学考复习从海水中获得的化学物质

2015年高中学业水平考试复习从海水中获得的化学物质1、氯气的工业制法原料：氯化钠、水。主要以海盐为原料。海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质，要净化后制成饱和食盐水再电解。原理：电解饱和食盐水。装置：阳离子隔膜电解槽。反应式：2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑＋Cl2↑通电一、氯及其化合物例题:在电解食盐水之前，需要提纯食盐水。为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作顺序是()①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量的盐酸④加过量的碳酸钠溶液⑤加过量的氯化钡溶液.A、①④②⑤③B、④①②⑤③C、②⑤④①③D、⑤②④③①C2、氯气的实验室制法装置：发生装置由圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、导管、铁架台、石棉网、酒精灯等组成。原理：利用氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-。常用的氧化剂有：MnO2、KMnO4、KClO3等。反应式：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O2KMnO4+16HCl(浓)＝2KCl+2MnCl2+10Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O△收集：用向上排空气法或用排饱和食盐水或排饱和氯水的方法。验满：看颜色或用湿润的淀粉碘化钾试纸。尾气吸收：用氢氧化钠溶液吸收。除杂：用饱和食盐水除去HCl杂质；干燥：用浓H2SO4。例题：为了在实验室制得不含氯化氢的干燥的氯气，正确的净化顺序是（）A、第一步通过浓硫酸，第二步通过无水氯化钙B、第一步通过水，第二步通过氧化钙C、第一步通过饱和食盐水，第二步通过无水氯化钙D、第一步通过碱石灰，第二步通过浓硫酸C3、氯气的物理性质及用途氯气为黄绿色，具刺激性气味的气体，有毒密度比空气大，能溶于水（1:2）氯气的用途：自来水的消毒、药物、染料的合成、制氯化物、制漂白剂、冶炼金属、制塑料。4、氯气的化学性质①与金属反应2Na＋Cl22NaCl2e－氧化剂：Cl22Fe＋3Cl22FeCl3点燃6e－氧化剂：Cl2Cu＋Cl2CuCl2点燃2e－氧化剂：Cl2②与非金属反应H2+Cl2＝2HCl（光照：爆炸）点燃③氯气与水的反应氯水成分：分子：H2O、Cl2、HClO（黄绿色）离子：H+、Cl-（还有ClO-、OH-）氯水的性质：1.酸性2.氧化性（杀菌）3.漂白性（漂白）4.不稳定性➃氯气与碱的反应氯气与氢氧化钠的反应2NaOH＋Cl2＝NaClO＋NaCl＋H2O制漂白粉的反应：2Ca(OH)2＋2Cl2＝Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O漂白粉84消毒液你知道吗？主要成分是次氯酸钠有效成分为Ca(ClO)2漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClOCa(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO2HClO==2HCl+O25、溴、碘单质的性质溴碘物理性质深红棕色，密度比水大的液体，强烈刺激性气味，易挥发，强腐蚀性。紫黑色固体，易升华。气态碘在空气中显深紫红色，有刺激气味。在水中溶解度很小，易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂化学性质能与氯气反应的金属、非金属一般也能与溴、碘反应，只是反应活性不如氯气。氯、溴、碘单质间能够发生置换反应：氯能把溴和碘从它们的卤化物中置换出来，溴能把碘从它的卤化物中置换出来，即氯、溴、碘的氧化性强弱为：Cl2Br2I2用途染料、防爆剂、胶卷感光材料、杀虫剂、红药水、镇静剂，催泪性毒剂等。重要的化工原料。配碘酒和碘化物，食用盐中加KIO3，碘化银制造相底片和人工降雨。氯、溴、碘单质间能够发生置换反应：氯能把溴和碘从它们的卤化物中置换出来，溴能把碘从它的卤化物中置换出来。2KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I2元素非金属性强弱顺序：F＞Cl＞Br＞I6、氯、溴、碘单质间的置换反应无色变为橙色无色变为黄褐(黄)色无色变为黄褐(黄)色提取粗盐后的母液通入Cl2粗溴溴和水蒸气溴水鼓入热空气或水蒸气冷凝精制高纯度的溴单质海带浸泡水过滤氧化氯气提纯碘单质从海产品中提取碘：从海水中提取溴：Cl-、Br-、I-的检验：AgNO3─HNO3法Ag++Cl-==AgCl↓白色沉淀Ag++Br-==AgBr↓浅黄色沉淀Ag++I-==AgI↓黄色沉淀二、钠及其化合物1、钠（1）钠的物理性质：自然界中只能以化合态存在。钠是银白色金属，密度小（0.97g/cm3），熔点低（97℃），硬度小，质软，可用刀切割。是电和热的良导体。钠通常保存在煤油中，使之隔绝空气和水（2）钠的化学性质：从原子结构可知钠是活泼的金属单质。①钠与非金属单质反应：常温：4Na+O2=2Na2O加热：2Na+O2Na2O2;2Na+Cl22NaCl2Na+S=Na2S△△注意：钠在空气中的变化：银白色的钠变暗（生成了氧化钠）变白（生成氢氧化钠）潮解变成白色固体（生成碳酸钠）。②钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有嘶嘶的声，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。③钠与酸反应：如2Na+2HCl=2NaCl+H2↑Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水反应。因此Na放入到酸中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终是2:1。反应要比钠与水的反应剧烈多。④钠与盐的溶液反应：与盐溶液反应，钠不能置换出溶液中的金属，钠先与水反应，生成NaOH，H2，然后NaOH与溶液中的盐反应。如：钠投入CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀。2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑与某些熔融盐：4Na+TiCl4=4NaCl+Ti700~800oC⑤钠与氢气的反应：2Na+H2=2NaHNaH+H2O=NaOH+H2；NaH是强的还原剂。钠及其化合物知识网络：（3）工业制钠：电解熔融的NaCl2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。（4）钠的用途：①作强还原剂，在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等；②钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；③钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。通电2、碳酸钠的性质俗名：纯碱、苏打;白色固体易溶于水（同温下，溶解度大于碳酸氢钠）热稳定性稳定水溶液呈碱性（相同浓度时，碳酸钠水溶液的PH比碳酸氢钠的大）与酸反应:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3与碱反应：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNa2CO3+Ba(OH)2=BaCO3+2NaOH与盐反应：Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl侯氏制碱法向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入CO2，利用NaHCO3溶解度较小，析出NaHCO3，将析出的NaHCO3晶体煅烧，即得Na2CO3。1、镁的性质（1）物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度1.74g/cm3，是轻金属，硬度小。（2）化学性质：镁是较活泼金属①与非金属反应：2Mg+O2=2MgOMg+Cl2=MgCl23Mg+3N2=Mg3N2等。②与沸水反应：Mg+2H2O(沸水)=Mg(OH)2+H2↑.点燃高温Δ三、镁及其化合物③与酸反应：与非强氧化性酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。Mg+2HCl=MgCl2+H2↑与强氧化性酸反应：如浓H2SO4、HNO3，反应比较复杂，但是没有H2放出。④与某些盐溶液反应：如CuSO4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg+2FeCl3=2FeCl2+MgCl2Mg+FeCl2=Fe+MgCl2.2、镁的提取：海水中含有大量的MgCl2，因此，工业上主要是从分离了NaCl的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入Ca(OH)2（石灰乳）Mg(OH)2沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl溶解MgCl2溶液，蒸发结晶MgCl2·6H2O晶体，在一定条件下加热MgCl2固体，电解熔融的MgCl2Mg+Cl2。主要反应：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2OMgCl2·6H2OMgCl2+6H2OMgCl2(熔融)Mg+Cl2。电解一定条件下△例1、将一小块钠投入盛饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是（C）A、熔成小球并在液面上游动B、有气体生成C、溶液底部有银白色物质生成D、溶液变浑浊解析：将一小块钠投入饱和澄清石灰水中，钠与水剧烈反应，所以首先观察到钠与水反应的一系列现象。随着2Na＋2H2O=2NaOH+H2↑反应的进行，水被消耗，溶液的温度升高，由于Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，所以溶液中的Ca(OH)2有部分析出，可以观察到溶液变浑。例2、写出下列反应的离子方程式（1）向石灰水中滴加少量NaHCO3（2）向小苏打溶液中滴加少量石灰水解解析：首先弄清反应实质是：HCO3－＋OH－＝CO32－＋H2O，Ca2＋＋CO32－＝CaCO3↓。那么，若NaHCO3过量则Ca(OH)2的OH－完全被消耗，生成CO32－多；若NaHCO3少则只能中和Ca(OH)2中OH－的一半，必剩余OH－，将余下的相同离子删去，即得到正确结果。答案：（1）Ca2＋＋OH－＋HCO3－＝CaCO3↓＋H2O（2）Ca2＋＋2OH－＋2HCO3－＝CaCO3↓＋2H2O＋CO32－