2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题3　从海水中获得的化学物质 知识体系构建与核心素养提升（学案 word版含解析）

本专题知识体系构建与核心素养提升
一、化学反应
二、氯气及氯的化合物的转化关系
三、钠及钠的化合物的转化关系
四、海洋化学资源的综合利用
1．粗盐提纯
2．从海水中提取溴的主要流程
3．从海水中提取镁的主要流程
4．从海带中提取碘的过程
海带→晒干、灼烧→浸取→过滤→氧化→萃取→碘单质
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
通过本专题的学习，初步掌握探究元素及其化合物性质的基本方法，能从氧化还原反应、离子反应的角度理解氯及其重要化合物、钠及其重要化合物的性质，并能用符号正确的表征。了解海洋资源的分布，能依据物质的性质和实验方法设计资源综合利用的方案，建立绿色化学的意识，认识化学科学在开发利用自然资源、制备新物质、环境保护等方面发挥的积极作用。
[方程式再书写]
1．氯及其化合物
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：
(1)Cl2和H2O的反应
Cl2＋H2O??H＋＋Cl－＋HClO；
(2)Cl2和NaOH溶液的反应
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；
(3)Cl2和石灰乳的反应
Cl2＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O；
(4)将Cl2通入氢硫酸溶液中
Cl2＋H2S===S↓＋2H＋＋2Cl－；
(5)将浓盐酸和MnO2混合加热
MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
(6)HClO见光分解
2HClO2HCl＋O2↑。
2．钠及其重要化合物
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：
(1)Na和H2O的反应
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；
(2)Na在空气中燃烧
2Na＋O2Na2O2；
(3)Na2O2和H2O的反应
2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；
(4)Na2O2和CO2的反应
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
(5)向Na2CO3溶液中通入CO2
CO＋CO2＋H2O===2HCO；
(6)NaHCO3溶液和稀盐酸反应
HCO＋H＋===CO2↑＋H2O；
(7)NaHCO3溶液和NaOH溶液反应
HCO＋OH－===CO＋H2O；
(8)NaHCO3受热分解
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
例1　小明通过学习知道Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。
【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如果能反应，生成物可能是什么？
【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究：
【做出猜想】①只有NaOH
②有Na2CO3和NaOH
③____________________
【实验设计】
步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有___________________________________；
步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为_______________________________________________
__________________，整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想②成立。
【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　【进行实验】CaCO3
【做出猜想】只有Na2CO3
【实验设计】Na2CO3　溶液先由无色变红色，然后由红色变为无色
【拓展提高】Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
解析　因为题给信息Ca(HCO3)2能溶于水，而HCO能与OH－反应生成CO，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外，溶液中还可能有：①Ca(OH)2过量时，发生反应NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O；②恰好反应时，2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3过量时，产物有CaCO3、Na2CO3，剩余NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。
例2　氯水是实验室需临时配制的一种试剂。图甲所示的是实验室配制氯水时的一种常用装置，图乙是某化学实验小组自行设计的一种配制氯水的装置(图中的鼓气球是一种具有气体单向阀，可用于向瓶中鼓入空气的仪器)(已知常温下KMnO4固体与浓盐酸反应产生氯气)。
(1)氯水中含有七种粒子，其中的分子为________(填化学式)；需临时配制的原因是________________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
(2)图甲所示装置中，烧杯内的液体是_______________________________________________，
烧杯中发生反应的离子方程式是_________________________________________________
__________________。
(3)用图乙所示装置配制氯水时，操作步骤如下：
①关闭活塞2，打开分液漏斗上口的玻璃塞，再打开活塞1，将少量浓盐酸注入大试管内。
②关闭活塞1，盖上分液漏斗上口玻璃塞。浓盐酸和大试管内的高锰酸钾粉末反应产生氯气。
③轻轻摇动瓶A，使氯气不断溶入水中。
用图乙所示装置能在较短时间内得到饱和氯水。除了在摇动过程中增大了气体和水的接触面积以外，另一个重要原因是_________________________________________________。
分液漏斗中的浓盐酸应分数次加入试管内。若一次加入太多的浓盐酸，可能引起的后果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)配制氯水完成后，不必拆卸装置即可从瓶A中取用少量氯水，方法是___________________
____________________________________________________。
答案　(1)Cl2、H2O、HClO　2HClO2HCl＋O2↑ (2)NaOH溶液　Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O　(3)氯气在瓶内产生较大压强，增大了氯气的溶解度　瓶内产生过多的氯气，瓶内压强过大使瓶A的橡胶塞弹开　(4)关闭活塞1，打开活塞2，用鼓气球向瓶A中鼓入空气
解析　(1)因为次氯酸见光分解生成氧气和盐酸，所以需要临时配制。(2)烧杯中的液体是为了吸收多余的氯气，所以使用NaOH溶液。
例3　海水是巨大的资源宝库，海水淡化及其综合利用具有重要意义。
请回答下列问题：
(1)步骤 Ⅰ 中，粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，粗盐精制过程中依次加入过量BaCl2、Na2CO3溶液，请写出加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)海水提溴，制得1 mol Br2至少需要消耗______ mol Cl2。步骤Ⅱ中需要向母液中加入稀硫酸酸化，其作用是_______________________________________________________________。
步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，有关反应的离子方程式为___________________。
(3)步骤Ⅳ由Mg(OH)2得到单质Mg，以下方法最合适的是________(填字母)。
A．Mg(OH)2―→MgCl2溶液Mg
B．Mg(OH)2―→MgOMg
C．Mg(OH)2―→MgOMg
D．Mg(OH)2―→无水MgCl2Mg
(4)判断Mg(OH)2是否洗涤干净的操作是_____________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)Ca2＋＋CO===CaCO3↓、Ba2＋＋CO===BaCO3↓　(2)2　抑制氯、溴和水反应　Br2＋SO＋H2O===SO＋2H＋＋2Br－　(3)D　(4)取最后一次的洗涤液少量于试管中，向其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，如果没有沉淀产生，证明沉淀已经洗涤干净
解析　(1)粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质离子，可依次加入过量BaCl2(除去硫酸根离子)、Na2CO3(除去钙离子和多余的钡离子)、NaOH(除去镁离子)，过滤后加适量盐酸调节溶液的pH，然后蒸发即可，所以加入Na2CO3溶液后相关反应的离子方程式为Ca2＋＋CO===CaCO3↓、Ba2＋＋CO===BaCO3↓。
(2)流程中海水提溴，先向母液中通入Cl2将Br－氧化为Br2，再用SO2将其还原为Br－，最后再通入Cl2将Br－氧化为Br2，忽略过程中的损失，制得1 mol Br2至少需要消耗2 mol Cl2。步骤Ⅲ若用Na2SO3水溶液吸收Br2，SO被氧化成SO，Br2被还原为Br－，反应的离子方程式为Br2＋SO＋H2O===SO＋2H＋＋2Br－。
(3)电解MgCl2溶液得不到单质Mg，氧化镁熔点很高，应电解熔融的MgCl2制取单质Mg，所以D项制取单质镁的方法最适合。
(4)判断Mg(OH)2是否洗涤干净，就是检验最后一次洗涤液中是否存在Cl－。