資源簡介

3.3 第2課時　從海水中提取鎂　從海帶中提取碘
【學習目標】
1.理解從海水中提取鎂的原理、生產過程,了解鎂的化學性質及用途。通過制取鎂的生產流程,進一步學習從經濟角度、綠色化學角度考慮問題的方法。
2.學會從海水中提取碘的反應原理,結合反應原理分析提取碘的過程,體會實驗設計的方法,提高思維的發散性,了解碘的用途及在人體中的重要作用。
3.通過海水中化學資源的開發,進一步認識氧化還原反應的重要意義。將化學理論學習和工業生產、生活相結合,提高開發海洋資源的興趣和探索精神,樹立環保責任意識,感悟人與自然和諧相處的重要性。
【合作探究】
【學習情境】
　　鎂作為一種金屬,在生產生活和科研中應用很廣。鎂合金(約含鎂80%)被大量用于火箭、導彈和飛機等制造業,美名為“國防金屬”。鎂元素能維護心肌纖維正常舒縮功能和冠狀動脈彈性,有“心臟保護神”的美稱,鎂可以用來制藥。鎂還可以用來制造導彈和焰火。氧化鎂熔點高,可制耐高溫材料。自然界中的鎂主要以化合態的形式存在于地殼和海水中,海水中氯化鎂的濃度僅次于氯化鈉,海水中鎂的總儲量約為2.1×1015t。
碘是一種重要的工業原料,碘及其化合物可用作防腐劑、消毒劑、藥物等,碘化銀(AgI)可用于人工降雨。碘也是人體必需的微量元素之一,有“智力元素”之稱,缺碘易導致智力低下和甲狀腺腫大。碘主要存在于海水和海洋植物中,碘在海水中的含量太低,海洋植物如海帶、馬尾藻等能將海水中的碘富集到海水中的10萬倍以上。所以我們通常從海帶等海洋植物中提取碘,那么如何從海帶中提取碘呢
任務1　從海水中提取鎂
【新知生成】
一、鎂的提取
1.沉鎂:　　　　　　　　　　(離子方程式)。
2.中和:　　　　　　　　　　(離子方程式)。
3.脫水:氯化鎂溶液　　　　得到MgCl2·6H2O晶體,在一定條件下加熱生成無水氯化鎂。
4.電解:　　　　　　　　(化學方程式)。
二、鎂及其化合物的性質和用途
1.鎂是銀白色金屬,密度　　　　,能與銅、鋁等金屬形成　　　　。
2.鎂合金:密度　　　　,硬度和強度都　　　　,廣泛用于制造火箭、導彈和飛機的部件。
3.氧化鎂:　　　　色難溶于水的固體,熔點　　　　,常用作　　　　材料。
【答案】一、Mg2++2OH-Mg(OH)2↓　Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O　蒸發結晶　MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑　二、小　合金　小　較大
白　高達2800℃　耐高溫
【核心突破】
典例1　海水提鎂的主要流程如下:
下列說法正確的是(　　)。
①試劑M是鹽酸　②流程中的反應全部是非氧化還原反應　③操作b只是過濾　④可用海水曬鹽后的飽和溶液加石灰乳制Mg(OH)2　⑤電解熔融MgCl2比電解熔融的MgO制金屬鎂更節約能量
A.①②③④⑤　　　　　　 B.②③ 　　　　　　C.④⑤ 　　　　　　D.①④⑤
【答案】D
【解析】電解無水氯化鎂的反應屬于氧化還原反應,因此②是錯誤的。操作b應是蒸發濃縮、冷卻結晶,過濾、洗滌、干燥,因此③是錯誤的。
歸納總結
從海水中提取鎂的流程圖
訓練1　鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料,海水中富含鎂的化合物,目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下:
(1)為了使MgCl2完全轉化為Mg(OH)2,可以加入過量試劑①,試劑①最好選用　　　　(填化學式)。
(2)加入試劑①后,能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是　　　　。
(3)試劑②可以選用　　　　,其反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　。
(4)無水MgCl2在熔融狀態下,通電后會產生Cl2和Mg,寫出該反應的化學方程式:　　　　　　　　　　。
【答案】(1)Ca(OH)2　(2)過濾　(3)鹽酸　Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O　(4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
任務2　從海帶中提取碘
【新知生成】
一、碘的提取
1.原料:工業上主要從　　　　中提取碘。海帶中所含碘元素以　　　　態存在。
2.原理:利用氧化劑氧化碘離子生成碘單質,離子方程式為　　　　　　　　　　(氧化劑以Cl2為例)。
二、碘的用途
碘是人體必需的　　　　元素,缺碘時會患　　　,在我國缺碘地區主要通過食用　　　　來補充碘元素,碘在加碘鹽中以　　　　的形式存在。
【答案】一、海藻(海帶)　化合　Cl2+2I-I2+2Cl-　二、微量　甲狀腺腫大　加碘鹽　KIO3
【核心突破】
典例2　工業上從海帶中提取碘的生產過程如圖。
海帶中的碘元素以什么形式存在(單質還是離子) 怎樣才可以把I-轉化為I2 H2O2是一種綠色氧化劑,嘗試寫出氧化過程中用H2O2氧化的離子方程式。怎樣檢驗碘單質的生成
【答案】存在形式:I-;加氧化劑;2I-+H2O2+2H+I2+2H2O;用淀粉溶液檢驗,溶液變藍,說明生成了碘單質。
歸納總結
實驗室海帶提碘過程
干海帶海帶灰懸濁液濾液碘水I2的CCl4溶液I2
訓練2　海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,燃燒的灰燼中碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海帶中提取碘的流程如下:
(1)寫出提取碘的過程中有關實驗操作的名稱:①　　　　;③　　　　。
(2)寫出操作②中有關反應的化學方程式:　　　　　　　　　　(設含I-溶液為NaI溶液)。
(3)提取碘的過程中,可供選擇的有機試劑是　　　(填字母)。
A.苯、酒精 　　　　　　B.四氯化碳、苯　　　　　　C.汽油、乙酸　　　　　　 D.汽油、甘油
(4)為使海藻灰中的碘離子轉化為碘的有機溶液,實驗室里有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導管、圓底燒瓶、陶土網以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器是　　　　　　　　。
【答案】(1)過濾　萃取分液　(2)2NaI+Cl22NaCl+I2　(3)B　(4)分液漏斗、普通漏斗
課堂小結
【隨堂檢測】
1.下列化學反應,在從海水中提取金屬鎂的過程中,不會涉及的是(　　)。
A.Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
B.Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
C.Mg(OH)2MgO+H2O
D.MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
【答案】C
【解析】A項是把海水中的Mg2+轉化為Mg(OH)2沉淀;B項是把Mg(OH)2轉化為MgCl2;D項是電解熔融MgCl2制得Mg和Cl2;C項反應未涉及。
2.海帶中含有豐富的碘,有人設計如下步驟:①將海帶灼燒成灰,在灰中加水攪拌;②加四氯化碳充分振蕩,靜置;③通入氯氣;④過濾;⑤用分液法分離液體混合物。合理操作的先后順序是(　　)。
A.①②③④⑤ 　　　　　　B.①④②③⑤　　　　　　C.①②④③⑤　　　　　　 D.①④③②⑤
【答案】D
【解析】海帶灼燒成灰后,有不溶性的物質,需經過濾除去,過濾之后,向濾液中通入適量氯氣將I-氧化為I2,再萃取分液。
3.從海帶中提取碘的實驗中,下列儀器或試劑選用不正確的是(　　)。
A.用托盤天平稱取3.0g海帶
B.在坩堝中灼燒海帶
C.用分液漏斗分離海帶灰和水溶液
D.在燒杯中用H2O2氧化I-
【答案】C
【解析】分離海帶灰和水溶液,是分離固體和液體,所以用過濾的方法,分液漏斗用于分離互不相溶的液體,故C項錯誤。
4.工業上“從海水中提取鎂”的簡易流程如圖所示:
下列說法中不正確的是(　　)。
A.流程中試劑a為NaOH溶液,試劑b為鹽酸
B.操作2的具體方法是加熱濃縮,冷卻結晶
C.操作3是將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水
D.電解MgCl2時生成的Cl2可用于制鹽酸
【答案】A
【解析】試劑a為石灰乳,NaOH價格高不經濟。
2

展開更多......

收起↑