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第三单元 海洋化学资源的综合利用
第1课时 粗盐提纯 从海水中提取溴
01 初步了解海洋化学资源，了解物质提
纯和分离的方法
contents
目录
02 学会粗盐提纯的具体步骤和操作方法
03 学会海水提溴的原理及其应用
情境引入
浩瀚的海洋是一个巨大的宝库，海水是一种取之不尽的资源。海水中含有80多种元素，地球上绝大部分的溴、碘元素都存在于海洋中，镁的含量也很大。
随着科学技术的不断发展，除了海水之外，人们还在不断开发和利用海洋植物以及海底资源，以满足生产、生活和科学研究的需要。
蓝色星球
情境引入
元素 浓度（mg·L-1） 元素 浓度（mg·L-1） 元素 浓度（mg·L-1）
锂Li 0.17 钴Co 0.0005 碘I 0.06
硼B 4.6 镍Ni 0.002 铯Cs 0.0005
钠Na 10770 溴Br 67 钡Ba 0.03
镁Mg 1290 铷Rb 0.12 金Au 0.000004
硫S 885 锶Sr 8 汞Hg 0.00003
氯Cl 19350 钼Mo 0.01 铀U 0.003
钾K 380 银Ag 0.00004
钙Ca 400 镉Cd 0.00011
海水中主要元素的含量
海水密度 （g·mL-1) CaSO4 NaCl MgCl2 MgSO4 NaBr
1.13 0.56
1.20 0.91
1.21 0.05 3.26 0.004 0.008
1.22 0.015 9.65 0.01 0.04
1.26 0.01 2.64 0.02 0.02 0.04
1.31 1.40 0.54 0.03 0.06
海水在浓缩过程中析出盐的种类和质量
如何对粗盐进一步提纯呢？
情境引入
一、粗盐提纯
实验探究
设计实验方案除去粗盐中易溶于水（如CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和难溶于水的杂质。
1.除杂的基本原则是什么？
2.用什么试剂除去Ca2+？原理是什么？
3.用什么试剂除去Mg2+？原理是什么？
4.用什么试剂除去？原理是什么？
5.实验过程怎样？
粗盐
精制食盐
思考
一、粗盐提纯
新知学习
1. 除杂原则
(1) 不可引进新的杂质
(2) 尽量减少被精制物的损失
(3) 实验方案简单合理
Ca2+
Mg2+
OH-
Ba2+
Na2CO3溶液
NaOH溶液
BaCl2溶液
？
？
一、粗盐提纯
新知学习
2. 原理与过程
Na2SO4 + BaCl2 === BaSO4↓ + 2NaCl
除杂试剂要稍过量才能保证除净，那么怎样除去过量的除杂试剂呢？
Na2CO3、NaOH、 BaCl2
盐酸
(1) 除杂试剂
(2) 原理
CaCl2 + Na2CO3 === CaCO3↓ + 2NaCl
MgCl2 + 2NaOH === Mg(OH)2↓ + 2NaCl
2HCl + Na2CO3 === 2NaCl+CO2↑+H2O
HCl + NaOH === NaCl+H2O
思考
一、粗盐提纯
新知学习
3. 过程
BaCl2 → Na2CO3 → NaOH →过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
NaOH → BaCl2 →Na2CO3 →过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
BaCl2 → NaOH → Na2CO3→过滤 → 加盐酸 → 蒸发结晶
加入的除杂试剂的顺序有什么特点？为什么？
过程1
过程2
过程3
(1)最后加入盐酸，与过量的Na2CO3、NaOH反应，调节溶液的酸碱性
(2) Na2CO3加在BaCl2的后面，可除掉过量的Ba2+
思考
一、粗盐提纯
新知学习
一、粗盐提纯
新知理解
1. 粗盐溶液过滤，除去泥沙后的滤液中，含有可溶性的氯化钙、氯化镁、硫酸钠等杂质，通过如下几个实验步骤，可将上述杂质除去：
①加入稍过量的碳酸钠溶液；②加入稍过量的氢氧化钠溶液；③加入稍过量的氯化钡溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤过滤。正确的操作顺序是(　　 )
A
A． ③②①⑤④ B． ①②③⑤④
C． ②③①④⑤ D． ③⑤②①④
【解析】①首先除去镁离子(过量氢氧化钠溶液)，其次除去硫酸根离子(过量氯化钡溶液)，再除去钙离子和钡离子(过量碳酸钠溶液)，最后除去碳酸根离子和氢氧根离子(适量盐酸)。②过滤操作应在加入盐酸之前、加入碳酸钠溶液之后进行。③先除去硫酸根离子，再除去镁离子也可。
一、粗盐提纯
新知理解
(1)操作①中必须用到的一种仪器是________(填序号)。
A．研钵 B．量筒 C．烧杯 D．试管
(2)操作⑤中除用到铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳外，还需要用到的仪器是________。
2. 氯化钠是生活必需品，也是重要的化工原料。提纯少量含泥沙的粗盐，一般经过以下操作流程：
A
蒸发皿
大颗粒粗盐
较细粗盐
①
②称量
③加水搅拌
悬浊液
④
泥沙
……
“精盐”
滤液
⑥称量
⑤
一、粗盐提纯
新知理解
(3)实验结束后称量获得的“精盐”，并计算“精盐”的制得率，发现制得率较低，其可能原因是________(填序号)。
A．粗盐没有全部溶解即过滤
B．蒸发时液滴飞溅剧烈
C．蒸发后所得“精盐”很潮湿
D．蒸发皿上粘有的“精盐”没有全部转移到称量纸上
2. 氯化钠是生活必需品，也是重要的化工原料。提纯少量含泥沙的粗盐，一般经过以下操作流程：
ABD
大颗粒粗盐
较细粗盐
①
②称量
③加水搅拌
悬浊液
④
泥沙
……
“精盐”
滤液
⑥称量
⑤
一、粗盐提纯
新知学习
提供的试剂：碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、饱和氯化钠溶液。
①从提供的试剂中选出a所代表的试剂是____________、________________。
②在滤液中加盐酸的作用是：____________________________________、____________________________________(用化学方程式表示)。
(4)小明查阅相关资料得知：粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外，还含有少量的MgCl2、CaCl2等可溶性杂质。为了得到较纯净的氯化钠，小明将上述流程图中操作⑤得到的“精盐”又作了如下处理(假定杂质只有MgCl2、CaCl2两种)。
NaOH溶液
Na2CO3溶液
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O　
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O
“精盐”
溶液Ⅰ
加热溶解
蒸发
结晶
过滤
沉淀
NaCl
晶体
滤液
烘干
洗涤
调pH
溶液Ⅱ
水
a
盐酸
二、从海水中提取溴
初识新知
液溴
深红棕色、密度比水大，液态，易挥发
1. 物理性质
2. 应用
镇定剂
汽油添加剂
杀虫剂
阻燃剂
二、从海水中提取溴
初识新知
(2) 每1 kg 海水中只有67 mg溴，海水中溴的浓度比较低，如何处理？
(1) 溴元素在海水中以－1价离子的形式存在，将溴离子转变为溴单质需加什么物质？选择哪种合适的方法？
思考
液溴
深红棕色、密度比水大，液态，易挥发
1. 物理性质
2. 应用
二、从海水中提取溴
初识新知
3. 提取溴的原理
2Br - + Cl2 === Br2 + 2Cl-
(1) 溴元素的氧化
(2) 溴单质的富集
液溴
深红棕色、密度比水大，液态，易挥发
1. 物理性质
2. 应用
二、从海水中提取溴
新知学习
海洋元素
溴
二、从海水中提取溴
新知学习
③热空气吹出
①硫酸酸化
②氯气氧化
④SO2
吸收
⑤氯气氧化
⑥热空气吹出
4.工艺流程
⑦冷凝分离
提取粗盐
海水
苦卤
含Br2的海水
含Br2的空气
吸收液
溴水混合物
Br2蒸气
液溴
用硫酸酸化以抑制氯、溴与水的反应
2Br- + Cl2 == Br2 + 2Cl-
Br2 + SO2 + H2O==2Br- + + 4H+
浓缩、富集溴的过程
二、从海水中提取溴
深度思考
（1）得到的单质溴仍然溶解在海水中，如何将溴从海水中提取出来呢
（2）为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化“
（3）含溴的空气通入吸收液与SO2反应的原理是什么？
（4）观察液溴的颜色，怎样保存液溴？
二、从海水中提取溴
拓展提升
加入Na2CO3溶液，发生的化学方程式为：
3Br2+3Na2CO3 === 5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，然后再进行酸化，发生离子反应： + 5Br -+6H+ === 3Br2+3H2O，重新获得Br2。
富集溴的方法
通入SO2气体富集，发生的反应方程式为：
Br2+SO2+2H2O === 2HBr+H2SO4，然后加入氧化剂氧化Br -重新获得Br2。
变 色 玻 璃
学以致用
涉及的化学方程式有哪些？
思考
变色玻璃中通常会加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒。当强光照射到玻璃上，溴化银分解为银和溴单质，分解出的银原子聚集成银的微小晶粒，使玻璃呈现暗棕色，能挡住大部分光线；当光线变暗，银和溴在氧化铜的催化作用下，重新生成溴化银，于是玻璃的颜色自动变浅，透光性增强。
CuO
2Ag+Br2 === 2AgBr
强光
2AgBr === 2Ag+Br2
知能培养
1. 海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、食盐和溴的过程如右：
(1)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为_______________________________。在该反应中，氧化剂是_____(填化学式)；若反应中生成2 mol HBr，则消耗___mol SO2。
Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr
Br2
1
知能培养
1. 海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、食盐和溴的过程如右：
(2)根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是____________。
(3)写出步骤Ⅲ的化学方程式：_______________________。
Cl2>Br2>SO2
2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl
知能培养
下列说法中，不正确的是( )
A ．实验室保存溴通常加少量水
B ．海水提溴发生的反应均为氧化还原反应
C ．经过吸收塔后，溴元素得到了富集
D ．蒸馏塔中只发生了物理变化
2. “空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图：
D
素养提升
3. 某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：
素养提升
请你参与分析讨论：
(1)图中仪器B的名称：___________。
(2)整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，原因为_____________
(3)实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件：___________________________________________。
(4)C中液体产物的颜色为___________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是______________。
冷凝管
溴腐蚀橡胶
控制温度计b的温度，并收集59 ℃时的馏分　
深红棕色
分液(或蒸馏)
素养提升
4. 为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某同学设计了如下实验方案：
(1)操作①为____________ 。
加水溶解
素养提升
(2)操作②～④加入的试剂依次为__________________________________
____________________________________________________。
(3)判断已除尽的方法是______________________________________
_________________________________。
Ba(NO3)2、K2CO3、KOH
或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3
静置，取上层澄清溶液，加入少量Ba(NO3)2
(4)实验过程中多次产生的沉淀_______(填“需要”或“不需要”)多次过滤，理由是____________________________________________________________。
不需要
几个沉淀反应互不干扰，因此最后只过滤一次即可，可减少操作程序
溶液，若不变浑浊，表明已除尽
(5)该同学的实验设计方案是否严密？____(填“是”或“否”)；请说明理由：___________________________________________。
否
加入盐酸调节溶液pH会引入Cl－，应加入稀硝酸
对比归纳
海 水 提 溴
反应原理
主要步骤
2Br - + Cl2 === Br2 + 2Cl-
精制
通入氯气
母液
粗溴
溴单质
富集
主要杂质
主要操作
所加试剂
Ca2+
Mg2+
Na2CO3溶液
NaOH溶液
BaCl2溶液
过滤
粗 盐 提 纯
本节内容结束

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