高中苏教版 (2019)第三单元 海洋化学资源的综合应用第2课时学案

这是一份高中苏教版 (2019)第三单元 海洋化学资源的综合应用第2课时学案，共5页。学案主要包含了学习目标，合作探究，学习情境，新知生成，核心突破，随堂检测等内容，欢迎下载使用。

1.理解从海水中提取镁的原理、生产过程,了解镁的化学性质及用途。通过制取镁的生产流程,进一步学习从经济角度、绿色化学角度考虑问题的方法。
2.学会从海水中提取碘的反应原理,结合反应原理分析提取碘的过程,体会实验设计的方法,提高思维的发散性,了解碘的用途及在人体中的重要作用。
3.通过海水中化学资源的开发,进一步认识氧化还原反应的重要意义。将化学理论学习和工业生产、生活相结合,提高开发海洋资源的兴趣和探索精神,树立环保责任意识,感悟人与自然和谐相处的重要性。
【合作探究】
【学习情境】
镁作为一种金属,在生产生活和科研中应用很广。镁合金(约含镁80%)被大量用于火箭、导弹和飞机等制造业,美名为“国防金属”。镁元素能维护心肌纤维正常舒缩功能和冠状动脉弹性,有“心脏保护神”的美称,镁可以用来制药。镁还可以用来制造导弹和焰火。氧化镁熔点高,可制耐高温材料。自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中,海水中氯化镁的浓度仅次于氯化钠,海水中镁的总储量约为2.1×1015t。
碘是一种重要的工业原料,碘及其化合物可用作防腐剂、消毒剂、药物等,碘化银(AgI)可用于人工降雨。碘也是人体必需的微量元素之一,有“智力元素”之称,缺碘易导致智力低下和甲状腺肿大。碘主要存在于海水和海洋植物中,碘在海水中的含量太低,海洋植物如海带、马尾藻等能将海水中的碘富集到海水中的10万倍以上。所以我们通常从海带等海洋植物中提取碘,那么如何从海带中提取碘呢?
任务1 从海水中提取镁
【新知生成】
一、镁的提取
1.沉镁: (离子方程式)。
2.中和: (离子方程式)。
3.脱水:氯化镁溶液 得到MgCl2·6H2O晶体,在一定条件下加热生成无水氯化镁。
4.电解: (化学方程式)。
二、镁及其化合物的性质和用途
1.镁是银白色金属,密度 ,能与铜、铝等金属形成 。
2.镁合金:密度 ,硬度和强度都 ,广泛用于制造火箭、导弹和飞机的部件。
3.氧化镁: 色难溶于水的固体,熔点 ,常用作 材料。
【答案】一、Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O 蒸发结晶 MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 二、小 合金 小 较大
白 高达2800℃ 耐高温
【核心突破】
典例1 海水提镁的主要流程如下:
下列说法正确的是( )。
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④可用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①②③④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④⑤
【答案】D
【解析】电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应,因此②是错误的。操作b应是蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,因此③是错误的。
归纳总结
从海水中提取镁的流程图
训练1 镁及其合金是一种用途很广的金属材料,海水中富含镁的化合物,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:
(1)为了使MgCl2完全转化为Mg(OH)2,可以加入过量试剂①,试剂①最好选用 (填化学式)。
(2)加入试剂①后,能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。
(3)试剂②可以选用 ,其反应的离子方程式为 。
(4)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Cl2和Mg,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)Ca(OH)2 (2)过滤 (3)盐酸 Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O (4)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
任务2 从海带中提取碘
【新知生成】
一、碘的提取
1.原料:工业上主要从 中提取碘。海带中所含碘元素以 态存在。
2.原理:利用氧化剂氧化碘离子生成碘单质,离子方程式为 (氧化剂以Cl2为例)。
二、碘的用途
碘是人体必需的 元素,缺碘时会患 ,在我国缺碘地区主要通过食用 来补充碘元素,碘在加碘盐中以 的形式存在。
【答案】一、海藻(海带) 化合 Cl2+2I-I2+2Cl- 二、微量 甲状腺肿大 加碘盐 KIO3
【核心突破】
典例2 工业上从海带中提取碘的生产过程如图。
海带中的碘元素以什么形式存在(单质还是离子)?怎样才可以把I-转化为I2?H2O2是一种绿色氧化剂,尝试写出氧化过程中用H2O2氧化的离子方程式。怎样检验碘单质的生成?
【答案】存在形式:I-;加氧化剂;2I-+H2O2+2H+I2+2H2O;用淀粉溶液检验,溶液变蓝,说明生成了碘单质。
归纳总结
实验室海带提碘过程
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2
训练2 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,燃烧的灰烬中碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海带中提取碘的流程如下:
(1)写出提取碘的过程中有关实验操作的名称:① ;③ 。
(2)写出操作②中有关反应的化学方程式: (设含I-溶液为NaI溶液)。
(3)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是 (填字母)。
A.苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(4)为使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、陶土网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器是 。
【答案】(1)过滤 萃取分液 (2)2NaI+Cl22NaCl+I2 (3)B (4)分液漏斗、普通漏斗
课堂小结
【随堂检测】
1.下列化学反应,在从海水中提取金属镁的过程中,不会涉及的是( )。
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项是把海水中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀;B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2;D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2;C项反应未涉及。
2.海带中含有丰富的碘,有人设计如下步骤:①将海带灼烧成灰,在灰中加水搅拌;②加四氯化碳充分振荡,静置;③通入氯气;④过滤;⑤用分液法分离液体混合物。合理操作的先后顺序是( )。
A.①②③④⑤ B.①④②③⑤ C.①②④③⑤ D.①④③②⑤
【答案】D
【解析】海带灼烧成灰后,有不溶性的物质,需经过滤除去,过滤之后,向滤液中通入适量氯气将I-氧化为I2,再萃取分液。
3.从海带中提取碘的实验中,下列仪器或试剂选用不正确的是( )。
A.用托盘天平称取3.0g海带
B.在坩埚中灼烧海带
C.用分液漏斗分离海带灰和水溶液
D.在烧杯中用H2O2氧化I-
【答案】C
【解析】分离海带灰和水溶液,是分离固体和液体,所以用过滤的方法,分液漏斗用于分离互不相溶的液体,故C项错误。
4.工业上“从海水中提取镁”的简易流程如图所示:
下列说法中不正确的是( )。
A.流程中试剂a为NaOH溶液,试剂b为盐酸
B.操作2的具体方法是加热浓缩,冷却结晶
C.操作3是将晶体置于HCl气体氛围中脱水
D.电解MgCl2时生成的Cl2可用于制盐酸
【答案】A
【解析】试剂a为石灰乳,NaOH价格高不经济。