海水中通入氯气，置换出海水中的溴离子，使之成为溴单质，相关的离子方程式为____________________________，其中的氧化剂是______，氧化产物是______。
(2)吹出：在上述反应后的溶液中吹入水蒸气，则生成的溴单质从溶液中逸出，说明溴单质具有______性，在水中的溶解度______。
(3)吸收：吹出的溴单质进入有二氧化硫的吸收塔，使水蒸气、溴蒸气与二氧化硫反应生成硫酸与氢溴酸，从而达到溴富集的目的，再用氯气将氢溴酸氧化，即得到产品溴。请写出相关反应的化学方程式：__________________________________________________。
四、卤素离子的检验
1．HNO3—AgNO3溶液法
(1)检验方法
未知液
(2)反应原理
反应①__________________________(白色)
反应②__________________________(浅黄色)
反应③__________________________(黄色)
2．氯水—CCl4溶液法(萃取法)
(1)检验方法
未知液混合液分层
有机层
3．氧化—淀粉法检验I－
未知液________溶液，表示有I－
4．Cl－的检验
原理：根据Cl－与Ag＋反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl－存在。
方法：先加硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液(排除CO、SO干扰)，再滴加AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，则说明有Cl－存在。
特别提示：①碘的氧化性较弱，遇变价金属得低价化合物。如碘与铁反应生成FeI2。
②氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX；HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸。
③氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O===HX＋HXO，但反应程度依次减弱。
④AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物。二者见光都易分解。
⑤卤素离子的检验：在含有Cl－、Br－、I－的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀，若再加入稀硝酸，沉淀不溶解(AgF能溶于水)。
即时训练4(1)鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(　　)。
①碘水、淀粉溶液　②氯水、CCl4　③溴水、苯　④硝酸、AgNO3溶液　⑤氯水、苯　⑥FeCl3溶液、CCl4
A．①②④ B．②③⑥ C．②④⑤ D．④⑤⑥
(2)已知IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O在常温下很易发生，如何检验食盐是否加碘？
一、镁及海水提镁
1．镁是一种硬度较小的具有金属光泽的银白色金属，露置于空气中极易被氧化。
2．镁的性质
(1)物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。
(2)化学性质
①与非金属单质反应
2Mg＋O22MgO　3Mg＋N2Mg3N2　Mg＋Cl2MgCl2
②与酸反应
镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：
Mg＋2H2SO4(浓)===MgSO4＋SO2↑＋2H2O
③与某些氧化物反应2Mg＋CO22MgO＋C
特别提示：(1)“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、Ca、Na、Mg等可燃物则是助燃剂。
(2)镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化。
3．海水提镁的方法
(1)海水提镁的3个环节：①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。②Mg2＋的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2溶液。③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。
(2)相关化学(或离子)方程式：
①CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O===Ca(OH)2
②Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
③MgCl2Mg＋Cl2↑
特别提示：由MgCl2溶液制取MgCl2固体时，应在HCl气流中加热、浓缩，目的是为了抑制MgCl2的水解。
【例1】镁的化合物具有广泛用途。请回答有关镁的下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的__________；(填化学式)
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价是________，该化合物水解的化学方程式为__________________________________；
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时的稳定状态)。
下列选项中正确的是________(填序号)。
①MgI2中Mg2＋与I－间的作用力小于MgF2中Mg2＋与F－间的作用力
②Mg与F2的反应是放热反应
③MgBr2与Cl2反应的ΔH＜0
④化合物的热稳定性顺序为MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
⑤MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g)　ΔH＝＋600 kJ· mol－1
二、卤素单质(化合物)及萃取实验
1．单质及溶液的颜色
物理性质 溴单质 碘单质
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性和溶液颜色 水] 可溶；橙黄色 难溶；黄褐色
酒精 易溶；橙红色 易溶；褐色
四氯化碳 易溶；橙红色 易溶；紫红色
2．特性
(1)溴
①溴在常温下为深红棕色液体，是中学阶段唯一的液态非金属单质。
②溴易挥发，有毒，溴蒸气呈红棕色。
特别提示：NO2和溴蒸气都是红棕色气体，外观上非常相似，可使用H2O、CCl4、AgNO3溶液等试剂鉴别(注意：不能用湿润淀粉碘化钾试纸鉴别NO2和溴蒸气，因为NO2和溴蒸气都能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝)。
说明：常用试纸及使用方法：
(1)pH试纸：测定溶液酸碱性的强弱。使用时不可用水湿润。随溶液pH的升高，其颜色逐渐变化为：红、橙、黄、青、蓝、紫。
(2)红色石蕊试纸：遇到碱性溶液或碱性气体时试纸由红色变为蓝色。
(3)蓝色石蕊试纸：遇到酸性溶液或酸性气体时试纸由蓝色变为红色。
(4)酚酞试纸：遇到碱性溶液或碱性气体时试纸变为红色。
(5)品红试纸：遇到SO2气体或Cl2时退色。
(6)淀粉碘化钾试纸：遇到强氧化性(Cl2等)气体或碘水时会变蓝。
(7)醋酸铅试纸：遇到H2S气体时变黑。
注意：除pH试纸外，用其余试纸测气体时均须先用水润湿。
(2)碘
①紫黑色固体，具有金属光泽。
②碘易升华，常利用该性质来分离提纯碘。
③I2遇淀粉显蓝色，可利用该特性来鉴定碘的存在。
④I2与铁加热生成FeI2。
3．保存
(1)溴：实验室中较大量的溴应保存在玻璃塞的棕色细口试剂瓶中，且要用石蜡密封瓶口；少量的溴，可保存在玻璃塞的棕色细口试剂瓶中，再加少量水进行水封，以减少溴的挥发。
(2)碘：单质碘密封保存在棕色广口玻璃瓶中。
4．萃取与分液
(1)萃取
①概念
指利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。
②萃取剂的选择要求
a．与原溶剂互不相溶；
b．溶质在萃取剂中的溶解性远大于在原溶剂中的溶解性；
c．萃取剂与溶质不反应。
(2)分液
①概念：两种互不相溶的液体的分离方法。
②操作要求：在分液漏斗中进行，将下层液体从下端管口放出，上层液体从上口倒出。
(3)实例：用苯或四氯化碳作萃取剂将溴或碘从它们的水溶液中提取出来。
特别提示：溴、碘在水中溶解度不大，但易溶于有机溶剂。
(1)溴是常温下唯一呈液态的非金属，保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发；盛装溴的试剂瓶不能用橡皮塞(腐蚀橡胶)。
(2)碘是紫黑色固体，具有金属光泽，易升华(常用于分离提纯碘)；遇淀粉变蓝(常用来检验碘的存在)，这是碘的特性；碘的氧化性较其他卤素弱，与变价金属铁反应生成FeI2而不是FeI3。
【例2－1】在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现下列现象，正确的结论是(　　)。
A．①加CCl4　②加苯　③加酒精
B．①加酒精　②加CCl4　③加苯
C．①加苯　②加CCl4　③加酒精
D．①加苯　②加酒精　③加CCl4
【例2－2】实验室以含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：
(1)操作Ⅰ使用的试剂是________，所用主要仪器的名称是________。
(2)加入溶液W的目的是______________________________________________________。
用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是__________。酸化溶液Z时，使用的试剂为________。
开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH
Mg2＋ 9.6 11.0
Ca2＋ 12.2 c(OH－)＝1.8 mol·L－1
(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是________。
(4)常温下，H2SO3的电离常数Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－8；H2CO3的电离常数Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3：将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于__________________________________。
设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
仪器自选。
供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。
特别提示：卤族元素
1．卤族元素主要性质的递变性(从F→I)
(1)单质颜色逐渐变深，熔沸点升高，水中溶解性逐渐减小；
(2)元素非金属性减弱，单质氧化性减弱，卤离子还原性增强；
(3)与H2化合，与H2O反应由易到难；
(4)气态氢化物稳定性减弱，还原性增强，水溶液酸性增强；
(5)最高价氧化物的水化物酸性减弱；
(6)前面元素的单质能把后面元素从它们的化合物中置换出来。
2．卤化氢
均为无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，在空气中形成酸雾。
(1)氟化氢(HF)：很稳定，高温极难分解，其水溶液是氢氟酸，弱酸，有剧毒，能腐蚀玻璃。
(2)氯化氢(HCl)：稳定，在1 000 ℃以上少量分解，其水溶液为氢氯酸，俗称盐酸，强酸。
(3)溴化氢(HBr)：较不稳定，加热时少量分解，其水溶液为氢溴酸，酸性比盐酸强，HBr还原性比HCl强，遇浓硫酸被氧化为溴(Br2)单质。
(4)碘化氢(HI)：很不稳定，受热分解，其水溶液为氢碘酸，酸性比氢溴酸强，HI是强还原剂，遇浓硫酸易被氧化为碘单质。
3．卤素及其化合物的主要特性
(1)氟及其化合物的特殊性质
①卤素单质Cl2、Br2、I2与H2化合都需要一定条件，唯独F2在黑暗处就可与H2化合爆炸。
②卤素单质Cl2、Br2、I2与水反应的通式为：X2＋H2O===HX＋HXO(I2与水反应极弱)，但F2与H2O反应却是：2F2＋2H2O===4HF＋O2。
③氟无正价，其他都有正价。
④HF有毒，其水溶液为弱酸，其他氢卤酸为强酸，HF能腐蚀玻璃。
⑤CaF2不溶于水，AgF易溶于水，氟可与某些稀有气体元素形成化合物。
(2)溴的特性
溴在常温下为红棕色液体(唯一的液态非金属单质)，极易挥发产生红棕色有毒的溴蒸气，因而实验室通常将溴密闭保存在阴冷处，并在盛有液溴的试剂瓶内常加适量水。盛装溴的试剂瓶不能用橡皮塞(腐蚀橡胶)。
(3)碘的特性
碘是紫黑色固体，具有金属光泽，易升华(常用于分离提纯碘)，遇淀粉变蓝色(常用来检验碘的存在)，碘的氧化性较其他卤素弱，与变价金属铁反应生成FeI2而不是FeI3。
三、化学与生活、环境、能源的关系
1．常见生活用品的化学组成与性能
(1)84消毒液：有效成分NaClO，非有效成分NaCl。消毒原理是NaClO与水和二氧化碳反应产生的HClO具有较强的氧化性。
(2)漂白粉：有效成分Ca(ClO)2，非有效成分CaCl2。漂白原理是Ca(ClO)2与水和二氧化碳反应产生的HClO具有较强的氧化性，使有色物质被氧化而退色。
(3)净水剂——明矾：原理是其溶于水电离产生的铝离子水解生成Al(OH)3胶体，能吸附水中悬浮物。
(4)补铁剂——硫酸亚铁，可提供人体需要的亚铁离子。
(5)抑酸剂——用于治疗胃酸过多的常用药品成分：氢氧化铝和碳酸氢钠，它们都能与酸性物质反应而降低环境的酸性。
(6)加碘食盐——目前加碘食盐中主要添加的是KIO3。
(7)发酵粉——主要成分是碳酸氢钠，与酸性物质反应能产生二氧化碳气体，因此碳酸氢钠是一种膨松剂，可用于制做馒头和面包。
(8)硫酸铜——因铜离子能使蛋白质变性，因而有毒，可直接用于杀菌消毒或与石灰乳混合制成波尔多液。
(9)人工降雨剂——碘化银(AgI)，分散形成的细微的固体颗粒可引起云层中的水雾凝结成雨或雪；干冰(固体二氧化碳)，升华吸热使周围环境降温而引起云层中的水雾凝结成雨或雪。
2．环境污染及其防治
(1)酸雨的形成及其防治：
①酸雨的形成：酸雨是pH小于5.6的降水(如雨或雪等)。
人类在生产和生活中要燃烧煤炭和石油，生成的二氧化硫和氮氧化物进入大气后，在阳光、水汽、飘尘的作用下发生一系列的化学反应，生成硫酸、硝酸或硫酸盐、硝酸盐的微滴飘浮在空中，如果遇到降雨、降雪便溶入其中，雨或雪就形成酸雨或酸雪。
②酸雨的治理与防治：
a．保守性的治理与防治措施：在易被腐蚀的建筑物、桥梁、工业设备表面加保护层；向酸化的湖泊中抛洒石灰以中和水中的酸性物质；还可以通过改良植物品种，增强其耐酸能力等方式减少酸雨的危害。
b．控制酸性物质的排放：如在蜂窝煤中加入石灰；对燃烧含硫矿物、燃油的锅炉进行改造，对燃烧尾气加以处理；减少SO3的排放量。
c．改变能源结构：开发氢能、风能、太阳能等清洁能源，从根本上解决问题。
(2)光化学烟雾：在阳光之下，氮氧化物与空气中的氧气产生剧烈的化学作用，形成臭氧。臭氧会与另一种空气污染性物质——碳氢化合物发生化学反应，形成光化学烟雾。光化学烟雾，会令能见度降低，损害人类的呼吸道，并且刺激眼睛。
(3)汽车尾气：主要污染物是CO和NO，它们在一定条件下可以转化为无毒的CO2和N2。
(4)空气质量日报：主要包括三种物质的指标含量：SO2、NOx和固体可吸入颗粒物。
3．能源的开发与利用
(1)化石燃料：主要有煤、石油、天然气。它们储量有限，使用过程中产生大量二氧化碳和二氧化硫等物质，污染大气，引起温室效应。
(2)其他能源：水能、太阳能、风能、核能、潮汐能、氢能。
【例3－1】(2012北京理综)下列用品的有效成分及用途对应错误的是(　　)。
【例3－2】下列说法中，正确的是(　　)。
A．发酵粉中主要含有氢氧化钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
B．碘盐中的碘可以直接用淀粉检验
C．碳酸氢钠可以用于治疗胃酸过多
D．碳酸氢钠属于盐类，其水溶液显中性
【例3－3】近年来，我国部分城市的空气质量连续拉响警报，二氧化硫等污染物的浓度有上升的趋势，秸秆焚烧再度成为城市空气急速污染的“元凶”。关于空气污染，下列说法正确的是(　　)。
A．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是空气质量报告中涉及的主要污染物
B．正常雨水的pH等于7
C．二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体
D．秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡
【例3－4】(2012海南化学)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是(　　)。
A．CO2属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
【例3－5】(2012四川理综)下列关于“化学与健康”的说法不正确的是(　　)。
A．服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害
B．食用一定量的油脂能促进人体对某些维生素的吸收
C．“血液透析”利用了胶体的性质
D．光化学烟雾不会引起呼吸道疾病
【例3－6】(2012天津理综)根据下列物质的化学性质，判断其应用错误的是(　　)。
A．酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒
B．CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂
C．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂
D．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
实验探究氯、溴、碘单质氧化性的强弱
实验项目 实验操作 实验现象 实验结论
氯置换溴 将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中 溶液由无色变为橙黄色 氯可以置换出溴Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
氯置换碘 将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 氯可以置换碘Cl2＋2KI===2NaCl＋I2
溴置换碘 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 溴可以置换碘Br2＋2KI===2NaBr＋I2
结论 氯、溴、碘的氧化性：Cl2＞Br2＞I2；还原性：Cl－＜Br－＜I－
【实验典例】
某化学兴趣小组在探究卤素单质的氧化性的实验中发现，在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。原因是什么？Br2能否氧化Fe2＋，Fe3＋与Br2谁的氧化性更强？
(1)甲同学认为：Br2不能氧化Fe2＋，Fe3＋的氧化性大于Br2，产生上述现象的原因不是因化学反应所致，溶液呈黄色是含________(填化学式，下同)所致。
(2)乙同学认为：Br2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋的氧化性小于Br2，产生上述现象的原因是因化学反应所致，则溶液呈黄色是含________所致。
(3)丙同学为验证乙同学的观点，选择下列试剂，设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学观点是正确的。供选用的试剂：a．酚酞试剂；b．CCl4；c．无水酒精；d．KSCN溶液。请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。(试剂填序号)
选用试剂 实验现象
方案1
方案2
(4)氧化性：Br2＞Fe3＋。故在FeCl2中滴入1～2滴溴水，溶液呈黄色。发生反应的离子方程式是____________。
(5)根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是________。在100 mL FeBr2溶液中通入2.24 L Cl2(标准状况)，溶液中有1/2的Br－被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液的物质的量浓度是________。
1．(2012上海理综)下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。
已知：2KMnO4＋16HCl===2KCl＋5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是(　　)。
选项 实验现象 解释或结论
A a处变蓝，b处变红棕色 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
B c处先变红，后退色 氯气与水生成了酸性物质
C d处立即退色 氯气与水生成了漂白性物质
D e处变红色 还原性：Fe2＋＞Cl－
2．下列说法正确的是(　　)。
A．取少量溶液X，向其中加入适量新制的氯水，再加几滴KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中一定含有Fe2＋
B．饱和氯水中Cl－、NO、Na＋、SO能大量共存
C．1 mol Cl2与足量的铁反应，转移的电子数为3NA
D．氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在纯水中的溶解度
3．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(　　)。
A．从海水中可以得到NaCl，电解熔融NaCl可制备Cl2
B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化
C．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质
D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能
4．食用加碘食盐可以提高国民身体素质和智力素质。下列关于加碘食盐的说法中正确的是(　　)。
A．加碘食盐中的碘可能是碘化钾和碘酸钾的混合物
B．食盐中的碘可以用淀粉检验其是否存在
C．加碘食盐在空气中久置，碘的含量会降低
D．加碘食盐最好在刚放入菜的时候加入，这样可以使碘元素渗透到菜中，便于吸收
5．溴是海水中重要的非金属元素。地球上90%的溴元素以Br－的形式存在于海水中，所以人们称溴为“海洋元素”。下列有关说法中正确的是(　　)。
A．从海水中提取溴时，不涉及氧化还原反应
B．苯与溴水反应生成溴苯
C．可以用CCl4萃取溴水中的溴
D．向FeBr2溶液中通入Cl2时，一定会发生如下反应：
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
6．某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)。
A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探究Mg的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
7．(2012湖南质检)用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中，当滴到最后一滴时红色突然退去，试回答下列问题：
(1)实验室保存饱和氯水的方法是______________________________。
(2)产生上述现象的原因可能有两种(用简要文字说明)
①是由于___________________________________________________________________；
②是由于___________________________________________________________________。
简述怎样用实验证明红色退去的原因是①或者是②：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗涤、过滤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥；④电解得到产物。
(1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是________(填序号)。
A．分解反应 B．化合反应
C．置换反应 D．复分解反应
(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是________(填序号)。
A．此法的优点之一是原料来自大海
B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2
C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁
D．电解冶炼镁要消耗大量电能
参考答案
基础梳理整合
一、1．常量　微量元素
2．热核反应中的重要原料　制药　核燃料
3．(2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
即时训练1　答案：Cl、Na、K、Mg、Ca、S、C、F、B、Br、Sr　Li、I、U
二、1．(1)CO2＋2Mg2MgO＋C
(2)红　Mg＋2H2O===H2↑＋Mg(OH)2
2．a．MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓
b．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
c．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
即时训练2　D
三、1．(1)Br－　海洋元素　(2)ⅦA　(3)有机溶剂
2．(2)2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
3．加水液封　上层为棕色溴蒸气、中间为橙色溴水、下层为深红棕色液溴　不能
即时训练3　答案：(1)Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　Cl2　Br2
(2)挥发　小　
(3)2H2O＋Br2＋SO2===H2SO4＋2HBr、Cl2＋2HBr===2HCl＋Br2
四、1．(2)Cl－＋Ag＋===AgCl↓　Br－＋Ag＋===AgBr↓　I－＋Ag＋===AgI↓
2．(1)Br－　I－
3．蓝色
即时训练4　答案：(1)C
(2)食盐选用稀盐酸酸化再加入KI淀粉若溶液变蓝，则为加碘盐；若溶液未变蓝，则为无碘盐。
核心归纳突破
【例1】答案：(1)MgO　Mg3N2和C
(2)＋2　2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋Mg(OH)2↓＋MgCl2
(3)①②③⑤
解析：(1)Mg在空气中燃烧时，Mg与O2、CO2、N2均发生反应，生成白色MgO固体，以及Mg3N2和C。
(2)CH3MgCl中Cl元素为－1价，Mg元素为＋2价，发生水解反应的化学方程式为
2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋Mg(OH)2↓＋MgCl2。
(3)①MgI2和MgF2均为离子晶体，F－的半径小于I－，则MgF2中Mg2＋与F－间的作用力更强；②由能量变化图可知，Mg与F2具有的总能量高于MgF2具有的总能量，则Mg与F2的反应为放热反应；③由题给信息可知：Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)　ΔH＝－641.3 kJ· mol－1，
Mg(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)　ΔH＝－524 kJ·mol－1，
根据盖斯定律由第一个方程式减去第二个方程式可得：
MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)　ΔH＝(－641.3 kJ·mol－1)－(－524 kJ·mol－1)＝－117.3 kJ·mol－1；④离子半径大小关系为I－＞Br－＞Cl－＞F－，则化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2；⑤由能量变化图可知：Mg(s)＋F2(g)===MgF2(s)　ΔH＝－1 124 kJ· mol－1，
Mg(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)　ΔH＝－524 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由第二个方程式减去第一个方程式可得：
MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g)　ΔH＝(－524 kJ·mol－1)－(－1 124 kJ·mol－1)＝＋600 kJ·mol－1。
【例2－1】C　解析：ρ(苯)＜ρ(水)，ρ(CCl4)＞ρ(水)；酒精和水混溶；Br2在水中的溶解度比在有机溶剂中的溶解度小得多；苯和CCl4萃取了溴水中的溴并和水分层，而酒精不能从溴水中萃取Br2。
【例2－2】答案：(1)四氯化碳　分液漏斗
(2)除去溶液中的SO　11.0≤pH＜12.2　盐酸
(3)bd　
(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等　三种参考方案如下：
方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3
方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不退色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3
方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不退色，证明H2SO3酸性强于H2CO3
解析：(1)由题意知操作Ⅰ为分液，而含溴的溶液从下层分离，所用萃取剂密度比水大，应为CCl4，分液的主要仪器为分液漏斗。
(2)加入W的目的是除去SO；用调节pH的方法除去Mg2＋，应使Mg2＋沉淀完全。故pH的最大范围为11.0～12.2；酸化溶液时为不引入杂质，应选盐酸。
(3)CO2的制备应选用固液不加热，且收集方法应用向上排空气法，故b、d均可。
(4)要用测pH的方法比较酸性强弱，使该实验中SO2和CO2均饱和，而SO2的溶解度远大于CO2，故c(H2SO3)＞c(H2CO3)，H2SO3溶液的pH小，不能说明其酸性强。要验证酸性：H2SO3＞H2CO3，可有多种方案：
方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不退色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不退色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。
【例3－1】B　解析：食盐的有效成分为NaCl，可用做生活中的调味品，A项正确；小苏打的有效成分为NaHCO3，可用于发酵粉，B项错误；复方氢氧化铝片的有效成分为Al(OH)3，利用其弱碱性可用做抗酸药，C项正确；漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，利用其强氧化性可做消毒剂，D项正确。
【例3－2】C　解析：发酵粉中主要含有NaHCO3，A项错误；碘盐中碘以KIO3形式存在，B项错误；NaHCO3(aq)显碱性，D项错误。
【例3－3】C　解析：A项空气污染报告中不会涉及CO和CO2；B项正常雨水的pH因溶有CO2而小于7，但大于5.6；D项显然错误。
【例3－4】D　解析：CO2是大气的组成成分，不属于大气污染物，A选项错；酸雨是指pH小于5.6的雨水，B选项错；CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，C选项错；CO2是温室气体，其含量的增加会导致温室效应加剧，故D选项正确。
【例3－5】D　解析：铬属重金属元素，会危害身体健康，A项正确；油脂还能溶解一些脂溶性维生素，因此食用一定量的油脂能促进人体对脂溶性维生素的吸收，B项正确；血液透析是利用半透膜原理，通过扩散、对流将体内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质移出体外，达到净化血液的目的，C项正确；光化学烟雾包括NOx，易引发呼吸道疾病，D项错误。
【例3－6】C　解析：A．使蛋白质变性的化学因素有强酸、强碱、重金属盐、乙醇、丙酮等，正确。B．CaO＋SO2===CaSO3可减少工业废气中二氧化硫的排放，正确。C．明矾水解产生的胶体粒子Al(OH)3作净水剂，吸附水中的杂质，没有漂白作用，错误。D．镧镍合金可作储氢材料，正确。
实验探究拓展
实验典例
答案：(1)Br2　(2)Fe3＋
(3)
方案1 b CCl4层无色
方案2 d 溶液变红色
(4)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－　(5)Fe2＋　1 mol·L－1
解析：(1)(2)若氧化性Fe3＋＞Br2，则溶液呈黄色的必为Br2，相反，则必为Fe3＋。(3)若证明溶液是Br2或Fe3＋所为a．可加CCl4振荡静置，CCl4层若为无色，可证明乙正确。b．可向其中加KSCN溶液，若出现红色溶液，则也可证明乙正确。(4)因氧化性Br2＞Fe3＋，故加入溴水，可发生2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。(5)中反应的离子方程式为2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－，则n(FeBr2)＝0.1 mol，c(FeBr2)＝1 mol·L－1。
演练巩固提升
1．D　解析：本题通过元素化合物知识，考查考生实验能力和对实验现象的分析、推断能力。a处变蓝、b处变红棕色，说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2，可证明氧化性：Cl2＞I2、Cl2＞Br2，无法证明I2与Br2之间氧化性的强弱，A项错误；c处先变红，说明氯气与水生成酸性物质，后退色，则证明氯气与水生成具有漂白性物质，B项错误；d处立即退色，也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH，C项错误；d处变红说明Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，证明还原性：Fe2＋＞Cl－，D项正确。
2．D　解析：A项，无法排除Fe3＋的存在；B项，Cl2氧化SO；C项，转移的电子数为2NA；D项，由Cl－的浓度越大，Cl2与H2O反应的程度越小，溶解度越小。
3．A　解析：B项中主要发生了物理变化，未发生化学变化；C项中海水中钾元素以K＋形式存在，要得到钾单质必须经过化学变化；D项中是将潮汐能转化成电能。
4．C　解析：碘化钾和碘酸钾在酸性条件下因发生氧化还原反应而失效；食盐中的碘不是游离态，不能用淀粉检验；在空气中久置、炒菜的温度过高，都会使碘损失。
5．C　解析：A项中将Br－转化成Br2，肯定涉及氧化还原反应；B项中苯与液溴反应可生成溴苯；D项中，若通入Cl2较少，只可能发生2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
6．B　解析：A项中稀释浓硫酸应将浓硫酸慢慢注入水中且用玻璃棒搅拌，以免液体飞溅伤人，操作错误；B项正确；C项中过滤时应将浊液沿玻璃棒注入漏斗中；D项中表面皿不能用于加热蒸干溶液，而且MgCl2溶液加热蒸干后得到的应该是MgO，故操作错误。
7．答案：(1)在棕色试剂瓶中置于阴凉处密封保存
(2)①氯水与NaOH反应生成两种盐，碱性减弱　②氯水过量后HClO的漂白性将酚酞氧化变成无色　向退色后的溶液中再滴加足量NaOH溶液，若不再出现红色，应为原因②，若再出现红色，应为原因①
解析：能使变红的酚酞退色的原因是溶液碱性减弱(中和OH－)或过量氯水中的HClO将变红的酚酞漂白，若要设计实验证明退色的可能原因，最简便的方法就是在退色后溶液中再滴加NaOH溶液，若不再出现红色，说明是HClO漂白作用的结果；若再出现红色，说明是氯水与NaOH反应，碱性减弱的结果。
8．答案：(1)C　(2)C
解析：(1)根据镁的提取过程：
CaCO3CaOCa(OH)2Mg(OH)2↓MgCl2Mg，可知未涉及置换反应。
(2)由于MgO的熔点高，不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg。
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