3.4 海水中的元素
第一课时 海水——元素宝库、镁与海水提镁
课时达标
1．（原创）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（选用）下列海水中的元素中，对其用途的叙述不正确的是（ ）
A.锂是热核反应的重要原料之一
B.碘用于制药，如制碘酒，食盐加碘可预防甲状腺肿大
C.镁用于制造飞机、汽车、火箭，有“国防金属”的美誉
D.铀是制造原子弹和氢弹的主要原料
3.（原创）镁粉在焰火、闪光粉中是不可少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列①空气；②CO2；③Ar；④H2；⑤N2可作为冷却气体的是( )
A.①② B.②③
C.③④ D.④⑤
4.（原创） 已知镁是一种活泼金属，不仅可以与酸反应，还可以与热水反应，生成Mg(OH)2沉淀，而且Mg可以在CO2中燃烧生成MgO和C（2Mg+CO2 2MgO+C）。海水中镁的含量很大，世界上生产的镁60%来自海水，海水提镁，需要在海水中加碱[Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓]，经沉淀分离后转化为氯化镁[Mg(OH)2+2H+==Mg2++2H2O]，最终电解得到镁单质[MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑]，根据海水提镁过程中所涉及的反应，以下说法正确的是（ ）。
A．Mg在CO2中的燃烧是置换反应
B．将沉淀转化为MgCl2的过程，镁原子失电子转化为Mg2+
C．电解得到镁的过程可以写出离子反应方程式，但不是氧化还原反应
D．Mg在CO2中燃烧的反应中，CO2既是氧化剂又是还原剂
5．（选用） 从化学原理和经济利益角度分析下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是（ ）
6. (原创)镁不仅能在O2中燃烧，还能在N2、CO2气体中燃烧，镁也能在SO2气体中燃烧(与在CO2中燃烧相似)。上述反应的化学反应方程式依次为：
①
②
③
④
其中，反应②的产物与水反应产生白色沉淀，并放出有刺激性气味的气体，试写出反应的化学方程式：
。该反应属于 反应（填基本反应类型）反应③的现象为 。
思维升华
7.（变式）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的
体积（V）与时间（t）关系如下图。反应中镁和铝的（ ）
A.物质的量之比为3︰2
B．质量之比为3︰2
C.摩尔质量之比为2︰3
D.物质的量之比为4︰3
8．（原创）镁是制造飞机的原料之一，某飞机的材料是Mg－Al合金。一课外活动小组得到了制造这种飞机的边角料，欲对其进行研究。如果将10.0g这种材料放入足量的稀硫酸中预计可收集到的气体在标准状况下的体积是（ ）
A.9.33L B.12.4L
C.10.0L D.16.8L
9.(选用)将相同质量的镁条分别在：①氧气，②空气中，③CO2中充分燃烧。所得固体产物的质量排列顺序正确的是( )
A.①＞②＞③ B.③＞②＞① C.②＞①＞③ D.③＞①＞②。
10．（变式）为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-和泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤②加过量的NaOH③加适量的盐酸④加过量的碳酸钠溶液⑤加过量的BaCl2溶液。正确的操作顺序是（ ）
A. ①④②⑤③ B. ④ ①②⑤③
C.②⑤④①③ D.⑤②①④③
11.（变式）下列框图中，G具有漂白性，F可循环利用，H常温下为液体。请回答：
（1）写出A、C、D、E、F、G的化学式。
A C
D E
F G
（2）写出下列反应的化学方程式：
饱和食盐水→A+B+C
B+C→E+F+H
D+E→G
创新探究
12.（变式）将镁条在空气中燃烧的全部产物（氧化镁和氮化镁）溶解在50ml1.8mol·L-1的盐酸中，再以20ml0.9 mol·L-1的NaOH中和多余的酸，然后再向溶液中加入过量的NaOH溶液将氨全部蒸发出来，用足量的盐酸吸收，经测定氨的质量为0.102g，求镁条的质量。（提示：3Mg+N2 ( http: / / www. / ) Mg3N2 ， Mg3N2 + 6H2O =3Mg(OH)2+2NH3↑）
附：答案
课时达标
1．B 微量元素比较多，但常量元素只有11种，只要了解常量元素，用排除法就可做出该题。
2. D 铀是制造原子弹的主要原料，制造氢弹的主要原料是氢不是铀。
3. C 镁蒸气在某气体中冷却，则该气体必须在高温下不与镁反应。而高温下空气、CO2、N2都能与镁发生反应。
4. A Mg在CO2中燃烧的方程式为2Mg+CO2 2MgO+C，是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，为置换反应，A正确；将沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，不是氧化还原反应，没有电子的转移，B错误；电解得到镁的过程有化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；Mg在CO2中燃烧的反应中，CO2中只有碳元素的化合价有变化，+4→0，化合价只降低，只做氧化剂，D错误。
5. Ｄ 海水中含有Ｍｇ２＋，直接蒸发得到的主要是食盐，氯化镁的含量很低，电解没有什么价值；加入碱可生成氢氧化镁沉淀，但石灰乳比氢氧化钠廉价的多；电解氢氧化镁须先加热，而氢氧化镁受热易分解：
Ｍｇ（ＯＨ）２ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ，生成的ＭｇＯ熔点很高，很难熔融，故工业上从经济效益上考虑，
不采用电解ＭｇＯ，而采用电解ＭｇＣｌ２的方法，Ｄ最可行
6. ①2Mg+O2 2MgO
②3Mg+N2 Mg3N2
③2Mg+CO2 2MgO+C
④2Mg+SO2 ( http: / / www. / ) 2MgO+S（或3Mg+SO2 2MgO+MgS）
Mg3N2 + 6H2O =3Mg(OH)2+2NH3↑
复分解反应 剧烈燃烧，发出耀眼的强光，生成白色物质并附有黑色固体
金属镁的还原性比较强，可与非金属单质（氧气、氮气、硫黄等）剧烈反应，注意反应的条件及非金属反应后的价态，非金属得电子后其最外层电子数一般达到8个电子的稳定结构，由此可计算反应后非金属的价态，如N2反应后其价态为-3价；在一定的条件下镁也能与某些氧化物反应，将其中的某些元素还原出来，如可以与二氧化碳发生置换反应，置换出碳单质；SO2与镁的反应和镁与二氧化碳的反应类似，可仿照书写，但要注意还原出的硫单质也能与镁反应，因此SO2与镁的反应产物是MgO和MgS； Mg3N2和H2O的反应由产生的现象及质量守恒定律可确定产物为Mg(OH)2和NH3，反应类型是复分解反应；镁在二氧化碳中燃烧的现象可据产物的颜色、状态来回答。
思维升华
7.A 镁与硫酸反应：Mg+H2SO4=H2↑+MgSO4，铝与稀硫酸反应：2Al+3 H2SO4=3H2↑+ Al 2(SO4)3 由图像知，产生的氢气的量相等，设各产生1molH2，则需镁1mol，质量是24g；需Al mol，质量为18g；故只有A正确。
8.C 用极限思维法。若10.0g全是Mg，生成H29.33L，若10.0g全是Al，生成H212.4L，实际上这种材料是Mg、Al的混合物，生成的氢气应介于9.33L～12.4L之间。
9.D 有关反应方程式依次为①2Mg+O2 2MgO；②3Mg+N2 Mg3N2 ； ③2Mg+CO2 ( http: / / www. / ) 2MgO+C。由于镁的质量都相等，设镁的质量都为24g，则燃烧后它们的质量分别增加16g、9.3g 、22g。
10.C各试剂的作用分别是：NaOH的作用是除去Mg2+；BaCl2溶液的作用是除去SO42-，碳酸钠溶液的作用是除去Ca2+和过量的Ba2+；盐酸的作用是除去OH-和CO32-，因而排序时④加过量的碳酸钠溶液要排在⑤加过量的BaCl2溶液之后，①过滤要排在③加适量的盐酸之前。C正确
11.（1）A：H2 C：NaOH D：HCl E：NaClO F：NaCl G：HClO
2NaCl+2H2O H2↑+ Cl2↑+2NaOH
Cl2 +2NaOH= NaClO+ NaCl+ H2O
HCl+NaClO= HClO+ NaCl
电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气，其中氯气可以和另外两种物质反应，由关系图知B是氯气；氯气与氢气反应生成一种物质，氯气和氢氧化钠反应生成三种物质，因而A是氢气，C是氢氧化钠，D是氯化氢；氯气与氢氧化钠反应生成水、氯化钠和次氯酸钠，水是无色液体，次氯酸钠可与氯化氢反应生成具有漂白性的HClO,因而H是水、E是次氯酸钠、F氯化钠、G是次氯酸。
创新探究
11. 0.792g
用电荷守恒法：在加入过量氢氧化钠溶液之前，溶液中的溶质有NaCl、MgCl2、NH4Cl，根据“电荷守恒”原理有：n(Na+)+2n(Mg2+ )= n(NH4+)+ n(Cl-)，其中Na+来源于氢氧化钠，Cl-来源于HCl，NH4+由氨气的质量求得，
n(Mg2+ )=【0.05×1.8-0.02×0.9-（0.102÷17）】÷2=0.033
m (Mg)= 0.033×24=0.792
通电
饱和NaCl水
A
B
C
D
E
F
H
G
F3.4 海水中的元素
第二课时 溴与海水提溴
课时达标
1.（原创）海水中含有大量的化学元素，自然界中的有些元素主要存在于海水中。下列元素中，被称为“海洋元素”的是（ ）
A.镁 B.钠
C.溴 D.氯
2.（原创）向盛有液溴的试剂瓶中注入一定量的水，其目的是（ ）。
A．制溴水 B．比较液溴和水的密度
C．防止液溴挥发 D．隔绝空气
3.（变式）在盛有KI溶液的试管中滴入氯水充分反应后，再加CCl4溶液震荡，静止后观察到的现象是（ ）
A.上层紫红色，下层接近无色
B.均匀、透明、紫红色
C. 均匀、透明、无色
D.上层接近无色，下层紫红色
4.（变式）（变式）淀粉碘化钾试纸是一种用淀粉和碘化钾溶液浸泡后晒制而成的试纸，主
要用于检验碘单质或者较强的氧化剂的存在。下列物质不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
的是（ ）
A．碘水 B．碘酒
C．溴水 D．碘化钠
5. (原创)将溴水与下列各溶液混合并振荡，静置后混合液分层，且能使溴水层变成无色的是（ ）。
A．氯水 B．苯
C．碘化钾溶液 D．氯化钠溶液
6.（变式）鉴别Cl-、Br-、I-可以选用的试剂是（ ）。
A．碘水、淀粉溶液
B．氯水、四氯化碳
C．溴水、汽油
D．硝酸银溶液、稀硝酸
7.下列各组中的两种物质,能用淀粉碘化钾试纸鉴别的是（ ）
A.溴水和碘水 B.盐酸和稀硫酸
C.溴水和稀HCl D.浓HNO3和氯水
8.(原创) 欲将固体碘与食盐的混合物分离开，最好的方法是 （ ）
A.溶解、过滤
B.溶解、过滤、蒸发
C.溶解、加AgNO3，过滤
D.加热升华
9. （原创）除去海水提溴得到的液溴中溶有的少量氯气，应该采用的方法是（ ）
A. 加入适量的KI溶液
B. 通入溴蒸气
C. 加氢氧化钠溶液
D. 加入适量的溴化钠溶液
10．（选用）甲、乙、丙三种溶液各含有一种卤离子x-（x-指Cl-、Br-、I-），若向甲溶液中加入氯水，则溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙中依次含有（ ）
A. Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl- D. Cl-、I-、Br-
11.一硬质玻璃管的两端装有带导管的塞子，左、中、右分别放有3个湿棉球（如下图所示）。c球浸有淀粉碘化钾溶液；b球浸有碘化钾浓溶液；a球浸有溴化钾溶液。实验时，从右端缓缓通入氯气，同时在b处微热，并逐渐向左移动酒精灯。则可观察到：在a处有____色的____产生；在b处有____色的____产生；c球变成____色；稍冷却后，b、c之间的管壁上有____色的____析出。通过实验可以判定Cl2、Br2、I2的氧化性____最强，Cl-、Br-、I-的还原性_____最弱。
思维升华
12. （变式）将KCl和KBr混合物13.4g溶于水配成500mL溶液，通入过量的氯气充分反应后，蒸干溶液得固体物质11.175g，则配制的溶液中K+、Cl-、Br-的物质的量浓度之比为（ ）
A.1:2:3 B.3:2:1
C.1:3:2 D.2:3:1
13．(原创)已知Br2+2NaOH=NaBrO+ NaBr+H2O，用溴水做试剂，不能将下列各组中的液体鉴别出来的是（ ）
A.水、汽油、酒精
B.汽油、四氯化碳、NaOH 溶液
C.AgNO3溶液、NaOH 溶液、KI溶液
D. KI溶液、NaBr溶液、NaCl溶液
14从海水中提取溴的方法之一是：①通入氯气把浓缩的溶液中的溴化物氧化，然后用空气把生成的溴吹出；②用Na2CO3溶液吸收吹出的溴，同时生成NaBr、NaBrO3放出CO2；③向含溴化物(NaBr、NaBrO3)的溶液中加硫酸溶液，溴又重新析出，同时生成Na2SO4；④得到的溴中可能夹杂着氯，再加入FeBr3(发生置换反应)除去。依次写出上述各步反应的化学方程式：
①_______________________
②_________________________
③__________________
④_______ _________
15.已知Br2（g）和NO2(g)都是红棕色，某课外活动小组设计了鉴别它们的两种方法，请帮助它们完成实验记录。
还有其它的鉴别方法，请你参与设计1种实验方法，并完成实验记录
实验内容 实验现象
Br2（g） NO2(g)
①通入水中
②通入AgNO3溶液
③
创新探究
16. 在盛有淀粉KI溶液(用H2SO4酸化)的试管中，滴加少量的次氯酸钠溶
液，会立即看到溶液变在蓝色，这是因为
的缘故，相应的离子方程式为
在盛有淀粉和碘形成的蓝色溶液中，
滴加Na2SO3溶液，又发现蓝色溶液逐渐消失，这是因为
的缘故，相应的离子方程式为 。对比上述两
组实验所得结果，可得出ClO－、I2、SO42－的氧化性由强到弱的顺序为：
附：答案
课时达标
1．C 地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海水中，溴被称为“海洋元素”。
2.C 液溴的密度大于水，且在水中的溶解度较小。保存时加入水，是为了减少它的挥发。
3.D 氯气和KI 反应：Cl2+2KI=I2+2KCl,反应后加入四氯化碳震荡静止，发生萃取现象，CCl4的密度比水的大，四氯化碳在下层，下层紫红色，上层接近无色。
4. D 碘水、碘酒中都含有I2 ，都能使淀粉碘化钾试纸变蓝；溴水能与碘化钾反应生成I2：Br2+2KI=I2+2KBr，因而溴水也能使淀粉碘化钾试纸变蓝；碘化钠和碘化钾不反应，不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。
5. B 氯水（或碘化钾溶液或氯化钠溶液）和溴水混合不会出现分层现象，A、C、D可排除；苯和水互不相溶，且溴在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度，所以在溴水中加入苯发生萃取现象，溴水层变成无色。
6. BD A项，碘水和Cl-、Br-、I-都不反应，因而A无法鉴别，B项，氯水能置换出溴和碘，
反应后再加四氯化碳发生萃取现象，下层橙红色的原物质中含Br-，下层紫色的原物质中含
I-，B能鉴别；C项，溴水只跟I-反应，因而无法区别Cl- 和Br-，C不能鉴别；硝酸银溶液
和Cl-、Br-、I-反应的离子方程式分别是：Cl-+Ag= Ag Cl↓，Br-+Ag= Ag Br↓，I -+Ag= Ag I↓, Ag Cl、Ag Br、Ag I的颜色分别为白色、浅黄色、黄色，D能鉴别。
7.C A项，碘水中含碘，可使淀粉碘化钾试纸变蓝色，溴水和碘化钾反应能置换出碘也能淀粉碘化钾试纸变蓝色,A不能鉴别；B项，盐酸和稀硫酸与淀粉碘化钾试纸都不反应，B项不能鉴别；C项，溴水能使淀粉碘化钾试纸变蓝色，稀HCl不能使淀粉碘化钾试纸变蓝色，C能鉴别；D项浓HNO3和氯水都具有较强的氧化性，都能和碘化钾反应生成碘，都能使淀粉碘化钾试纸变蓝色，D不能鉴别。
8.D 碘易升华，将碘与食盐的混合物加热便可分离碘和食盐。
9.D Cl2和Br2的氧化性都比I2的强，在溶有少量氯气的液溴中加入KI溶液，则主体物质Br2也会被消耗，A错误；Cl2和Br2都和氢氧化钠溶液反应，加氢氧化钠溶液也会消耗主体物质，C错误；溴蒸气和氯气不反应，通入溴蒸气不能除去氯气，B错误；氯气的氧化性比Br2的强，可用适量的溴化钠溶液除去液溴中溶有的少量氯气，D正确；
10. B 甲溶液中加入氯水，溶液变为橙色，说明甲溶液中含有Br-(2Br-+Cl2= Br2+ 2Cl-,溴水显橙色)，若丙溶液中含有I-，则加丙溶液后发生反应I-+ Br2=2Br-+ I2，反应后溶液变成褐色，可加丙溶液后，颜色无明显变化，说明丙溶液中不含I-，含Cl-，乙溶液中含I-。
11.深红 液体 紫 气体 蓝 紫黑 晶体 Cl2的氧化性最强 Cl-的还原性最弱。
氯气通入到c处发生反应Cl2+2KI=I2+2KCl,碘单质遇淀粉变蓝色；氯气通入到b处发生反应生成的碘单质加热时升华产生紫色的蒸气；氯气通入到a处发生反应Cl2+2KBr=Br2+2KCl,液溴是深红色的液体；冷却时碘蒸气凝华，在b、c之间的管壁上析出紫黑色的碘单质。通过以上反应可知Cl2能置换出I2，还能置换出Br2，Cl2的氧化性比I2 和Br2的强；单质的氧化性越强，其阴离子的还原性越弱。
思维升华
12. B 本题可用排除法。溶液显电中性，阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。由于K+、Cl-、Br-都各带一个电荷，所以c(K+)=c(Cl-)+c(Br-),选项中只有B满足此关系式。
13.A 溴水在水、酒精、NaBr溶液、NaCl溶液中都形成橙色、均一的溶液；溴水在汽油中液体分层，上层是橙红色，下层几乎无色；溴水在四氯化碳中液体分层，下层是橙红色，上层几乎无色；溴水和NaOH 溶液反应，反应后溶液为无色；溴水和KI溶液反应Br2+2KI=I2+2KBr，反应后溶液变成褐色；溴水和AgNO3溶液反应Br2+ AgNO3+H2O= HBrO+AgBr↓+HNO3,生成浅黄色沉淀。
14.①
②
③ ( http: / / www. / )
④
溴元素主要以Br-的形式存在于
海水中，因而海水中的溴化物主要是NaBr，通入氯气的反应为：；
的反应物是Na2CO3和Br2，生成
物是NaBr、NaBrO3、CO2，因而反应方程式为：；③的反应物是NaBr、NaBrO3、H2SO4,由质量守恒定律知生成物除Na2SO4 和Br2外，还生成水，反应方程式为： ( http: / / www. / )；④氯气和FeBr3的置换反应方程式为：。
15.①溶液橙色 溶液无色
②生成浅黄色沉淀 溶液无色
③通入四氯化碳
溶液显橙红色 溶液无色，气体不溶解
（其它合理答案亦可）
⑴Br2（g）通入水中，得到溴水，溴水显橙色；NO2(g)通入水中，生成HNO3，溶液无色：3 NO2+H2O=2HNO3+NO。
⑵Br2（g）通入AgNO3溶液中，生成浅黄色沉淀：Br2+ AgNO3+H2O= HBrO+AgBr↓+HNO3（Br2+ H2O= HBrO+HBr, HBr+ AgNO3= AgBr↓+HNO3）；NO2(g)通入AgNO3溶液中和通入水中的现象相同，即生成HNO3，溶液无色：3 NO2+H2O=2HNO3+NO。
⑶①②已分别根据NO2(g)和Br2（g）在水中溶解性不同及HBr的性质进行区别，仿照①可提出下列方案：用四氯化碳鉴别，Br2（g）溶于四氯化碳中，溶液呈橙红色；NO2(g)在有机溶剂中不溶解。
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16. I－被ClO－氧化为I2，I2遇淀粉变蓝色；ClO－+2I－+2H+==Cl－+I2+H2O；I2被SO32－还原为I－；I2+SO32－+H2O=2H++SO42－+2I－；ClO－>I2>SO42－
I2遇淀粉变蓝色，含有淀粉的溶液变蓝色，说明KI被氧化为I2，也就是说KI被次氯酸钠溶液氧化成I2，
由于氯气的氧化性强于I2，所以次氯酸钠中的氯元素被还原为-1价，离子反应方程式为：ClO－+2I－+2H+==
Cl－+I2+H2O；亚硫酸盐具有较强的还原性，将Na2SO3溶液加入到淀粉和碘形成的蓝色溶液中，溶液蓝色退
去，说明I2被还原为I-，亚硫酸钠则被氧化为硫酸钠，离子反应方程式为：I2+SO32－+H2O=2H++SO42－+2I－；
由于氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则由上述的两个离子反应方程式可推断出氧化剂、氧化产物
的氧化性强弱：ClO－>I2， I2>SO42-， 即ClO－、I2、SO42－的氧化性强弱顺序为：ClO－>I2>SO42－。
