海水中的元素
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第4节 海水中的化学元素
课前练习
1．下列元素①Cl ②Na ③Br ④I ⑤Mg ⑥U属于海水中的微量元素的是（ ）
A．①②⑤ B．④⑥ C．①②③④ D．③④⑤⑥
2．近年来．加“碘”食盐较少使用碘化钾，因其口感苦涩且在贮藏和运输中易变质。目前代之加入的是（ ）
A．I2 B．KIO C．NaIO D．KIO3
3．下列有“国防金属”美誉之称的是（ ）
A．铁 B．金 C．铝 D．镁
4．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br＋Cl2＝Br2＋2Cl，下列说法正确的是（ ）
A．溴离子具有氧化性 B．氯气是还原剂
C．该反应属于复分解反应 D．氯气的氧化性比溴单质强
5．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-，（X-为Cl-、Br-、I-）离子，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙色，将此溶液倒入丙，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有（ ）
A．Br-、Cl-、I- B．Br-、I-、Cl- C．I-、Br-、Cl- D．Cl-、I- -、Br
6．为实现中国消除碘缺乏病的目标，卫生部规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾（KIO3）形式存在。已知在溶液中IO3-可和I-发生反应：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O根据此反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验，证明在食盐中存在IO3-。可供选用的物质有：①自来水，②蓝色石蕊试纸，③碘化钾淀粉试纸，④淀粉，⑤食糖，⑥食醋，⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是（碘单质可使淀粉变蓝色，用于碘的检验）
A．①③ B．③⑥ C．②④⑥ D．①②④⑤⑦
7．近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是
A．
B．
C．
D．
8．向溴水中加入下列物质．不能使溴水的颜色变为无色的是
A．加入CCl4多次萃取 B．加入适量KI溶液
C．加入适量的镁粉 D．加入适量的K2CO3溶液
9．（2005上海-4）下列金属冶炼的反应原理，错误的是
A 2NaCl熔融 2Na＋Cl2 B MgO＋H2 Mg＋2H2O
C Fe3O4＋CO 3Fe＋4CO2 D 2HgO 2Hg＋O2
10．某无色气体可能含有HCl、 HBr 、SO2 、CO2 中的一种或几种。将气体通入到适量氯水中，恰好完全反应，不再剩余气体。将所得的无色溶液分装在两个试管中，分别加入酸化的AgNO3 溶液和酸化的BaCl2溶液，均产生白色沉淀。则下列判断正确的是（ ）
A．原气体中一定有SO2 ,一定无HBr B．原气体中可能有SO2
C．原气体中一定有HCl D．不能确定有无HCl,但一定无CO2
11．按下面的实验过程填空：
写出上述反应的化学方程式：
（1）_________________________________________________________
（2）_________________________________________________________
（3）_________________________________________________________
12．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）写出①、③、⑥反应的化学方程式：
① ， ③ ， ⑥ 。
（2）在反应①→⑥中属于氧化还原反应的是 。
（3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 。
（4）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；
溶解时： 。过滤时： 。
蒸发时： 。
13．（2005广东-21）某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题。
（1）第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有 填代号、限填3项。
A 试管 B 瓷坩埚 C 坩埚钳 D 铁三角架 E 泥三角 F 酒精灯 D 烧杯 H 量筒
（2） 第2步：I 溶液的获取。操作是 。
（3）第3步：氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用 填代号。
A．浓硫酸 B．新制氯水 C．KMnO4溶液 D．H2O2
理由是 。
（4） 第4步：碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘。
11．答案： （a）橙黄色 （b）橙红色 （c）蓝色 （d）紫色
（1）2FeBr2＋3Cl2＝2FeCl3＋2Br2 （2）2FeCl3＋2KI＝2FeCl2＋2KCl＋I2 （3）2KI＋Br2＝I2＋2KBr
12答案：（1）①CaCO3CaO+CO2↑ ③MgCl2 + Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2 ⑥MgCl2Mg + Cl2↑
（2）⑥ （3）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。
（4）搅拌，加速溶解；引流，使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。
13．答案：（1）B、E、F（2）将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻棒充分搅拌，煮沸，过滤
（3）D； 过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染不会进一步氧化单质碘
第4节 海水中的化学元素
一、海水——化学元素宝库
1．海水中的元素
常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟。
微量元素：锂、碘、铀。
说明：常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%。
溴被人们称为“海洋元素”，因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。
问题：海水中含量最高的元素是
2．氯化钠、锂、碘、铀的重要用途
氯化钠：食用、生理盐水、化工原料
锂：热核反应的重要材料之一，是锂电池、特种合金等的原料之一。
碘：碘酒消毒，人体必需元素 铀：核燃料
3．氯碱工业
（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
（2）原料：饱和食盐水
（3）原理：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
(4 ) 设备：离子交换膜法电解槽
【交流·研讨】
① 写出电解饱和食盐水的离子方程式。
② 粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、 Fe3+、 SO42-等杂质，不符合电解要求，思考如何除去杂质，使食盐水得到精制？
解答：① 2Cl 2+ 2 H2 O 2OH- + H2↑+ Cl2 ↑；②先加入过量的BaCl2溶液使SO42-完全沉淀，再加入过量的NaOH 溶液除去Fe3+和Mg2+，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸调pH为7即可。
例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
例2：医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带，这是由于海带中含有丰富的 ；碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性的问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济的可行措施是 。 答案：碘元素；食盐加碘（盐）。
二、镁和海水提镁
1. 海水提镁的方法
（1）海水提镁的3个环节：
①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。
②Mg2+的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2溶液。
③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。
（2）相关化学（或离子）方程式：
①CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2
②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓； Mg(OH)2＋2H+＝ Mg2+＋2H2O
③MgCl2Mg+Cl2↑
2．镁的性质
（1）物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。
（2）化学性质
①与非金属单质反应
2Mg + O2 2MgO 3Mg + N2 Mg3N2 Mg + Cl2 MgCl2
②与酸反应
与镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg + 2H+ ＝Mg2+ + H2 ↑
与镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：
Mg + 2 H2SO4(浓) ＝ MgSO4 + SO2↑+ 2H2O
③与某些氧化物反应2Mg + CO2 2MgO + C
感悟：
（1）“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、 Ca、 Na、 Mg等可燃物则是助燃剂。
（2）镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，故镁有抗腐蚀性能。
例3：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
例4：镁不仅能在O2中燃烧，它还能在不支持燃烧的氮气、能灭火的CO2中燃烧。与CO2性质相似，镁亦能在SO2和灼热的水蒸气中燃烧，写出有关反应的化学方程式并指出实验时观察到的现象。
（1）Mg＋SO2： ①反应方程式：_______________；②实验现象：_________ _____ _。
（2）Mg＋H2O(g) ①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。
答案：（1）①2Mg＋SO22MgO＋S Mg＋SMgS
②Mg在SO2中燃烧，产生白色固体，也产生黄色固体
（2）①Mg＋H2O(g) MgO＋H2 ②Mg在H2O(g)燃烧，生成白色固体
三、溴和海水提溴
1．与溴关系密切的一组元素——卤素F、Cl、Br、I
2．溴单质和碘单质的物理性质
（1）实验探究溴和碘的物理性质：重点色、态、味及溶解性。
物理性质 溴单质 碘单质
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性和溶液颜色 水中 可溶；橙黄色 难溶；黄褐色
酒精中 易溶；橙红色 易溶；褐色
四氯化碳中 易溶；橙红色 易溶；紫红色
（2）特性：
溴：溴是常温下唯一呈液态的非金属，易挥发；
保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发。
碘：1、易升华；用于物质分离和提纯
2、遇淀粉变蓝，这是碘的特性。常用于I2和I-的检验。
（3）萃取
实验探究溴水和碘水中加入CCl4的现象
实验表明，用CCl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，这种分离方法叫萃取。
概念：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取
主要仪器：萃取所用的仪器是分液漏斗。
条件： 1、萃取剂与原溶剂互不相溶；
2、萃取剂与溶质不反应；
3、溶质在萃取剂中溶解度远大于原溶剂中的溶解度。
注意： 1、分液漏斗使用前要检验是否漏水；
2、倒转时要关闭玻璃塞和活塞，并不时旋开活塞放气；
3、分液时要先打开玻璃塞，使液体容易流下；
4、下层液体要从下口放出，上层液体要从漏斗上口倒出。
3．氯、溴、碘单质氧化性的强弱
实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：
实验项目 实验操作 实验现象 实验结论
氯置换溴 将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中 溶液由无色变为橙黄色 氯可以置换出溴Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
氯置换碘 将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 氯可以置换碘Cl2+2KI=2NaCl+I2
溴置换碘 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 溴可以置换碘Br2+2KI=2NaBr+I2
结论 氯、溴、碘的氧化性：Cl2>Br2>I2;还原性：Cl-① 碘的氧化性较弱，遇变价金属得低价化合物。如碘与铁反应生成FeI2
② 氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX;HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸。
③ 氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O=HX+HXO,但反应程度依次减弱。
④ AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物。二者见光都易分解。
⑤ 卤素离子的检验：在含有Cl－、Br－、I－的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀，若再加入稀硝酸．沉淀不溶解（AgF能溶于水）。
?
4．海水提溴与海洋的综合利用
（1）海水提溴：溴单质的氧化性介于氯和碘之间，因此海水提溴可以选取氯气作氧化剂。大体分为三个步骤：
浓缩：海水中的Br-的浓度很小，大约0.067g/L,海水晒盐剩下的苦卤中的Br-浓度较大，可作提取溴的原料。
氧化：向苦卤中通入氯气。Cl2+2Br－=2Cl－+Br2
提取：向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气，使溴挥发而分离出来。
溴的用途很广泛。可用于制造燃料的抗爆剂、感光材料、杀虫剂、镇静剂等。
（2）海水的综合利用
例5：a、b、c、d四个集气瓶中装有Cl2、H2、HCl、HBr中的任一种气体。若a、d两瓶气体混合见光爆炸，a、b两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴。则c瓶装的气体是
A．HBr B．HCl C．Cl2 D．H2
例6：从海水里提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O。与上述反应在原理上最相似的反应是
A．2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl B．2KI＋Br2＝I2＋2KBr
C．2H2S＋SO2＝3S＋2H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
四、常见题型：
题型一、有关镁及其化合物的简单计算
典例1：把等质量的金属镁分别放在：①纯氧气(O2)中；②二氧化碳气体中；③空气中。完全燃烧后，得到的固体物质的质量分别对应的是w1g，w2g和w3g。以上三者的关系正确的是
A．w1＞w2＞w3 B．w3＞w1＞w2
C．w3＞w2＞w1 D．w2＞w1＞w3
1．下列物质分别与100mL 2mol/L的盐酸恰好反应时，所得溶液的溶质的物质的量浓度的大小关系是：①镁粉 ②氧化镁 ③氢氧化镁 ④碳酸镁
A．①>②>③>④ B．①>②=④>③
C．①>④>③=② D．④>①>②=③
题型二、卤素单质的氧化性
典例2：在100 mL含等物质的量HBr和H2SO3的溶液里通入0.01 mol Cl2，有一半Br－变为Br2（已知Br2能氧化H2SO3）。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于
A．0.0075 mol·L－1 B．0.18 mol·L－1
C．0.075 mol·L－1 D．0.08 mol·L－1
2．向NaBr、NaI、Na2SO3混和液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到的固体剩余物质的组成可能是
A．NaCl、Na2SO4 B．NaCl、NaBr、Na2SO4
C．NaCl、Na2SO4、I2 D．NaCl、NaI、Na2SO4
课后练习：
1．下列过程属于人工固氮的是（ ）
A．分离液态空气制氮气 B．闪电时N2 转化为NO
C．合成氨 D．豆科作物根瘤菌将N2 转化为NH3
2．下列关于浓硫酸的叙述正确的是（ ）
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D．浓硫酸在常温下能够使铁铝等金属钝化
3．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料，工业上制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，有下列气体：①空气，②CO2，③Ar，④H2，⑤N2其中可作为冷却气体的是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤
4．能使淀粉碘化钾试纸变蓝的物质是（ ）
A．氯水 B．碘水 C．碘化钠溶液 D．溴化钠溶液
5．把7.4gNa2CO3 10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mLD 溶液，其中c(Na+)＝0.6mol/L.若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是（ ）
A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g
6．强热条件下，硫酸亚铁固体发生分解：2FeSO4＝Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，如将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中，则（ ）
A．析出BaSO3沉淀 B．析出BaSO4沉淀
C．逸出SO3气体 D．逸出SO2气体
7．采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。例如，从某种意义讲P2O5、SO2、SO3、CO2、Cl2O7等归为一类，则下列氧化物中与它们同属一类的是（ ）
A．CO B．NO C．N2O5 D．NO2
8．由碳、氧两种元素组成的气体中，碳与氧的质量比为3∶5，则该气体可能是（ ）
A．由CO或CO2单独组成的纯净物 B．由CO和CO2共同组成的混合物
C．由CO和O2共同组成的混合物 D．由CO2和O2共同组成的混合物
9．要除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠，最好采用
A．加入过量的澄清石灰水 B．加入适量的氢氧化钠溶液
C．将溶液加热蒸干并灼烧 D．通入足量的CO2气体
10．把CO2通入NaOH溶液中，当生成Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为2：1时，CO2和NaOH的物质的量之比为（ ）
A．3：2 B．3：4 C．3：5 D．1：2
11、如图所示，试管中集满干燥的氯气，胶头滴管中装有供反应的足量浓氨水。滴入浓氨水，开始时试管内发生的反应有氧化还原反应：NH3＋Cl2→N2＋HCl并产生红光和白烟。
请根据以上反应和现象回答下列问题：
（1）标志反应全部完成的现象是 。
（2）反应完毕后，将试管浸入水中并倒立着试管，取下滴管，有水进入试管．在室温时，进入试管内的水约占试管容积的 。
（3）反应中生成的白烟是 。
（4）用写出试管中反应的化学方程式 。
11．大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响，制取氨气并完成喷泉实验。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式： 。
（2）收集氨气应使用 法，要得到干燥的氨气可选用 作干燥剂。
（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是 ，该实验的原理是 。
（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。
12、Na2SO3 长期放置会变成Na2SO4 。为了证明Na2SO3 是否变质，设计实验方案进行检验并据发生的反应现象判断：加入 出现白色沉淀，可能发生的有关反应的离子方程式
为 、
再加入
(1)若沉淀 ，说明未变质；反应离子方程式为
(2)若沉淀 ，说明部分变质；
(3 )若沉淀 ，说明全部变质。
13、某同学记了有关硝酸的事实，你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填下列空格：（1）久置的硝酸显黄：性质 反应方程式为
（2）铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸 ： 性质
（3）铜片放入在硝酸中，溶液变蓝，试管口有红棕色气体产生：性质 、
有关反应的方程式为
（4）碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体：性质
有关反应方程式为
（5）浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减少：性质
14、实验室里常利用反应：3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)２＋2NO↑+4H2O来制取NO，当有19.2gCu参加反应时，计算：
（1）能生成多少升NO（标准状况下）
（2）消耗多少摩尔HNO3
（3）被还原的HNO3的质量 11．研析：由题意知因发生反应8NH3＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2时放出大量的热而产生红光和白烟。当不再产生红光和白烟时表明不再放出大量的热，此时反应已经完成。由反应方程式可知，反应产生的N2为参加反应的Cl2的物质的量的1/3，故进入试管的水的体积约为试管容积的2/3。显然白烟为NH4Cl。
答案：（1）不再产生红光和白烟。（2）2/3（3）NH4Cl（4）8NH3＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2
12．研析：本题考查了氨气的制取及喷泉实验的有关操作．对于氨气的实验室制法，其制取原料、干燥方法、收集方法都是学生必须掌握的基本内容，因而（1）（2）两小题难度不大；第（3）小题考查喷泉实验的基本操作，将胶头滴管中的水挤压至烧瓶中即可引发喷泉；第（4）小题则注重考查学生解决问题的能力，只要理解了喷泉实验的原理——设法将烧瓶中的NH3先溶解一部分使其压强降低即可引发喷泉，在没有外加水的情况下只能使烧瓶中的NH3体积膨胀与烧杯中的水接触，使NH3体积膨胀的方法便是升高其温度，因而可用手或热毛巾将烧瓶捂热．
答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O
（2）向下排气 碱石灰
（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小
（4）打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管中的空气，NH3与水接触，即发生喷泉。
课前练习
1．下列元素①Cl ②Na ③Br ④I ⑤Mg ⑥U属于海水中的微量元素的是（ ）
A．①②⑤ B．④⑥ C．①②③④ D．③④⑤⑥
2．近年来．加“碘”食盐较少使用碘化钾，因其口感苦涩且在贮藏和运输中易变质。目前代之加入的是（ ）
A．I2 B．KIO C．NaIO D．KIO3
3．下列有“国防金属”美誉之称的是（ ）
A．铁 B．金 C．铝 D．镁
4．从海水中可以提取溴，主要反应为：2Br＋Cl2＝Br2＋2Cl，下列说法正确的是（ ）
A．溴离子具有氧化性 B．氯气是还原剂
C．该反应属于复分解反应 D．氯气的氧化性比溴单质强
5．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X-，（X-为Cl-、Br-、I-）离子，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙色，将此溶液倒入丙，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有（ ）
A．Br-、Cl-、I- B．Br-、I-、Cl- C．I-、Br-、Cl- D．Cl-、I- -、Br
6．为实现中国消除碘缺乏病的目标，卫生部规定食盐必须加碘，其中的碘以碘酸钾（KIO3）形式存在。已知在溶液中IO3-可和I-发生反应：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O根据此反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验，证明在食盐中存在IO3-。可供选用的物质有：①自来水，②蓝色石蕊试纸，③碘化钾淀粉试纸，④淀粉，⑤食糖，⑥食醋，⑦白酒。进行上述实验时必须使用的物质是（碘单质可使淀粉变蓝色，用于碘的检验）
A．①③ B．③⑥ C．②④⑥ D．①②④⑤⑦
7．近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是
A．
B．
C．
D．
8．向溴水中加入下列物质．不能使溴水的颜色变为无色的是
A．加入CCl4多次萃取 B．加入适量KI溶液
C．加入适量的镁粉 D．加入适量的K2CO3溶液
9．（2005上海-4）下列金属冶炼的反应原理，错误的是
A 2NaCl熔融 2Na＋Cl2 B MgO＋H2 Mg＋2H2O
C Fe3O4＋CO 3Fe＋4CO2 D 2HgO 2Hg＋O2
10．某无色气体可能含有HCl、 HBr 、SO2 、CO2 中的一种或几种。将气体通入到适量氯水中，恰好完全反应，不再剩余气体。将所得的无色溶液分装在两个试管中，分别加入酸化的AgNO3 溶液和酸化的BaCl2溶液，均产生白色沉淀。则下列判断正确的是（ ）
A．原气体中一定有SO2 ,一定无HBr B．原气体中可能有SO2
C．原气体中一定有HCl D．不能确定有无HCl,但一定无CO2
11．按下面的实验过程填空：
写出上述反应的化学方程式：
（1）_________________________________________________________
（2）_________________________________________________________
（3）_________________________________________________________
12．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）写出①、③、⑥反应的化学方程式：
① ， ③ ， ⑥ 。
（2）在反应①→⑥中属于氧化还原反应的是 。
（3）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 。
（4）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；
溶解时： 。过滤时： 。
蒸发时： 。
13．（2005广东-21）某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答相关问题。
（1）第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有 填代号、限填3项。
A 试管 B 瓷坩埚 C 坩埚钳 D 铁三角架 E 泥三角 F 酒精灯 D 烧杯 H 量筒
（2） 第2步：I 溶液的获取。操作是 。
（3）第3步：氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用 填代号。
A．浓硫酸 B．新制氯水 C．KMnO4溶液 D．H2O2
理由是 。
（4） 第4步：碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘。
11．答案： （a）橙黄色 （b）橙红色 （c）蓝色 （d）紫色
（1）2FeBr2＋3Cl2＝2FeCl3＋2Br2 （2）2FeCl3＋2KI＝2FeCl2＋2KCl＋I2 （3）2KI＋Br2＝I2＋2KBr
12答案：（1）①CaCO3CaO+CO2↑ ③MgCl2 + Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2 ⑥MgCl2Mg + Cl2↑
（2）⑥ （3）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。
（4）搅拌，加速溶解；引流，使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒；搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅。
13．答案：（1）B、E、F（2）将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻棒充分搅拌，煮沸，过滤
（3）D； 过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染不会进一步氧化单质碘
第4节 海水中的化学元素
一、海水——化学元素宝库
1．海水中的元素
常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟。
微量元素：锂、碘、铀。
说明：常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%。
溴被人们称为“海洋元素”，因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。
问题：海水中含量最高的元素是
2．氯化钠、锂、碘、铀的重要用途
氯化钠：食用、生理盐水、化工原料
锂：热核反应的重要材料之一，是锂电池、特种合金等的原料之一。
碘：碘酒消毒，人体必需元素 铀：核燃料
3．氯碱工业
（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。
（2）原料：饱和食盐水
（3）原理：2NaCl + 2H2O 2NaOH + Cl2↑+ H2↑
(4 ) 设备：离子交换膜法电解槽
【交流·研讨】
① 写出电解饱和食盐水的离子方程式。
② 粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、 Fe3+、 SO42-等杂质，不符合电解要求，思考如何除去杂质，使食盐水得到精制？
解答：① 2Cl 2+ 2 H2 O 2OH- + H2↑+ Cl2 ↑；②先加入过量的BaCl2溶液使SO42-完全沉淀，再加入过量的NaOH 溶液除去Fe3+和Mg2+，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸调pH为7即可。
例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
例2：医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带，这是由于海带中含有丰富的 ；碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性的问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济的可行措施是 。 答案：碘元素；食盐加碘（盐）。
二、镁和海水提镁
1. 海水提镁的方法
（1）海水提镁的3个环节：
①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。
②Mg2+的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2溶液。
③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。
（2）相关化学（或离子）方程式：
①CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2
②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓； Mg(OH)2＋2H+＝ Mg2+＋2H2O
③MgCl2Mg+Cl2↑
2．镁的性质
（1）物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。
（2）化学性质
①与非金属单质反应
2Mg + O2 2MgO 3Mg + N2 Mg3N2 Mg + Cl2 MgCl2
②与酸反应
与镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg + 2H+ ＝Mg2+ + H2 ↑
与镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：
Mg + 2 H2SO4(浓) ＝ MgSO4 + SO2↑+ 2H2O
③与某些氧化物反应2Mg + CO2 2MgO + C
感悟：
（1）“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、 Ca、 Na、 Mg等可燃物则是助燃剂。
（2）镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，故镁有抗腐蚀性能。
例3：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
例4：镁不仅能在O2中燃烧，它还能在不支持燃烧的氮气、能灭火的CO2中燃烧。与CO2性质相似，镁亦能在SO2和灼热的水蒸气中燃烧，写出有关反应的化学方程式并指出实验时观察到的现象。
（1）Mg＋SO2： ①反应方程式：_______________；②实验现象：_________ _____ _。
（2）Mg＋H2O(g) ①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。
答案：（1）①2Mg＋SO22MgO＋S Mg＋SMgS
②Mg在SO2中燃烧，产生白色固体，也产生黄色固体
（2）①Mg＋H2O(g) MgO＋H2 ②Mg在H2O(g)燃烧，生成白色固体
三、溴和海水提溴
1．与溴关系密切的一组元素——卤素F、Cl、Br、I
2．溴单质和碘单质的物理性质
（1）实验探究溴和碘的物理性质：重点色、态、味及溶解性。
物理性质 溴单质 碘单质
颜色 深红棕色 紫黑色
状态 液体 固体
溶解性和溶液颜色 水中 可溶；橙黄色 难溶；黄褐色
酒精中 易溶；橙红色 易溶；褐色
四氯化碳中 易溶；橙红色 易溶；紫红色
（2）特性：
溴：溴是常温下唯一呈液态的非金属，易挥发；
保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发。
碘：1、易升华；用于物质分离和提纯
2、遇淀粉变蓝，这是碘的特性。常用于I2和I-的检验。
（3）萃取
实验探究溴水和碘水中加入CCl4的现象
实验表明，用CCl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，这种分离方法叫萃取。
概念：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取
主要仪器：萃取所用的仪器是分液漏斗。
条件： 1、萃取剂与原溶剂互不相溶；
2、萃取剂与溶质不反应；
3、溶质在萃取剂中溶解度远大于原溶剂中的溶解度。
注意： 1、分液漏斗使用前要检验是否漏水；
2、倒转时要关闭玻璃塞和活塞，并不时旋开活塞放气；
3、分液时要先打开玻璃塞，使液体容易流下；
4、下层液体要从下口放出，上层液体要从漏斗上口倒出。
3．氯、溴、碘单质氧化性的强弱
实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：
实验项目 实验操作 实验现象 实验结论
氯置换溴 将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中 溶液由无色变为橙黄色 氯可以置换出溴Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
氯置换碘 将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 氯可以置换碘Cl2+2KI=2NaCl+I2
溴置换碘 将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中 溶液由无色变为褐色 溴可以置换碘Br2+2KI=2NaBr+I2
结论 氯、溴、碘的氧化性：Cl2>Br2>I2;还原性：Cl-
② 氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX;HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸。
③ 氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O=HX+HXO,但反应程度依次减弱。
④ AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物。二者见光都易分解。
⑤ 卤素离子的检验：在含有Cl－、Br－、I－的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀，若再加入稀硝酸．沉淀不溶解（AgF能溶于水）。
?
4．海水提溴与海洋的综合利用
（1）海水提溴：溴单质的氧化性介于氯和碘之间，因此海水提溴可以选取氯气作氧化剂。大体分为三个步骤：
浓缩：海水中的Br-的浓度很小，大约0.067g/L,海水晒盐剩下的苦卤中的Br-浓度较大，可作提取溴的原料。
氧化：向苦卤中通入氯气。Cl2+2Br－=2Cl－+Br2
提取：向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气，使溴挥发而分离出来。
溴的用途很广泛。可用于制造燃料的抗爆剂、感光材料、杀虫剂、镇静剂等。
（2）海水的综合利用
例5：a、b、c、d四个集气瓶中装有Cl2、H2、HCl、HBr中的任一种气体。若a、d两瓶气体混合见光爆炸，a、b两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴。则c瓶装的气体是
A．HBr B．HCl C．Cl2 D．H2
例6：从海水里提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O。与上述反应在原理上最相似的反应是
A．2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl B．2KI＋Br2＝I2＋2KBr
C．2H2S＋SO2＝3S＋2H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
四、常见题型：
题型一、有关镁及其化合物的简单计算
典例1：把等质量的金属镁分别放在：①纯氧气(O2)中；②二氧化碳气体中；③空气中。完全燃烧后，得到的固体物质的质量分别对应的是w1g，w2g和w3g。以上三者的关系正确的是
A．w1＞w2＞w3 B．w3＞w1＞w2
C．w3＞w2＞w1 D．w2＞w1＞w3
1．下列物质分别与100mL 2mol/L的盐酸恰好反应时，所得溶液的溶质的物质的量浓度的大小关系是：①镁粉 ②氧化镁 ③氢氧化镁 ④碳酸镁
A．①>②>③>④ B．①>②=④>③
C．①>④>③=② D．④>①>②=③
题型二、卤素单质的氧化性
典例2：在100 mL含等物质的量HBr和H2SO3的溶液里通入0.01 mol Cl2，有一半Br－变为Br2（已知Br2能氧化H2SO3）。原溶液中HBr和H2SO3的浓度都等于
A．0.0075 mol·L－1 B．0.18 mol·L－1
C．0.075 mol·L－1 D．0.08 mol·L－1
2．向NaBr、NaI、Na2SO3混和液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到的固体剩余物质的组成可能是
A．NaCl、Na2SO4 B．NaCl、NaBr、Na2SO4
C．NaCl、Na2SO4、I2 D．NaCl、NaI、Na2SO4
课后练习：
1．下列过程属于人工固氮的是（ ）
A．分离液态空气制氮气 B．闪电时N2 转化为NO
C．合成氨 D．豆科作物根瘤菌将N2 转化为NH3
2．下列关于浓硫酸的叙述正确的是（ ）
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D．浓硫酸在常温下能够使铁铝等金属钝化
3．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料，工业上制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，有下列气体：①空气，②CO2，③Ar，④H2，⑤N2其中可作为冷却气体的是（ ）
A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤
4．能使淀粉碘化钾试纸变蓝的物质是（ ）
A．氯水 B．碘水 C．碘化钠溶液 D．溴化钠溶液
5．把7.4gNa2CO3 10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mLD 溶液，其中c(Na+)＝0.6mol/L.若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是（ ）
A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g
6．强热条件下，硫酸亚铁固体发生分解：2FeSO4＝Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，如将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中，则（ ）
A．析出BaSO3沉淀 B．析出BaSO4沉淀
C．逸出SO3气体 D．逸出SO2气体
7．采用不同的分类方法，可将非金属氧化物分为不同的类别。例如，从某种意义讲P2O5、SO2、SO3、CO2、Cl2O7等归为一类，则下列氧化物中与它们同属一类的是（ ）
A．CO B．NO C．N2O5 D．NO2
8．由碳、氧两种元素组成的气体中，碳与氧的质量比为3∶5，则该气体可能是（ ）
A．由CO或CO2单独组成的纯净物 B．由CO和CO2共同组成的混合物
C．由CO和O2共同组成的混合物 D．由CO2和O2共同组成的混合物
9．要除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠，最好采用
A．加入过量的澄清石灰水 B．加入适量的氢氧化钠溶液
C．将溶液加热蒸干并灼烧 D．通入足量的CO2气体
10．把CO2通入NaOH溶液中，当生成Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为2：1时，CO2和NaOH的物质的量之比为（ ）
A．3：2 B．3：4 C．3：5 D．1：2
11、如图所示，试管中集满干燥的氯气，胶头滴管中装有供反应的足量浓氨水。滴入浓氨水，开始时试管内发生的反应有氧化还原反应：NH3＋Cl2→N2＋HCl并产生红光和白烟。
请根据以上反应和现象回答下列问题：
（1）标志反应全部完成的现象是 。
（2）反应完毕后，将试管浸入水中并倒立着试管，取下滴管，有水进入试管．在室温时，进入试管内的水约占试管容积的 。
（3）反应中生成的白烟是 。
（4）用写出试管中反应的化学方程式 。
11．大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响，制取氨气并完成喷泉实验。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式： 。
（2）收集氨气应使用 法，要得到干燥的氨气可选用 作干燥剂。
（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是 ，该实验的原理是 。
（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。
12、Na2SO3 长期放置会变成Na2SO4 。为了证明Na2SO3 是否变质，设计实验方案进行检验并据发生的反应现象判断：加入 出现白色沉淀，可能发生的有关反应的离子方程式
为 、
再加入
(1)若沉淀 ，说明未变质；反应离子方程式为
(2)若沉淀 ，说明部分变质；
(3 )若沉淀 ，说明全部变质。
13、某同学记了有关硝酸的事实，你知道这些事实分别表现了硝酸的哪些性质？请填下列空格：（1）久置的硝酸显黄：性质 反应方程式为
（2）铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸 ： 性质
（3）铜片放入在硝酸中，溶液变蓝，试管口有红棕色气体产生：性质 、
有关反应的方程式为
（4）碳单质放入热的浓硝酸中产生大量的红棕色气体：性质
有关反应方程式为
（5）浓硝酸敞口放置在空气中，质量会减少：性质
14、实验室里常利用反应：3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)２＋2NO↑+4H2O来制取NO，当有19.2gCu参加反应时，计算：
（1）能生成多少升NO（标准状况下）
（2）消耗多少摩尔HNO3
（3）被还原的HNO3的质量 11．研析：由题意知因发生反应8NH3＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2时放出大量的热而产生红光和白烟。当不再产生红光和白烟时表明不再放出大量的热，此时反应已经完成。由反应方程式可知，反应产生的N2为参加反应的Cl2的物质的量的1/3，故进入试管的水的体积约为试管容积的2/3。显然白烟为NH4Cl。
答案：（1）不再产生红光和白烟。（2）2/3（3）NH4Cl（4）8NH3＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2
12．研析：本题考查了氨气的制取及喷泉实验的有关操作．对于氨气的实验室制法，其制取原料、干燥方法、收集方法都是学生必须掌握的基本内容，因而（1）（2）两小题难度不大；第（3）小题考查喷泉实验的基本操作，将胶头滴管中的水挤压至烧瓶中即可引发喷泉；第（4）小题则注重考查学生解决问题的能力，只要理解了喷泉实验的原理——设法将烧瓶中的NH3先溶解一部分使其压强降低即可引发喷泉，在没有外加水的情况下只能使烧瓶中的NH3体积膨胀与烧杯中的水接触，使NH3体积膨胀的方法便是升高其温度，因而可用手或热毛巾将烧瓶捂热．
答案：（1）2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O
（2）向下排气 碱石灰
（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小
（4）打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管中的空气，NH3与水接触，即发生喷泉。