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第三单元　海洋化学资源的综合利用
1. 了解粗盐提纯的原理与实验操作。
2. 以粗盐的提纯、蒸馏水的制取、用四氯化碳萃取溴水中的溴（或碘水中的碘）等实验为例，理解物质分离和提纯的原理。
3. 了解从海水中提取溴的原理。
4. 了解镁在生活中的用途，初步认识海水提取镁的原理与过程。初步掌握镁的化学性质、物理性质。
5. 了解从海带中提取碘的过程。
1. 粗盐中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4 等杂质，请你设计一个采用物理方法除去粗盐中泥沙的实验方案，并完成实验。
(1) 简要描述该实验方案，并指出所需要的实验用品。
(2) 写出检验所得食盐中含有杂质离子的实验方法。
2. 设计一个采用化学方法提纯粗盐的实验方案，注意加入除杂试剂的顺序与相对用量，且不能引入新的杂质。
海水提溴技术有水蒸气蒸馏法、空气吹出法、溶剂萃取法、沉淀法、吸附法等，其中空气吹出法和水蒸气蒸馏法为国内外所普遍采用。
空气吹出法包括：酸化、氧化、吹出、吸收、蒸馏5个步骤。酸化是往海水中加入硫酸或盐酸，使氧化反应在酸性条件下反应完全，同时减少溴的溶解；氧化是向酸化后的浓缩海水中通入氯气，使溴离子转变成溴分子；吹出是通过空气吹出海水中的易挥发性溴，成为溴、空气混合气；然后进入吸收塔使溴与吸收液接触并吸收；吸收液可为碱溶液或二氧化硫的水溶液，使溴转化为溴离子，然后再设法将溴离子转化成溴单质；最后在蒸馏塔将吸收液中的溴从水溶液中蒸出而得产品。
方法如下：
①将蒸馏（制淡水）后浓缩的海水用硫酸进行酸化；
②向酸化的海水中通入足量氯气，使溴离子转化为溴单质，化学方程式为2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl；
③向上述溶液中通入空气和水蒸气，将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的吸收塔内转化成氢溴酸，化学方程式为Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4；
④向吸收塔内通入适量的氯气，化学方程式为2HBr＋Cl2===2HCl＋Br2；
⑤用四氯化碳萃取吸收塔中的溴单质。
空气吹出法不但适用于海水，对其他含溴量低的卤水、地下卤水等都普遍适用，在目前工业生产技术中占主导地位。其他制溴方法， 如阴离子交换树脂吸附法、溶剂萃取法、气态膜法等仍在研究之中。
海水提溴的过程：提取NaCl后的浓缩卤水中，通入过量Cl2反应后，用空气吹出溴蒸气，用热碱液吸收后，再加入H2SO4酸化，经蒸馏可得液溴。
(1) 浓缩卤水中通入Cl2的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(2) 用空气吹出Br2并用热碱液吸收过程中反应的离子方程式为___________
_________________________________。
(3) 用H2SO4酸化的原理是__________________________________________
______________________________________________________________________。
从海水中提取镁的步骤是将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，将得到的溶液蒸发、结晶，可获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)。石灰乳可利用海边大量存在的贝壳煅烧成石灰制得。
1. 观察流程图，沉淀池、中和池、电解池中分别发生什么反应？
2. 工业“从海水中提取镁”的流程图如下图所示。
请根据图示回答以下问题。
(1) 过滤操作需要的玻璃仪器有漏斗、　　　　、玻璃棒。
(2) 滤液b中含有H2O、　　　　　　　　（至少填两种物质的化学式）等物质。
(3) 流程图中操作c的名称为　　　　。
(4) 写出反应a的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　。
3. 探究镁的化学性质。
(1) 写出镁与下列物质发生反应的化学方程式。
① 常温下与O2反应生成氧化镁，点燃可剧烈燃烧，发出　　　　　　：___________________。
② 与其他非金属(Cl2、S、N2)反应：___________________________________。
③ 与H2O的反应：_________________________________________________。　　　　　　　　
④ 与CO2反应：____________________________________________________。　　　　　　　　
⑤ 与稀硫酸、稀盐酸反应：___________________________________________。
(2) 结合镁的化学性质、物理性质，分析镁有哪些用途？分别利用镁的哪些性质？
【实验原理】
利用氧化剂把碘离子氧化成碘单质，再用淀粉检验：2KI＋Cl2===I2＋2KCl，淀粉遇到I2变蓝。
【实验步骤】
①称取5 g干海带，用刷子把海带表面的附着物刷净（不要用水洗），用酒精润湿后，放在坩埚中。不用水洗是为了防止海带中的碘化物溶于水而损失，用酒精润湿是为了让海带充分燃烧。
②把坩埚置于泥三角上，用酒精灯加热灼烧海带至成灰，停止加热，自然冷却。
③将海带灰转移到小烧杯中，加入20 mL蒸馏水，搅拌，煮沸2～3 min，使可溶物溶解，冷却，海带灰煮沸时碘离子进入溶液。
④过滤，收集滤液，弃去滤渣，得到碘离子溶液。
⑤向滤液中滴入1 mL氯水，振荡，溶液由无色变为棕黄色。
⑥将氧化后溶液转移到分液漏斗中，向其中加入2 mL CCl4，振荡，静置，有色层在下层，碘单质在有机溶剂中的溶解度比在水中大。
【讨论交流】
1. 灼烧的作用是什么？
2. 在第⑤步中如何检验是否有碘单质生成？氯水可否由其他试剂代替？
1. 中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是(　　)
A. 蒸馏 B. 蒸发 C. 过滤 D. 搅拌
2. 下列关于海水资源综合利用的说法正确的是(　　)
A. 海水蒸发制海盐的过程只发生化学变化
B. 只通过物理变化即可从海水中提取溴单质
C. 海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等
D. 提取海水中的Mg，在沉淀MgCl2 过程中，从经济角度考虑可选用NaOH溶液
3. 下列除去粗盐中可溶性杂质（主要杂质为Ca2+、Mg2+、SO）的试剂加入顺序的方案中，正确的是(　　)
A. BaCl2、NaOH、盐酸、Na2CO3 B. Na2CO3、NaOH、BaCl2、盐酸
C. NaOH、BaCl2、Na2CO3、盐酸 D. BaCl2、Na2CO3、盐酸、NaOH
4. [2025镇江期末]“吹出法”提溴的转化流程如下：
已知：Br2与Na2CO3溶液反应有Br－和BrO生成。下列说法正确的是(　　)
A. “氧化”时，每获得1 mol Br2，需要消耗Cl2的体积为22.4 L
B. 步骤②③④的目的是富集溴元素
C. “吸收”过程中，每吸收3 mol Br2，转移电子数目约为6×6.02×1023
D. “酸化”时反应的离子方程式为5Br－＋BrO＋3H2O===3Br2＋6OH－
5. 某学习小组按如下实验过程证明了海带中存在碘元素。
下列说法不正确的是(　　)
A. 步骤①需要将干海带放入蒸发皿中灼烧
B. 步骤②中发生反应的离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O
C. 步骤③操作后，观察到试管中的溶液变为蓝色，则可说明海带中含有碘元素
D. 若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气，则步骤③操作后，试管中的溶液也变成蓝色
6. [2025连云港期末]氯及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是(　　)
A. 制漂白粉：NaCl溶液Cl2漂白粉
B. HCl制备：NaCl溶液H2和Cl2HCl
C. 纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
D. 金属Mg制备：Mg(OH)2MgCl2溶液Mg
7. 粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、SO，实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下：
(1) 沉淀1的主要成分是　　　　。
(2) 过程ⅱ的目的是　　　　　　　　。
(3) 过程ⅲ中加入的试剂X为　　　　，其中涉及的离子方程式为_________
____________________、　　　　　　　　　　　　。
(4) 整个提纯过程中，未用到的实验仪器是　　　　（填字母）。
A. 蒸发皿 B. 玻璃棒 C. 漏斗 D. 烧瓶
(5) 检验所得到的NaCl晶体中是否含有Na2SO4，实验方案是______________
______________________________________________________________________。
8. [徐州月考]海水是巨大的资源宝库，人类可以从海水中提取各种化工产品。下图是某工厂对海水综合利用的示意图。
Ⅰ. 氯碱工业
除去粗盐中杂质离子（Mg2+、SO、Ca2+），加入的药品顺序不正确的是
　　　　（填字母）。
a. BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
b. NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
c. NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸
(2) 写出电解饱和食盐水的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　，检验氯气生成的方法是__________________________________________________。液氯保存在　　　　中。
Ⅱ.海水提镁
(3) 操作③是从MgCl2溶液中获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为　　　　　　、　　　　　　、过滤、洗涤、干燥。
Ⅲ.海水提溴
(4) 写出向苦卤中通入Cl2的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　。
(5) 操作⑤是向溶液中鼓入热空气，即可将溴单质从溶液中分离出来，此方法的成功应用是基于溴单质有　　　　性。
第三单元　海洋化学资源的综合利用
【活动方案】
活动一：
1. (1) 将粗盐溶于适量水中，过滤，将所得滤液蒸发结晶。所需仪器：烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、漏斗、蒸发皿、酒精灯、滤纸、坩埚钳等。
(2) 取少量精盐溶于水，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，如有沉淀，则有SO，否则无SO；另取一份加入NaOH溶液，如有沉淀，则有Mg2+，否则无Mg2+；再另取一份加入足量NaOH溶液后过滤再加入Na2CO3溶液，如有沉淀，则有Ca2+，否则无Ca2+。
2. 将粗盐溶于水，依次加入稍过量的NaOH溶液、BaCl2 溶液、Na2CO3 溶液(确保Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入)，过滤，最后向滤液中加入适量的盐酸，将所得溶液蒸发结晶。(答案合理即可)
活动二：
(1) Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(2) 3Br2＋6OH－5Br－＋BrO＋3H2O
(3) 在H2SO4酸化下，Br－与BrO间发生氧化还原反应，重新生成Br2(高浓度)：5Br－＋BrO＋6H＋===3Br2＋3H2O，经蒸馏可得液溴
活动三：
1. MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2、Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
2. (1) 烧杯　(2) NaCl、CaCl2　(3) 蒸发结晶
(4) CaO＋H2O===Ca(OH)2
3. (1) ①耀眼的白光　2Mg＋O22MgO
②Mg＋Cl2MgCl2、Mg＋SMgS、3Mg＋N2Mg3N2
③Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
④2Mg＋CO22MgO＋C
⑤Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑、
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
(2) 镁可形成合金，可用于制造火箭、导弹、飞机等，主要因为其密度小；镁用于制造信号弹和烟火，主要是因为镁燃烧发出耀眼强光；氧化镁用于制造耐高温材料，主要是因为氧化镁的熔点高。
活动四：
1. 将有机碘化物转化为无机碘化物，除去有机物。
2. 取样，用淀粉溶液检验。可用其他试剂代替氯水，如用硫酸酸化后，再加入双氧水。
【课堂反馈】
1. B　2. C
3. C　加入过量BaCl2能除去SO，但会引入Ba2+，加入过量NaOH能除去Mg2+，但会引入OH－，加入过量Na2CO3能除去Ca2+、Ba2+，但会引入CO，加入稀盐酸能除去OH－、CO，加入顺序要求Na2CO3在BaCl2之后加，稀盐酸最后加入，C正确。
4. B　未指明是否为标准状况，无法计算Cl2的体积，A错误；“吸收”过程中发生的反应为3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋ NaBrO3＋3CO2↑，每吸收3 mol Br2，转移电子数目约为5×6.02×1023，C错误；酸化为酸性环境，产物中不含OH－，D错误。
5. A　灼烧时，需要把物质放到坩埚中，而不是蒸发皿中，A错误；双氧水具有氧化性，将碘离子氧化为碘单质，发生反应的离子方程式为2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，B正确；步骤③是检验生成的碘单质，操作后，可以观察到试管中溶液变为蓝色，可以说明海带中含有碘元素，C正确；若步骤②仅滴加稀硫酸后通入氧气，氧气可以将碘离子氧化生成碘单质：4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O，步骤③操作后，也可以观察到试管中溶液变为蓝色，D正确。
6. B　制取漂白粉的原料之一是石灰乳，不是澄清石灰水，A错误；制备NaHCO3的原料是饱和食盐水、NH3和CO2，C错误；电解熔融MgCl2可制备Mg，电解MgCl2溶液得到的含镁产物是Mg(OH)2，D错误。
7. (1) Mg(OH)2　(2) 除去SO　(3) 碳酸钠 Ba2+＋ CO===BaCO3↓　Ca2+＋CO===CaCO3↓　(4) D　(5) 取少量所得氯化钠晶体于试管中，加水溶解，滴加盐酸再加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则不含Na2SO4
8. (1) b　(2) 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 　用湿润的淀粉KI试纸，如果试纸变蓝，说明有氯气生成　钢瓶　(3) 蒸发浓缩　冷却结晶　(4) Cl2 ＋2Br－===2Cl－＋Br2　(5) 挥发

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