第三单元 海洋化学资源的综合利用
第1课时 粗盐提纯 从海水中提取溴
[核心素养发展目标] 1.掌握粗盐的提纯方法，学会利用离子反应进行物质的除杂与提纯。2.掌握从海水中提取溴的原理和过程。3.了解溴元素在生产、生活中的应用。
一、粗盐提纯
1.海洋资源
2.粗盐提纯
粗盐中含有其他一些盐(如CaCl2、MgCl2、Na2SO4)和难溶性杂质。
(1)粗盐中难溶性杂质的去除
通过 、 等实验操作，保留 ，除去难溶性杂质。
(2)粗盐中杂质离子的去除
步骤 杂质 加入的试剂 离子方程式
① Mg2+
② S
③ Ca2+ 、
④ 过量的OH-、C
思考1 (1)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序是否可以颠倒？为什么？
______________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________
(2)最后加入盐酸的作用是什么？
______________________________________________________________________________________
思考2 在可溶性杂质除去过程中选用BaCl2除去S，选用NaOH除去Mg2+，能否选用Ba(OH)2同时除去这两种杂质离子呢？若可以，除杂试剂的加入顺序如何？
______________________________________________________________________________________
1.正误判断
(1)海水中含有80多种元素，每种元素的总含量都很小 ( )
(2)粗盐中含有不溶性的泥沙、可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4，利用过滤的方法均可除去 ( )
(3)除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，可以加入过量的K2CO3溶液 ( )
(4)为保证原溶液纯净，加入的除杂试剂应越少越好 ( )
(5)只要选择好合适的除杂试剂，可以不考虑添加顺序 ( )
2.(2024·江苏镇江高一月考)粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、S，实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下。
下列关于粗食盐水提纯的说法不正确的是 ( )
A.过程ⅰ要用到的玻璃仪器是玻璃棒和漏斗
B.过程ⅰ和ⅱ的顺序可互换
C.过程ⅲ中加入的试剂X为Na2CO3
D.沉淀3的成分是CaCO3和BaCO3
3.为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠，某兴趣小组最初设计了如下所示方案进行实验。
(1)沉淀A的化学式是 。
(2)加入过量氯化钙溶液后，分离除去沉淀A的实验操作是 。
(3)他们在实验过程中，又发现了新的问题：此方案很容易引入新的杂质。固体物质B的成分为 (用化学式表示)。
(4)他们继续探究后又提出了新的方案：将混合物溶解，滴加盐酸至不再产生气泡为止，然后加热煮沸。有关反应的化学方程式为________________________________________________________。
1.物质除杂和分离的基本原则
(1)不增(不引入新的杂质)。
(2)不减(不减少被提纯的物质)。
(3)易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。
(4)易复原(被提纯的物质易复原)。
2.物质除杂和分离注意的问题
(1)除杂试剂要过量。
(2)后续试剂应能除去过量的前一试剂。
(3)尽可能将杂质转化为所需物质。
(4)除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
二、从海水中提取溴
1.海水提溴
自然界99%的溴都蕴藏于大海中，常温下，纯净的溴单质为深红棕色液体，易挥发。
思考 一种从海水中提取溴的流程如图：
(1)步骤①中硫酸酸化的目的：_____________________________________________。
(2)步骤③已将溴吹出，但步骤④又重新用SO2吸收溴，步骤⑤又用氯气将HBr氧化为Br2，步骤④⑤的目的是什么？
(3)步骤④的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4，判断此反应的氧化剂和还原剂分别是哪种物质？步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可用何种方法将二者分离？
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
2.溴元素在生产、生活中的应用
(1)制备药物。如消毒药剂“红药水”、镇静剂、青霉素等药物中都含有溴元素。
(2)制造农业杀虫剂、阻燃剂的原料。
(3)作感光剂。溴化银可用作医疗X射线胶片上的感光剂。
(4)变色玻璃中通常加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒。其变色原理用化学方程式表示为① ，② 。
1.(2024·河北张家口高一段考)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图。下列说法正确的是 ( )
A.B可选用SO2进入吸收塔，反应中体现SO2的氧化性
B.通入吹出塔的气体A和通入蒸馏塔的气体C可能是同一物质
C.精馏装置需要蒸馏烧瓶、分液漏斗、冷凝管
D.该流程中为了达到富集溴元素的目的进行了两次氧化还原反应
2.(2024·江苏溧阳高一月考)为研究海水提溴工艺，甲、乙两同学分别设计了如下实验流程：
甲：苦卤含溴海水含溴空气溴水混合物溴蒸气液溴
乙：苦卤含溴海水溴蒸气液溴
(1)甲同学步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的 性；步骤④所发生反应的化学方程式为 ，SO2被氧化生成S，写出检验S的方法： __________________________________________________________________________________________。
(2)对比甲、乙两流程，最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同，其中符合工业生产要求的是 (填“甲”或“乙”)，理由为 。
答案精析
一、
2.(1)溶解 过滤 滤液 (2)①过量NaOH溶液 Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ 过量BaCl2溶液 S+Ba2+BaSO4↓ 过量Na2CO3溶液 Ca2++CCaCO3↓ Ba2++CBaCO3↓ 适量盐酸 H++OH-H2O、2H++CCO2↑+H2O
思考1 (1)不可以。Na2CO3溶液的作用不仅是除去溶液中的Ca2-，还要除去溶液中过量的Ba2-，因此Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入。
(2)除去前面过量的C和OH-。
思考2 可以；除杂试剂的加入顺序为过量Ba(OH)2→过量Na2CO3→适量盐酸。
应用体验
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2.A ［过程ⅰ需要过滤，故要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗，A错误；只要过程ⅲ中的碳酸钠在氯化钡后面加入即可，则NaOH和氯化钡的顺序即过程ⅰ和ⅱ的顺序可以互换，B正确。］
3.(1)CaCO3 (2)过滤 (3)NaCl和CaCl2
(4)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
解析 若用 CaCl2除去碳酸钠，生成碳酸钙沉淀，也会引入新杂质CaCl2，蒸发后所得固体应是NaCl和CaCl2的混合物；若用盐酸除去碳酸钠，则溶液中只有NaCl和HCl，蒸发结晶时HCl挥发，可得纯净的NaCl。
二、
1.思考 (1)抑制氯、溴与水的反应 (2)提高溴的含量，即富集溴。
(3)氧化剂：Br2，还原剂：SO2；大量液溴和少量溴水分离的方法是分液法，采用的仪器为分液漏斗，操作时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。
2.(4)2AgBr2Ag+Br2 2Ag+Br22AgBr
应用体验
1.B ［B可选用SO2，发生反应：SO2+Br2+SO4+2HBr，SO2体现还原性，A错误；通入吹出塔的气体A和通入蒸馏塔的气体C可能是氯气，把Br-氧化为Br2，B正确； 精馏装置不需要分液漏斗，C错误； 该流程中为了达到富集溴元素的目的进行了三次氧化还原反应，D错误。］
2.(1) 挥发 Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4 取少量溶液于试管中，先滴加适量盐酸，无明显现象，再滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则说明有S (2) 甲 含溴海水中溴的浓度低，直接蒸馏成本高，甲流程中③④⑤步实际上是溴的富集过程，可提高溴的浓度，减少能源消耗，降低成本
解析 (1)甲同学步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用了溴的挥发性；步骤④是SO2水溶液吸收Br2，化学方程式为Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4。(共67张PPT)
专题3 第三单元
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粗盐提纯 从海水中提取溴
第1课时
核心素养
发展目标
1.掌握粗盐的提纯方法,学会利用离子反应进行物质的除杂与提纯。
2.掌握从海水中提取溴的原理和过程。
3.了解溴元素在生产、生活中的应用。
内容索引
一、粗盐提纯
二、从海水中提取溴
课时对点练
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一
粗盐提纯
1.海洋资源
一
粗盐提纯
2.粗盐提纯
粗盐中含有其他一些盐(如CaCl2、MgCl2、Na2SO4)和难溶性杂质。
(1)粗盐中难溶性杂质的去除
通过_____、_____等实验操作,保留_____,除去难溶性杂质。
溶解
过滤
滤液
(2)粗盐中杂质离子的去除
步骤 杂质 加入的试剂 离子方程式
① Mg2+ ______________ ________________________
② S _______________ ______________________
③ Ca2+ _______________ ____________________、______________________
④ 过量的OH-、C _________ _______________________________________________
过量NaOH溶液
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
过量BaCl2溶液
S+Ba2+===BaSO4↓
过量Na2CO3溶液
Ca2++C===CaCO3↓
Ba2++C===BaCO3↓
适量盐酸
H++OH-===H2O、2H++
C===CO2↑+H2O
(1)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序是否可以颠倒 为什么
思考1
提示 不可以。Na2CO3溶液的作用不仅是除去溶液中的Ca2-,还要除去溶液中过量的Ba2-,因此Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入。
(2)最后加入盐酸的作用是什么
提示 除去前面过量的C和OH-。
在可溶性杂质除去过程中选用BaCl2除去S,选用NaOH除去Mg2+,能否选用Ba(OH)2同时除去这两种杂质离子呢 若可以,除杂试剂的加入顺序如何
思考2
提示 可以;除杂试剂的加入顺序为过量Ba(OH)2→过量Na2CO3→适量盐酸。
1.正误判断
(1)海水中含有80多种元素,每种元素的总含量都很小
(2)粗盐中含有不溶性的泥沙、可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4,利用过滤的方法均可除去
(3)除去NaCl溶液中的CaCl2杂质,可以加入过量的K2CO3溶液
(4)为保证原溶液纯净,加入的除杂试剂应越少越好
(5)只要选择好合适的除杂试剂,可以不考虑添加顺序
×
×
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×
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2.(2024·江苏镇江高一月考)粗食盐水中常含有少量Ca2+、Mg2+、S,实验室提纯粗食盐水制取食盐的流程如下。
下列关于粗食盐水提纯的说法不正确的是
A.过程ⅰ要用到的玻璃仪器是玻璃棒和
漏斗
B.过程ⅰ和ⅱ的顺序可互换
C.过程ⅲ中加入的试剂X为Na2CO3
D.沉淀3的成分是CaCO3和BaCO3
√
过程ⅰ需要过滤,故要用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒和漏斗,A错误;
只要过程ⅲ中的碳酸钠在氯化钡后面加入即可,则NaOH和氯化钡的顺序即过程ⅰ和ⅱ的顺序可以互换,B正确。
3.为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠,某兴趣小组最初设计了如下所示方案进行实验。
(1)沉淀A的化学式是 。
(2)加入过量氯化钙溶液后,分离除去沉淀A的实验操作是 。
(3)他们在实验过程中,又发现了新的问题:此方案很容易引入新的杂质。固体物质B的成分为 (用化学式表示)。
CaCO3
过滤
NaCl和CaCl2
(4)他们继续探究后又提出了新的方案:将混合物溶解,滴加盐酸至不再产生气泡为止,然后加热煮沸。有关反应的化学方程式为_______________
____________________。
Na2CO3+2HCl
===2NaCl+H2O+CO2↑
若用CaCl2除去碳酸钠,生成碳酸钙沉淀,也会引入新杂质CaCl2,蒸发后所得固体应是NaCl和CaCl2的混合物;若用盐酸除去碳酸钠,则溶液中只有NaCl和HCl,蒸发结晶时HCl挥发,可得纯净的NaCl。
归纳总结
1.物质除杂和分离的基本原则
(1)不增(不引入新的杂质)。
(2)不减(不减少被提纯的物质)。
(3)易分离(被提纯的物质与杂质易分离)。
(4)易复原(被提纯的物质易复原)。
归纳总结
2.物质除杂和分离注意的问题
(1)除杂试剂要过量。
(2)后续试剂应能除去过量的前一试剂。
(3)尽可能将杂质转化为所需物质。
(4)除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序。
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从海水中提取溴
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二
二
从海水中提取溴
1.海水提溴
自然界99%的溴都蕴藏于大海中,常温下,纯净的溴单质为深红棕色液体,易挥发。
一种从海水中提取溴的流程如图:
思考
(1)步骤①中硫酸酸化的目的:______________________。
抑制氯、溴与水的反应
(2)步骤③已将溴吹出,但步骤④又重新用SO2吸收溴,步骤⑤又用氯气将HBr氧化为Br2,步骤④⑤的目的是什么
思考
提示 提高溴的含量,即富集溴。
(3)步骤④的化学方程式为SO2+Br2+2H2O===2HBr+
H2SO4,判断此反应的氧化剂和还原剂分别是哪种物质 步骤⑧中溴蒸气冷凝后
思考
得到液溴与溴水的混合物,可用何种方法将二者分离
思考
提示 氧化剂:Br2,还原剂:SO2;大量液溴和少量溴水分离的方法是分液法,采用的仪器为分液漏斗,操作时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出。
2.溴元素在生产、生活中的应用
(1)制备药物。如消毒药剂“红药水”、镇静剂、青霉素等药物中都含有溴元素。
(2)制造农业杀虫剂、阻燃剂的原料。
(3)作感光剂。溴化银可用作医疗X射线胶片上的感光剂。
(4)变色玻璃中通常加入适量的溴化银和氧化铜的微小晶粒。其变色原理
用化学方程式表示为①___________________,②___________________。
2AgBr 2Ag+Br2
2Ag+Br2 2AgBr
1.(2024·河北张家口高一段考)“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如图。下列说法正确的是
A.B可选用SO2进入吸收塔,反应
中体现SO2的氧化性
B.通入吹出塔的气体A和通入蒸馏塔的气体C可能是同一物质
C.精馏装置需要蒸馏烧瓶、分液漏斗、冷凝管
D.该流程中为了达到富集溴元素的目的进行了两次氧化还原反应
√
B可选用SO2,发生反应:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,SO2体现还原性,
A错误;
通入吹出塔的气体A和通入蒸馏塔的
气体C可能是氯气,把Br-氧化为Br2,B
正确;
精馏装置不需要分液漏斗,C错误;
该流程中为了达到富集溴元素的目的进行了三次氧化还原反应,D错误。
2.(2024·江苏溧阳高一月考)为研究海水提溴工艺,甲、乙两同学分别设计了如下实验流程:
甲:苦卤 含溴海水 含溴空气
溴水混合物 溴蒸气 液溴
乙:苦卤 含溴海水 溴蒸气 液溴
(1)甲同学步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的_____性;步骤④所发生反应的化学方程式为____________________________,SO2被氧化生成S,写出检验S的方法:__________________________
______________________________________________________________________。
挥发
Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4
取少量溶液于试管中,先滴加适量盐酸,无明显现象,再滴加几滴BaCl2溶液,若有白色沉淀产生,则说明有S
甲同学步骤③通入热空气或水蒸气吹出Br2,利用了溴的挥发性;步骤④是SO2水溶液吸收Br2,化学方程式为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。
(2)对比甲、乙两流程,最大的区别在于对含溴海水的处理方法不同,其中符合工业生产要求的是 (填“甲”或“乙”),理由为__________
_____________________________________________________________________________________________________。
甲
含溴海水中溴的浓度低,直接蒸馏成本高,甲流程中③④⑤步实际上是溴的富集过程,可提高溴的浓度,减少能源消耗,降低成本
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对点训练
题组一 粗盐提纯
1.中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是
A.蒸馏 B.蒸发
C.过滤 D.搅拌
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对点训练
2.下列关于粗盐提纯的说法正确的是
A.溶解粗盐时,应尽量让溶液稀些,防止食盐不完全溶解
B.将制得的食盐晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤
C.当蒸发到剩余少量液体时,停止加热,利用余热将液体蒸干
D.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S可依次向溶液中加入足量的碳酸
钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸
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溶解时溶液不是越稀越好,如果溶液太稀,蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干,A错误;
食盐晶体应该用少量水洗涤,否则制得的晶体会有很多溶于水,B错误;
蒸发时,当有大量晶体析出时应停止加热,用余热蒸干剩余液体,以免晶体受热后飞溅出来,不仅造成损失,还可能发生意外事故,C正确;
由于过量的钡离子需要用碳酸钠除去,则碳酸钠一定要在氯化钡溶液之后加入,D错误。
下列有关说法不正确的是
A.试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2
B.除去Ca2+的主要反应:Ca2++C===CaCO3↓
C.检验S是否除净的方法:取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液
D.加稀盐酸调节pH后,采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体
对点训练
3.除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4的过程如下:
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粗盐
滤液
氯化钠固体
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除去Mg2+的试剂为NaOH,除去Ca2+的试剂为Na2CO3,除去S的试剂为BaCl2,而过量的Ba2+需要用Na2CO3除去,所以BaCl2必须在Na2CO3之前加入,A错误;
除去Ca2+的离子方程式为Ca2++C===CaCO3↓，B正确;
检验S是否除净的方法为取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成,C正确;
过量的OH-和C用稀盐酸除去,可以通过控制溶液pH的方法调节所加入稀盐酸的量,再蒸发结晶得到NaCl固体,D正确。
题组二 海水提溴
4.下列有关海水提溴的说法错误的是
A.海水晒盐后的卤水是提溴原料
B.可以利用氯气氧化溴离子
C.可用高温水蒸气将溴从溶液中吹出
D.吹出的溴蒸气冷凝后得到纯溴
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对点训练
海水提溴的三个步骤是(1)先将浓缩海水中的Br-用氯气氧化:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。(2)将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和二氧化硫吸收剂发生反应转变成氢溴酸:Br2+SO2+2H2O===2Br-+S+4H+。(3)用氯气将富集的溴离子氧化得到产品溴:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
对点训练
5.目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的三分之一,从海水中提取溴的主要步骤可表示为
A.氧化→吸收→吹出→氧化
B.氧化→吹出→吸收→氧化
C.吹出→氧化→吸收→氧化
D.吹出→吸收→氧化
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6.(2024·江苏常州高一段考)空气吹出法工艺是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.“吹出塔”步骤中利用了溴的挥
发性
B.“吸收塔”内发生反应的化学方
程式为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr
C.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去
D.在该流程中,每提取1 mol溴,理论上至少消耗氯气44.8 L(标准状况)
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对点训练
氯气和溴均可以和氢氧化钠溶液反
应,不能用氢氧化钠溶液除去溴中的
少量氯气,C错误;
根据反应过程,每提取1 mol溴,理论
上消耗2 mol氯气,标准状况下体积为44.8 L,D正确。
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对点训练
7.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用,以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。下列说法正确的是
A.Br2在反应中失去电子
B.SO2在反应中表现还原性
C.H2O在反应中作氧化剂
D.反应过程中共转移了4 mol电子
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对点训练
Br元素的化合价由0价降低到-1价,在反应中得到电子,故A错误;
S元素的化合价由+4价升高到+6价,SO2作还原剂,在反应中表现还原性,故B正确;
H2O在反应中元素化合价没有发生变化,所以既不是氧化剂也不是还原剂,故C错误;
1 mol氧化剂在反应中得到1 mol×2×[0-(-1)]=2 mol电子,故D错误。
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8.海洋是非常巨大的资源宝库,以下有关海洋资源开发和利用的说法错误的是
A.海水中的元素种类很多,富集程度大
B.将海水蒸发结晶得到氯化钠晶体
C.海水中含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S等多种元素
D.由于与岩石、大气和生物相互作用,海水中溶解和悬浮着大量无机物和
有机物
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综合强化
海水中元素种类多,总储量大,但富集程度低,A错误;
氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大,因此可将海水蒸发结晶得到氯化钠晶体,B正确;
在海水中迄今已发现的80多种化学元素中,含量较高的元素除组成水的氢、氧元素外,还有氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴等元素,C正确。
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9.如图所示为海水综合利用部分流程,下列有关说法不正确的是
A.实验室进行步骤①的操作需用到
的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、
漏斗、玻璃棒、烧杯
B.步骤②中加入试剂的顺序可以是BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液
→过滤后加盐酸
C.步骤①②③④中都涉及氧化还原反应
D.步骤④得到的粗溴进行提纯时鼓入热空气利用了Br2易挥发的性质
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步骤②为粗盐提纯,加入试剂的顺序可以是BaCl2溶液→Na2CO3溶液→
NaOH溶液→过滤后加盐酸,B正确;
综合强化
步骤④得到的粗溴进行提纯时鼓入热空气是为了将溴单质吹出,利用了Br2易挥发的性质,D正确。
10.在空气吹出法的工艺中,选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的反应原理为3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+ 3CO2,也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的,下列有关说法正确的是
A.两种吸收过程中,Br2只作氧化剂
B.只有SO2吸收过程发生了氧化还原反应
C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱既不是还原剂也不是氧化剂
D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应
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①纯碱溶液作吸收剂的反应为3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+3CO2;②SO2作吸收剂的反应为SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr。分析以上两个反应可知:①中Br2既作氧化剂,又作还原剂,Na2CO3既不是还原剂也不是氧化剂,②中Br2只作氧化剂,①②均属于氧化还原反应。
11.一种从含Br-废水中提取Br2的过程,包括过滤、氧化、正十二烷(一种难溶于水的有机溶剂)萃取及蒸馏等步骤。已知:
综合强化
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Br2 CCl4 正十二烷
密度/(g·cm-3) 3.119 1.595 0.753
沸点/℃ 58.76 76.8 215~217
下列说法正确的是
A.用甲装置过滤时,需不断搅拌
B.用乙装置将Br-氧化为Br2
C.丙装置中用正十二烷而不用
CCl4,是因为其密度小
D.可用丁装置进行蒸馏,先收集
正十二烷再收集Br2
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过滤时不能搅拌;选用沸点较大的正十二烷,便于萃取后蒸馏,与密度无关;沸点低的物质先蒸馏出来。
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12.(2024·徐州高一段考)海水是资源宝库,以海水为原料可以制取粗盐、Br2等多种物质。
(1)粗盐中主要含NaCl,还含有少量CaCl2、MgCl2和Na2SO4。
①粗盐提纯的方法是将粗盐溶于水,向里面依次加入稍过量的 、________及NaOH溶液(填加入试剂的化学式),过滤,将滤液用盐酸酸化后,蒸发结晶。
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BaCl2
Na2CO3
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除去粗盐中的CaCl2、Na2SO4和MgCl2,应选择试剂NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,Na2CO3要在BaCl2之后加入。
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②实验中,判断所加上述某一试剂已经过量的方法是__________________
_______________________________。
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静置,向上层清液中
继续滴加该试剂,无白色沉淀产生
综合强化
(2)浓缩海水中含有NaCl、NaBr等物质。从浓缩海水中提取溴的流程如下:
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①写出“氧化Ⅰ”发生反应的离子方程式: 。
Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
“氧化Ⅰ”是通入Cl2氧化Br-得到Br2单质,离子方程式为Cl2+2Br-===
Br2+2Cl-。
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②“吸收”时是用SO2水溶液吸收空气吹出的溴蒸气。写出“吸收”时发生反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目:
。
综合强化
用SO2水溶液吸收空气吹出的溴蒸气:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,其中Br2作氧化剂,SO2作还原剂。
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③“蒸馏”时单质溴从溶液中蒸出,蒸馏后所剩溶液中的溶质是HCl、_______。
H2SO4
“吸收”时生成H2SO4和HBr,“氧化Ⅱ”发生的反应为2HBr+Cl2===
2HCl+Br2,“蒸馏”时单质溴从溶液中蒸出,则蒸馏后所剩溶液中的溶质是H2SO4、HCl。
综合强化
13.(2024·福建莆田高一期末)海水是一个巨大的化学资源宝库。实验室模拟从海水中提取溴,设计实验流程如下:
(1)海水中溴元素的存在形式是
(填“游离态”或“化
合态”)。
(2)步骤(Ⅰ)中分离粗盐和母液的操作名称是 ,该操作使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
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化合态
过滤
漏斗
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(3)①步骤(Ⅳ)中主要反应的离子方程式为 Br-+ Br+ H+=== Br2+
___H2O(配平该离子方程式)。
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步骤(Ⅳ)中主要反应的离子方程式为5Br-+Br+6H+===3Br2+3H2O。
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综合强化
②该反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比是 ,可推断氧化性:
Br Br2(填“>”或“<”),
若生成0.2 mol Br2,则转移的电
子数目为 。
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5∶1
>
NA
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Br-→Br2,化合价升高,作还原剂;
Br→Br2,化合价降低,作氧化剂;则该反应的还原剂与氧化剂
的物质的量之比是5∶1,氧化性:Br>Br2,根据化学方程式可知每生成3 mol Br2,转移5 mol电子,若生成0.2 mol Br2,转移 mol电子,即转移电子数目为NA。
实验步骤 试剂 预期沉淀的离子
步骤1 BaCl2溶液 S
步骤2
步骤3
综合强化
(4)为了除去粗盐中Mg2+、Ca2+、S及泥沙,先将粗盐溶于水,过滤后根据除杂原理,在表中填写除杂时依次添加的试剂及其预期沉淀的离子。
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NaOH溶液
Mg2+
Na2CO3溶液
Ca2+、Ba2+
(1)图中仪器B的名称: 。
(2)整套实验装置中仪器的连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是________
_____。
综合强化
14.某化学学习小组为了解工业生产中提纯溴的方法,查阅了有关资料:Br2是沸点为59 ℃、微溶于水、有毒性和强腐蚀性的深红棕色液体。他们设计如图所示装置(省略加热和夹持装置)进行溴的提纯,回答下列问题:
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(直形)冷凝管
溴腐蚀
橡胶
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溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶,故整套实验装置中仪器的连接均不能用橡胶塞和橡胶管。
综合强化
(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:____
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控制
溴的沸点为59 ℃,可采用水浴加热,并通过温度计b控制温度,收集59 ℃时的馏分。
温度计b的温度,收集59 ℃时的馏分
综合强化
(4)C中产生的液体颜色为 。为除去该产物中残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。
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深红棕色
C中液体主要是液溴,颜色为深红棕色。要除去液溴中残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,发生反应:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,溴的沸点为59 ℃,故可采用水浴加热进行蒸馏得到纯净的液溴。
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蒸馏作业27 粗盐提纯 从海水中提取溴
[分值:100分]
(选择题1~11题,每小题6分,共66分)
题组一 粗盐提纯
1.中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是 ( )
A.蒸馏 B.蒸发
C.过滤 D.搅拌
2.下列关于粗盐提纯的说法正确的是 ( )
A.溶解粗盐时,应尽量让溶液稀些,防止食盐不完全溶解
B.将制得的食盐晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤
C.当蒸发到剩余少量液体时,停止加热,利用余热将液体蒸干
D.为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、S可依次向溶液中加入足量的碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、稀盐酸
3.除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4的过程如下:
粗盐滤液氯化钠固体
下列有关说法不正确的是 ( )
A.试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2
B.除去Ca2+的主要反应:Ca2++C===CaCO3↓
C.检验S是否除净的方法:取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液
D.加稀盐酸调节pH后,采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体
题组二 海水提溴
4.下列有关海水提溴的说法错误的是 ( )
A.海水晒盐后的卤水是提溴原料
B.可以利用氯气氧化溴离子
C.可用高温水蒸气将溴从溶液中吹出
D.吹出的溴蒸气冷凝后得到纯溴
5.目前从海水中提取的溴约占世界溴年产量的三分之一,从海水中提取溴的主要步骤可表示为 ( )
A.氧化→吸收→吹出→氧化
B.氧化→吹出→吸收→氧化
C.吹出→氧化→吸收→氧化
D.吹出→吸收→氧化
6.(2024·江苏常州高一段考)空气吹出法工艺是目前“海水(呈弱碱性)提溴”的最主要方法之一,其工艺流程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.“吹出塔”步骤中利用了溴的挥发性
B.“吸收塔”内发生反应的化学方程式为Br2+SO2+2H2O===H2SO4+2HBr
C.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去
D.在该流程中,每提取1 mol溴,理论上至少消耗氯气44.8 L(标准状况)
7.海水提溴过程中,将溴吹入吸收塔,使溴蒸气和吸收剂SO2发生作用,以达到富集的目的,化学反应为Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4。下列说法正确的是 ( )
A.Br2在反应中失去电子
B.SO2在反应中表现还原性
C.H2O在反应中作氧化剂
D.反应过程中共转移了4 mol电子
8.海洋是非常巨大的资源宝库,以下有关海洋资源开发和利用的说法错误的是 ( )
A.海水中的元素种类很多,富集程度大
B.将海水蒸发结晶得到氯化钠晶体
C.海水中含有Cl、Na、K、Mg、Ca、S等多种元素
D.由于与岩石、大气和生物相互作用,海水中溶解和悬浮着大量无机物和有机物
9.如图所示为海水综合利用部分流程,下列有关说法不正确的是 ( )
A.实验室进行步骤①的操作需用到的主要仪器有蒸发皿、酒精灯、漏斗、玻璃棒、烧杯
B.步骤②中加入试剂的顺序可以是BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸
C.步骤①②③④中都涉及氧化还原反应
D.步骤④得到的粗溴进行提纯时鼓入热空气利用了Br2易挥发的性质
10.在空气吹出法的工艺中,选用纯碱溶液作溴蒸气吸收剂的反应原理为3Na2CO3+3Br2===5NaBr+NaBrO3+ 3CO2,也有选用SO2作溴蒸气吸收剂的,下列有关说法正确的是 ( )
A.两种吸收过程中,Br2只作氧化剂
B.只有SO2吸收过程发生了氧化还原反应
C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱既不是还原剂也不是氧化剂
D.用纯碱溶液作吸收剂只发生了复分解反应
11.一种从含Br-废水中提取Br2的过程,包括过滤、氧化、正十二烷(一种难溶于水的有机溶剂)萃取及蒸馏等步骤。已知:
Br2 CCl4 正十二烷
密度/(g·cm-3) 3.119 1.595 0.753
沸点/℃ 58.76 76.8 215~217
下列说法正确的是 ( )
A.用甲装置过滤时,需不断搅拌
B.用乙装置将Br-氧化为Br2
C.丙装置中用正十二烷而不用CCl4,是因为其密度小
D.可用丁装置进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2
12.(12分)(2024·徐州高一段考)海水是资源宝库,以海水为原料可以制取粗盐、Br2等多种物质。
(1)粗盐中主要含NaCl,还含有少量CaCl2、MgCl2和Na2SO4。
①粗盐提纯的方法是将粗盐溶于水,向里面依次加入稍过量的 、 及NaOH溶液(填加入试剂的化学式),过滤,将滤液用盐酸酸化后,蒸发结晶。
②实验中,判断所加上述某一试剂已经过量的方法是 。
(2)浓缩海水中含有NaCl、NaBr等物质。从浓缩海水中提取溴的流程如下:
①写出“氧化Ⅰ”发生反应的离子方程式: 。
②“吸收”时是用SO2水溶液吸收空气吹出的溴蒸气。写出“吸收”时发生反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目: 。
③“蒸馏”时单质溴从溶液中蒸出,蒸馏后所剩溶液中的溶质是HCl、 。
13.(12分)(2024·福建莆田高一期末)海水是一个巨大的化学资源宝库。实验室模拟从海水中提取溴,设计实验流程如下:
(1)(1分)海水中溴元素的存在形式是 (填“游离态”或“化合态”)。
(2)(2分)步骤(Ⅰ)中分离粗盐和母液的操作名称是 ,该操作使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)①(2分)步骤(Ⅳ)中主要反应的离子方程式为 Br-+ Br+ H+=== Br2+ H2O(配平该离子方程式)。
②(3分)该反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比是 ,可推断氧化性:Br Br2(填“>”或“<”),若生成0.2 mol Br2,则转移的电子数目为 。
(4)(4分)为了除去粗盐中Mg2+、Ca2+、S及泥沙,先将粗盐溶于水,过滤后根据除杂原理,在表中填写除杂时依次添加的试剂及其预期沉淀的离子。
实验步骤 试剂 预期沉淀的离子
步骤1 BaCl2溶液 S
步骤2
步骤3
14.(10分)某化学学习小组为了解工业生产中提纯溴的方法,查阅了有关资料:Br2是沸点为59 ℃、微溶于水、有毒性和强腐蚀性的深红棕色液体。他们设计如图所示装置(省略加热和夹持装置)进行溴的提纯,回答下列问题:
(1)图中仪器B的名称: 。
(2)整套实验装置中仪器的连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。
(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: 。
(4)C中产生的液体颜色为 。为除去该产物中残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。
答案精析
1.B
2.C ［溶解时溶液不是越稀越好，如果溶液太稀，蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干，A错误；食盐晶体应该用少量水洗涤，否则制得的晶体会有很多溶于水，B错误；蒸发时，当有大量晶体析出时应停止加热，用余热蒸干剩余液体，以免晶体受热后飞溅出来，不仅造成损失，还可能发生意外事故，C正确；由于过量的钡离子需要用碳酸钠除去，则碳酸钠一定要在氯化钡溶液之后加入，D错误。］
3.A ［除去Mg2+的试剂为NaOH，除去Ca2+的试剂为Na2CO3，除去S的试剂为BaCl2，而过量的Ba2+需要用Na2CO3除去，所以BaCl2必须在Na2CO3之前加入，A错误；除去Ca2+的离子方程式为Ca2++CCaCO3↓，B正确；检验S是否除净的方法为取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成，C正确；过量的OH-和C用稀盐酸除去，可以通过控制溶液pH的方法调节所加入稀盐酸的量，再蒸发结晶得到NaCl固体，D正确。］
4.D ［海水提溴的三个步骤是(1)先将浓缩海水中的Br-用氯气氧化：Cl2+2Br-Br2+2Cl-。(2)将溴吹入吸收塔，使溴蒸气和二氧化硫吸收剂发生反应转变成氢溴酸：Br2+SO2+2H2O2Br-+S+4H+。(3)用氯气将富集的溴离子氧化得到产品溴：Cl2+2Br-Br2+2Cl-。］
5.B
6.C ［氯气和溴均可以和氢氧化钠溶液反应，不能用氢氧化钠溶液除去溴中的少量氯气，C错误；根据反应过程，每提取1 mol溴，理论上消耗2 mol氯气，标准状况下体积为44.8 L，D正确。］
7.B ［Br元素的化合价由0价降低到-1价，在反应中得到电子，故A错误；S元素的化合价由+4价升高到+6价，SO2作还原剂，在反应中表现还原性，故B正确；H2O在反应中元素化合价没有发生变化，所以既不是氧化剂也不是还原剂，故C错误；1 mol氧化剂在反应中得到1 mol×2×［0-(-1)］=2 mol电子，故D错误。］
8.A ［海水中元素种类多，总储量大，但富集程度低，A错误；氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大，因此可将海水蒸发结晶得到氯化钠晶体，B正确；在海水中迄今已发现的80多种化学元素中，含量较高的元素除组成水的氢、氧元素外，还有氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴等元素，C正确。］
9.C ［步骤②为粗盐提纯，加入试剂的顺序可以是BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤后加盐酸，B正确；步骤④得到的粗溴进行提纯时鼓入热空气是为了将溴单质吹出，利用了Br2易挥发的性质，D正确。］
10.C ［①纯碱溶液作吸收剂的反应为3Na2CO3+3Br25NaBr+NaBrO3+3CO2；②SO2作吸收剂的反应为SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr。分析以上两个反应可知：①中Br2既作氧化剂，又作还原剂，Na2CO3既不是还原剂也不是氧化剂，②中Br2只作氧化剂，①②均属于氧化还原反应。］
11.B ［过滤时不能搅拌；选用沸点较大的正十二烷，便于萃取后蒸馏，与密度无关；沸点低的物质先蒸馏出来。］
12.(1) ①BaCl2 Na2CO3 ②静置，向上层清液中继续滴加该试剂，无白色沉淀产生
(2)①Cl2+2Br-Br2+2Cl-
② ③H2SO4
解析 (1)①除去粗盐中的CaCl2、Na2SO4和MgCl2，应选择试剂NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液，Na2CO3要在BaCl2之后加入。(2)①“氧化Ⅰ”是通入Cl2氧化Br-得到Br2单质，离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。②用SO2水溶液吸收空气吹出的溴蒸气：SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr，其中Br2作氧化剂，SO2作还原剂。③“吸收”时生成H2SO4和HBr，“氧化Ⅱ”发生的反应为2HBr+Cl22HCl+Br2，“蒸馏”时单质溴从溶液中蒸出，则蒸馏后所剩溶液中的溶质是H2SO4、HCl。
13.(1)化合态 (2) 过滤 漏斗
(3)①5 1 6 3 3 ②5∶1 > NA
(4)NaOH溶液 Mg2+ Na2CO3溶液 Ca2+、Ba2+
解析 (3)①步骤(Ⅳ)中主要反应的离子方程式为5Br-+Br+6H+3Br2+3H2O。②Br-→Br2，化合价升高，作还原剂；Br→Br2，化合价降低，作氧化剂；则该反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比是5∶1，氧化性：Br>Br2，根据化学方程式可知每生成3 mol Br2，转移5 mol电子，若生成0.2 mol Br2，转移 mol电子，即转移电子数目为NA。
14.(1)(直形)冷凝管 (2)溴腐蚀橡胶 (3)控制温度计b的温度，收集59 ℃时的馏分 (4)深红棕色 蒸馏
解析 (2)溴具有腐蚀性，可以腐蚀橡胶，故整套实验装置中仪器的连接均不能用橡胶塞和橡胶管。(3)溴的沸点为59 ℃，可采用水浴加热，并通过温度计b控制温度，收集59 ℃时的馏分。
(4)C中液体主要是液溴，颜色为深红棕色。要除去液溴中残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，发生反应：Cl2+2NaBr2NaCl+Br2，溴的沸点为59 ℃，故可采用水浴加热进行蒸馏得到纯净的液溴。
