人教版高中化学选修二课件第二课时海水中提取溴、镁和重水

海水提镁整个生产过程中涉及到平衡理论的应用问题，请 你指出并加以阐述。
[师生互动] 【提示】 工业生产中平衡原理的应用 (1)沉淀溶解平衡原理的应用 ①向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH－)增大， Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，则最大程度地将Mg2＋转化为 Mg(OH)2沉淀。 ②向Mg(OH)2沉淀中加入盐酸，使沉淀溶解平衡右移， Mg(OH)2溶解。
【解析】 (2)电解 NaCl 溶液 2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋ Cl2↑＋H2↑，若产生的 Cl2 直接与溶液中 NaOH 反应，可以生产 消毒液 NaClO；(4)SO2 吸收溴，依据氧化还原反应生成物书写基 本规律，Br 元素在自然中－1 价稳定而写出。由于此反应有强酸 HBr 和 H2SO4 生成，顺利写出工业生产需要解决的问题；(5)由于 题干中给出信息 Br2 的沸点是 59 ℃，提纯溴自然收集 59 ℃时的 馏分。
1.(1)向溴化钠溶液中通入适量氯气，产生的现象是 ________，反应的化学方程式是________；向碘化钾溶液中加 入适量溴水，产生的现象是________，反应的化学方程式是 _________________________________。
(2)由上述两个化学反应可知，氯气、溴、碘三种单质的氧 化性强弱关系是________；这样的化学反应原理，在海水的综 合利用中的应用是___________________________。
(2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有 H2、________、________或H2、________。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br－，其目 的为________。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反 应的离子方程式为________，由此反应可知，除环境保护外， 在工业生产中应解决的主要问题是________。
(2)水解平衡原理的应用
在MgCl2·6H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl2＋2H2O Mg(OH)2＋2HCl水解平衡的存在，提供HCl气体环境，增大 c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。
以卤水为原料，用下列方法制取镁，其中可行的是( ) A．直接电解卤水在阴极得镁 B．向卤水里加钠可置换出镁 C．卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀煅烧得氧化镁， 用氢气还原氧化镁得镁 D．卤水与石灰水混合，过滤，洗涤，取沉淀加盐酸溶解得 MgCl2溶液，将溶液加热蒸发浓缩，再冷却结晶，晶体在氯化氢 气氛中加热脱水得无水MgCl2。电解熔融MgCl2得镁
＋
HCl↑
＋
5H2O↑
。
MgCl2·6H2O
△ =====
MgO
＋
2HCl↑
＋
5H2O↑
或
Mg(OH)Cl==△===MgO＋HCl↑ 干燥的 HCl 气流抑制了 MgCl2
的水解，且带走 MgCl2·6H2O 受热产生的水蒸气，故能得到无水
MgCl2 (2)加入 MgCl2 溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用水洗样？ [师生互动] 【提示】 (1)工艺流程
(2)主要化学反应 ①制备石灰乳 CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2 ②沉淀 Mg2＋ Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2＋ ③制备 MgCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O ④电解 MgCl2 MgCl2(熔融)=通==电==Mg＋Cl2↑
(3)下列海产品中可以考虑用于工业上大量提取碘的是 ________。
①贝壳 ②紫菜 ③鱼 ④海带
【解析】 Cl2与NaBr、Br2与KI反应的化学方程式分别是 (1)Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl，(2)Br2＋2KI===2KBr＋I2，Br2、 I2的水溶液分别呈橙色、紫褐色。在反应(1)中Cl2是氧化剂，Br2 是氧化产物，故氧化性Cl2>Br2；在反应(2)中Br2是氧化剂，I2是 氧化产物，故氧化性Br2>I2。以适当的氧化剂将Br－、I－氧化的 化学反应原理可以应用于从海水中提取溴和碘。在①贝壳、② 紫菜、③鱼、④海带中，紫菜和海带中碘元素的含量较多。
_______________________________________________________ ____________B_r_2_＋__S_O__2＋__2_H__2O__=_=_=_2_H__B_r_＋__H__2S__O_4___。
Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
二、海水提镁 1．原理 电解熔融的MgCl2就可以得到金属镁和氯气。 2．提取过程
(2)SO2吸收法：用空气吹出的溴和大量的空气混合在一起， 不易分离，用还原剂SO2吸收后，再用氯气氧化HBr即得到溴单 质。
(2009年天津高考)海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综 合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的 过程如下：
(1)请列举海水淡化的两种方法：________、________。
(2)Mg(OH)2沉淀中
混有的Ca(OH)
应怎样除去？写出实验
2
步骤。
______________________________________ ______________________________________。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸 发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况 下使用玻璃棒的目的：
【解析】 A项电解，阴极生成H2；B项中Na首先与水反应， 不能置换出Mg；C项中H2不能把Mg还原出来；所以只有D合理。
【答案】 D
【点评】 海水提镁工业中：①为提高反应中Mg2＋的浓度， 将海水浓缩或用提取食盐后的盐卤。
②电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节 省成本。
③所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去， 以保证MgCl2的纯度。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提取纯溴的方 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：
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，其 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：_______________________________。 ④C中液体产物颜色为________，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______________________________________。
【答案】 (1)溶液由无色变为橙色 Cl2＋2NaBr===Br2＋ 2NaCl 溶液由无色变为紫褐色 Br2＋2KI===2KBr＋I2
(2)Cl2>Br2>I2 从海水中提取溴和碘 (3)②④
二、海水提镁 利用海水资源提取金属镁的生产步骤如何？
[学生交流] 【提示】 生产步骤 (1)加熟石灰 (2)过滤 (3)加盐酸 (4)浓缩、结晶、脱水、 干燥 (5)熔融电解
过滤时：使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒
蒸发时：搅拌，防止因局部过热使液滴或晶体飞溅
海水中溶存着80多种元素，其中不少元素可以提取利用， 具有重要的开发价值。据计算，每立方千米海水中含3 750万吨 固体物质，其中除了氯化钠约3 000万吨外，镁约450万吨，钾、 溴、碘、钍、钼、铀等元素也不少。若把这一立方千米海水中 的物质提炼出来，其价值约等于10亿美元。目前海水提镁和提 溴在国外已形成产业。海水提钾、 碘、铀、重水等尚处于研究阶段。 我国对海水化学元素的提取都有 一些研究，已列为未来的发展产 业。
[师生互动] 【提示】 (1)主要反应原理：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (2)工艺流程
溴的吸收富集方法有哪些？举例说明。 [师生互动] 【提示】 溴的吸收富集 (1)纯碱吸收法：海水中的溴离子被氧化为溴单质后，用热 空气或水蒸气吹出，通过Na2CO3溶液使溴富集后，再将得到的 溶液用稀硫酸酸化，用有机溶剂萃取溴单质。发生反应： 3Br2＋3Na2CO3=== 5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑ 5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O
2.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或 MgO，写出相应反应的化学方程式。
______________________________________。
用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气 流 中 加 热 M g C l 2 ·6 H 2 O 时 ， 能 得 到 无 水 M g C l 2 ， 其 原 因 是 _____________________________________________________。
高中化学课件
灿若寒星整理制作
第二课时 海水中提取溴、镁和重水
1．了解海水提溴、海水提镁的原理及步骤。 2．了解海水提取重水的常用方法。
一、海水提溴
1．原理
从海水中提取的溴约占世界溴年产量的。1/3
常用的方法叫，反空应气原吹理出为法。 2Cl2－．＋提B取r2 过程
Cl2＋2Br－===
(1)：氯气置换溴离子之前，要使，使pH＝，用氯气置换溴
【答案】 (1)蒸馏法、电渗析法、离子交换膜法(任意两种)
(2)Cl2 NaOH NaClO (3)富集溴元素 (4)Br2＋SO2＋2H2O=== 4H＋＋SO42－＋2Br－ 强酸对设备的严重腐蚀