資源簡介

3.3 第1課時　粗鹽提純　從海水中提取溴
【學習目標】
1.通過粗鹽提純的探究實驗,了解實驗探究過程的一般方法,形成化學實驗操作的基本技能,知道化學實驗是研究和認識化學物質的重要途徑。
2.了解從海水中提取溴單質的基本原理和工業流程,知道溴單質及含溴化合物在生產和生活中的重要應用。
3.初步了解海洋化學資源的分布,認識到海水是人類寶貴的自然資源,培養與大自然友好相處的情感。認識化學科學在開發利用自然資源、制備新物質等方面發揮的作用。
【合作探究】
【學習情境】
海水是一種化學成分復雜的混合溶液,包括水、溶解于水中的多種化學元素和氣體。海水中含有各種鹽類,海水中各鹽成分的質量分數分布如圖,其中90%左右是氯化鈉。溴是海洋元素,地球上99%的溴分布在海水中,以溴為原料可以獲取我們需要的很多產品(如圖),怎樣從海水中提取溴呢
任務1　粗鹽提純
【新知生成】
1.粗鹽中含有一些可溶性雜質(　　　、　　　　、　　　　)和難溶性雜質,后者可通過溶解、　　　　除去。
2.除雜路線
a.　 。
b.　 。
c.　 。
【答案】CaCl2　MgCl2　Na2SO4　過濾　過量BaCl2→過量Na2CO3→過量NaOH適量HCl　過量BaCl2→過量NaOH→過量Na2CO3適量HCl　過量NaOH→過量BaCl2→過量Na2CO3適量HCl
【核心突破】
典例1　某化工廠利用電解飽和食鹽水的方法制取氯氣和燒堿,為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、S及泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進行下列五項操作:①過濾;②加過量的NaOH溶液;③加適量鹽酸;④加過量Na2CO3溶液;⑤加過量BaCl2溶液。正確的操作順序是(　　)。
A.⑤②①④③　　　　　　 B.④①②⑤③　　　　　　C.②⑤④①③ 　　　　　　D.①④②⑤③
【答案】C
歸納總結
1.除粗鹽中可溶性雜質的關鍵
(1)Na2CO3一定要在BaCl2之后加入(除過量Ba2+)。
(2)稀鹽酸一定要最后加入(除過量OH-、C),且要適量。
2.除雜的基本原則
不增:不引入新的雜質;不減:不消耗被提純的物質;易分:雜質轉化為沉淀、氣體等,易分離出去;易復原:被提純的物質易復原。
　　訓練1　通過海水晾曬可得粗鹽,粗鹽除含NaCl外,還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質,粗鹽精制的實驗流程如下。下列說法不正確的是(　　)。
A.在第①步中使用玻璃棒攪拌可加速粗鹽溶解
B.第⑤步操作是過濾
C.第②③④⑥步通過加入化學試劑除雜,加入試劑順序為:NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→稀鹽酸
D.除去MgCl2的化學方程式為MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl
【答案】C
【解析】加入過量的氫氧化鈉可以將鎂離子沉淀,加入過量的氯化鋇可以將硫酸根離子沉淀,除鈣離子加入過量碳酸鈉,將其轉化為沉淀,但是加入碳酸鈉這一操作要放在加入氯化鋇之后,這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇,再進行過濾,最后再加入適量鹽酸除去剩余的氫氧根離子和碳酸根離子,C項錯誤。
任務2　從海水中提取溴
【新知生成】
1.世界上99%的溴都蘊藏于　　　　中,將氯氣通入提取食鹽后的母液:　　　　　　　　　(離子方程式),可以將溴離子轉化為溴單質。
2.液溴易揮發,可以通過鼓入　　　　,實現與母液的分離,得到粗溴。
3.AgBr可用作膠片上的　　　　。
【答案】大海(海水)　Cl2+2Br-Br2+2Cl-　熱空氣　感光劑
【核心突破】
典例2　空氣吹出法是目前“海水提溴”的主要方法之一,其工藝流程如圖所示。
(1)用硫酸酸化的目的是什么
(2)通入熱空氣和水蒸氣,將溴吹入吸收塔,是利用了溴的什么性質
(3)為什么不直接用含溴的海水進行蒸餾得到液溴,而要經過“空氣吹出、SO2吸收、氯化”
(4)寫出SO2吸收過程中發生反應的化學方程式。
(5)怎樣從溴的四氯化碳溶液中提取溴
【答案】(1)抑制氯氣、溴單質與水的反應　(2)溴的沸點低,易揮發　(3)氯化后的海水雖然含有溴單質,但濃度低,如果直接蒸餾,耗時耗能,成本高,“空氣吹出、SO2吸收、氯化”的過程實際上是Br2的濃縮過程　(4)Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4　(5)蒸餾
歸納總結
從海水中提取溴,一般要經過濃縮、氧化和提取三個步驟。其流程一般為:
訓練2　海水中溴元素以Br-的形式存在,工業上用空氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如圖:
(1)步驟①中反應的離子方程式是　　　　　　　　　　　　,步驟③中反應的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　。
(2)步驟③中氧化劑是　　　　,若反應中生成2mol HBr,則消耗　　　　mol SO2。
(3)根據上述反應判斷SO2、Cl2、Br2三種物質的氧化性由強到弱的順序是　　　　　　　　　　。
(4)為什么不用溴水混合物Ⅰ而用溴水混合物Ⅱ進行蒸餾得到液溴 　。
【答案】(1)2Br-+Cl2Br2+2Cl-　SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr　(2)Br2(或溴單質)　1　(3)Cl2>Br2>SO2　(4)“溴水混合物Ⅰ”中雖然有溴單質,但濃度低,直接蒸餾,生產成本高,而“溴水混合物Ⅱ”中溴的濃度大,蒸餾時成本低
【解析】(1)根據流程圖和反應原理,可以寫出步驟①中反應的離子方程式:2Br-+Cl2Br2+2Cl-,步驟③中發生反應的化學方程式:SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4。(2)步驟③中發生反應:Br2+SO2+2H2OH2SO4+2HBr,該反應中氧化劑為Br2,還原劑為SO2,反應中每生成2mol HBr,消耗1mol SO2。(3)根據上述反應過程知氧化性由強到弱的順序為Cl2>Br2>SO2。
課堂小結
1.粗鹽提純流程
2.從海水中提溴流程
【隨堂檢測】
1.關于粗鹽提純,下列說法錯誤的是(　　)。
A.粗鹽提純過程包括了除雜和結晶過程
B.粗鹽提純過程中利用沉淀反應去除了Ca2+、Mg2+、S
C.粗鹽提純過程中為防止引入雜質,加入的除雜試劑不能過量
D.粗鹽提純過程中過濾操作之后需加入鹽酸調節溶液的pH
【答案】C
2.海洋中有豐富的食品、礦產、能源、藥物和水產資源,海水利用的部分過程如圖所示。下列有關說法錯誤的是(　　)。
A.制取NaHCO3的反應是利用其溶解度較小的性質
B.侯氏制堿過程中應向溶液中先通入NH3,再通入CO2
C.在第②③④步驟中,溴元素均被氧化
D.③④的目的是進行溴的富集
【答案】C
【解析】向飽和NaCl溶液中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2,析出溶解度小的碳酸氫鈉,利用其溶解度小的性質進行制備,A項正確;二氧化碳在水中溶解度不大,故侯氏制堿過程中應先通NH3,再通CO2,B項正確;②④中溴元素的化合價升高,失去電子被氧化,而③中溴元素的化合價降低,得到電子被還原,C項錯誤;海水中溴離子濃度較低,③④的目的是進行溴的富集,D項正確。
3.依據粗鹽提純的原理,除去氯化鉀溶液中的少量氯化鎂、硫酸鎂等雜質,可選用氫氧化鋇溶液、稀鹽酸和碳酸鉀溶液三種試劑,按如圖步驟操作:
溶液濾液濾液純凈氯化
鉀溶液
(1)B的化學式是　　　　　　,C的化學式是　　　　　　。
(2)加入過量A的目的是　 。
(3)加入過量B的目的是　　　　　　　　　　。
(4)加熱煮沸的目的是　　　　　　　　　　。
(5)操作Ⅰ的名稱是　　　　。
【答案】(1)K2CO3　HCl　(2)除盡鎂離子和硫酸根離子　(3)除盡過量的鋇離子　(4)使氯化氫揮發逸出　(5)過濾
【解析】先加入過量的氫氧化鋇溶液,將氯化鎂、硫酸鎂轉化為氫氧化鎂沉淀、硫酸鋇沉淀,再向濾液中加入過量的碳酸鉀溶液,使過量的鋇離子轉化為碳酸鋇沉淀,過濾除去沉淀,濾液中加入適量的鹽酸,加熱煮沸,得到氯化鉀溶液。
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