专题3 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

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.了解从海水中提取溴的原理和过程。
一、粗盐提纯
1．粗盐中含有的可溶性杂质主要是CaCl2、MgCl2、Na2SO4。
2．选择试剂除去杂质离子
杂质离子
除杂试剂
离子方程式
Ca2＋
Na2CO3
Ca2＋＋CO===CaCO3↓
Mg2＋
NaOH
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
SO
BaCl2
Ba2＋＋SO===BaSO4↓

3.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)。
4．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。

(1)除去NaCl溶液中的CaCl2杂质，可以加入过量的K2CO3溶液(×)
(2)为保证原溶液纯净，加入的除杂试剂应越少越好(×)
(3)只要选择好合适的除杂试剂，可以不考虑添加顺序(×)

下图是某研究性学习小组设计的除去粗食盐中可溶性杂质的流程，思考解答下列问题：

(1)写出上述各步反应的离子方程式：
①Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；
②Ba2＋＋SO===BaSO4↓；
③Ca2＋＋CO===CaCO3↓，Ba2＋＋CO===BaCO3↓。
(2)Na2CO3溶液和BaCl2溶液的顺序是否可以颠倒？为什么？
提示　不可以。Na2CO3溶液的作用不但是除去溶液中的Ca2＋，另一个作用是除去溶液中过量的Ba2＋，因此Na2CO3溶液必须在加入BaCl2溶液之后加入。
(3)如何检验食盐水中杂质离子已除干净？
提示　①取少许滤液于试管中，加入稀盐酸，再加BaCl2溶液，如无白色沉淀生成，证明SO除净。
②取少许滤液于试管中，加入NaOH溶液，如无白色沉淀生成，证明Mg2＋除净。
③取少许滤液于试管中，加入Na2CO3溶液，如无白色沉淀生成，证明Ca2＋已除净。
二、从海水中提取溴
1．海水提溴的原料：苦卤(海水晒盐后得到的母液)是海水制盐工业的副产物，其中含有高浓度的K＋、Mg2＋、Br－和SO等，是从海水中提取溴的主要原料。
2．海水提溴的三个步骤：浓缩、氧化和获取。
3．空气吹出法制溴
(1)流程：海水酸化→氯气氧化→空气或水蒸气吹出→SO2吸收使溴单质转化为HBr→氯气氧化。
(2)氯气氧化时发生的离子反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。

(1)海水中含有Br2和游离态的Na、Mg、Cu(×)
(2)提取溴单质时，应用了溴的挥发性(√)
(3)从海水中提溴的过程，涉及多个氧化还原反应(√)
(4)用SO2溶液吸收溴蒸气，是利用了SO2具有漂白性(×)

海水是巨大的资源宝库，可以进行综合利用。从海水中提取淡水、食盐和溴的过程如下：

(1)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，其反应的化学方程式为____________________。在该反应中，氧化剂是________(填化学式)；若反应中生成2 mol HBr，则消耗________mol SO2。
(2)根据上述反应可判断出SO2、Cl2、Br2三种物质氧化性由强到弱的顺序是___________。
(3)写出步骤Ⅲ的化学方程式：__________________。
答案　(1)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr　Br2　1　(2)Cl2>Br2>SO2　(3)2HBr＋Cl2===Br2＋2HCl

1．海水中水资源和化学资源的利用有非常广阔的前景。下列生产中，属于水资源利用的是(　　)
A．海水淡化 B．海水提盐
C．海水提溴 D．海水提镁
答案　A
2．下列有关海水综合利用的过程中属于物理变化的是(　　)
A．将海水中含有的钾元素转化得到钾单质
B．海水蒸发制海盐
C．从海水所得粗盐中制取精盐
D．从海带中提取碘单质
答案　B
3．在粗食盐的提纯实验中，用蒸发皿蒸发滤液时，下列操作正确的是(　　)
A．把浑浊的滤液倒入蒸发皿里，进行加热
B．等到开始出现固体时，用玻璃棒不断搅拌液体
C．待滤液完全蒸干后，停止加热
D．等到出现大量固体时，停止加热
答案　D
4．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
答案　D
解析　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作用转变成氢溴酸：Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋SO＋4H＋。(3)用氯气将富集的溴离子氧化得到产品溴：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。
5．(2019·西安期中)海盐经溶解、过滤后仍含有Ca2＋、Mg2＋、SO可溶性杂质，为了得到纯净的NaCl，可向滤液中依次加入过量的下列溶液，其中不合理的是(　　)
A．BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
B．Ba(OH)2溶液→Na2CO3溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
C．Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
D．BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→过滤→稀盐酸→蒸发结晶
答案　C
解析　粗盐提纯时，所加的试剂有NaOH溶液(除去Mg2＋)、BaCl2溶液(除去SO)、Na2CO3溶液(除去Ca2＋和过量的Ba2＋)，过滤后，加入稀盐酸(除去过量的OH－、CO)，注意Na2CO3溶液一定要在加入BaCl2溶液之后加入，稀盐酸在过滤后加入，故A、D项正确，C项错误；加入过量的Ba(OH)2溶液，可除去SO、Mg2＋，再加入过量的Na2CO3溶液，除去Ca2＋和过量的Ba2＋，过滤后，向滤液中加入稀盐酸，除去过量的CO和OH－，蒸发结晶得到纯净的NaCl，B项正确。

A组　基础对点练
题组一　海水提溴
1．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
答案　B
2．用空气吹出法从海水中提取溴所涉及的化学反应可能有(　　)
①Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2
②Br2＋SO2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
③Br2＋2I－===I2＋2Br－
④2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
答案　A


3．“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下：

下列说法中，不正确的是(　　)
A．实验室保存溴通常加少量水
B．海水提溴发生的反应均为氧化还原反应
C．经过吸收塔后，溴元素得到了富集
D．蒸馏塔中只发生了物理变化
答案　D
解析　溴易挥发，加水液封可以减少挥发损失，A正确；经过吸收塔后，所得溶液中的Br－浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的Br－浓度，因此溴元素得到了富集，C正确；蒸馏塔中发生的反应为：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2，D错误。
4．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
答案　D
解析　A项，Cl2和Br2均与KI反应且引入了I2杂质；B项，溴蒸气无法除去氯气；C项，氯气和液溴均能与氢氧化钠反应；D项，发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，既除去了氯气，又不会引入新的杂质。
5．(2019·芜湖高一检测)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
答案　C
解析　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，均属于氧化还原反应。
题组二　粗盐提纯
6．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
答案　B
7．(2019·石家庄高一期末)为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤　②加过量NaOH溶液　③加适量盐酸　④加过量Na2CO3溶液　⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是(　　)
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③
C．⑤④①②③ D．⑤②④①③
答案　D
解析　除去粗盐中的泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4得到NaCl，加NaOH除去MgCl2，加氯化钡除去Na2SO4，加碳酸钠除去CaCl2，碳酸钠一定在氯化钡之后加入，以便除去过量的氯化钡，过滤后加盐酸、蒸发得到 NaCl，则正确的操作顺序为⑤②④①③或②⑤④①③或⑤④②①③。
考点　离子反应应用
题点　粗盐提纯试剂选择及操作
8．(2019·广东汕头金山中学月考)关于粗盐提纯的下列说法中正确的是(　　)
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＋、SO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
答案　C
解析　溶解时不是越稀越好，如果溶液太稀，蒸发时就要消耗很长时间才能蒸干，A错误；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，而且可能因此发生意外事故，C正确；由于过量的钡离子需要用碳酸钠除去，则为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，可依次向溶液中加入足量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液，然后过滤，再向滤液中加入适量稀盐酸，D错误。
考点　离子反应应用
题点　粗盐提纯及操作
9．(2019·湖南长郡中学模块检测)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是(　　)

A．操作Ⅰ是过滤，将固体分离除去
B．操作Ⅱ是加热浓缩、趁热过滤，除去杂质氯化钠
C．操作Ⅲ是过滤、洗涤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来
D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤
答案　C
解析　操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解，故A项错误；操作Ⅱ是蒸发浓缩，得到较高温度下的KNO3饱和溶液，故B项错误；操作Ⅲ为冷却结晶，利用溶解度差异使KNO3结晶析出，过滤、洗涤、干燥即得KNO3晶体，故C项正确；操作Ⅰ～Ⅲ只需一次过滤操作，只有操作Ⅲ为过滤，故D项错误。
考点　离子反应应用
题点　食盐提纯及操作
10．(2019·黄石高一检测)海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
答案　C
解析　苦卤中含有Br－，通入Cl2可将Br－氧化生成Br2，A正确；粗盐中含有Ca2＋、SO等杂质离子，故先除杂得NaCl，而NaCl的溶解度随温度变化不大，故采用重结晶可以得到纯净的NaCl，B正确；工业上沉淀海水中的Mg2＋常采用Ca(OH)2，不用NaOH，因为NaOH的价格较高，C错误；Br2易挥发，用水蒸气吹出后，用SO2吸收，生成H2SO4和HBr，富集后再用Cl2处理HBr生成Br2，D正确。


B组　综合强化练
1．通过海水晾晒可得粗盐，粗盐中除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。制备精盐的各步操作流程如下：

(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)第②、④步操作的目的分别是除去粗盐中的Na2SO4和CaCl2，需要加入的试剂依次是________________(填化学式)。
(3)第⑥步操作中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)在第③步操作中，选择的除杂试剂不能是KOH溶液，理由是________________________
_______________________________________________________。
(5)第⑤步操作中，需要的玻璃仪器有______、________、________。
答案　(1)防止液体局部受热温度过高，造成液体飞溅
(2)BaCl2、Na2CO3
(3)NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
(4)会引入新杂质K＋
(5)漏斗　烧杯　玻璃棒
解析　(1)在第⑦步蒸发过程中要用玻璃棒搅拌，目的是防止液体局部受热温度过高，造成液体飞溅。(2)第②步操作的目的是除去粗盐中的硫酸钠，则需要加入过量BaCl2溶液，第④步操作是为了除去CaCl2及过量的BaCl2，则需要加入过量Na2CO3溶液。(3)第⑥步操作的目的是除去滤液中过量的氢氧化钠和碳酸钠，所以发生反应的化学方程式为NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑。(4)不能用KOH溶液代替NaOH溶液，理由是会引入新杂质K＋。(5)过滤操作所需玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
考点　离子反应的应用
题点　粗盐精制
2．海水是巨大的资源宝库，如图是从海水资源获取重要化工原料的流程示意图。

回答下列问题：
(1)操作A是________(填实验基本操作名称)。要知道海水晒盐的过程中溶液里食盐含量在逐渐提高的简易方法是________(填字母)。
a．分析氯化钠含量 b．测定溶液密度
c．观察是否有沉淀析出
(2)图中虚线框内流程的主要目的是_______________________________________________。
(3)已知苦卤的主要成分如下：
离子
Na＋
Mg2＋
Cl－
SO
浓度/(g·L－1)
63.7
28.8
144.6
46.4

理论上，1 L苦卤最多可得到Mg(OH)2的质量为________g。
答案　(1)蒸发结晶　b　(2)富集Br2　(3)69.6
解析　(3)Mg2＋～Mg(OH)2
24 58
28.8 g m
故m＝＝69.6 g。
3．(2019·湖北黄冈高一检测改编)为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某同学设计了如下实验方案：

(1)操作①为____________________________________________________________________。
(2)操作②～④加入的试剂依次为__________________________________________________。
(3)判断SO已除尽的方法是_____________________________________________________。
(4)实验过程中多次产生的沉淀________(填“需要”或“不需要”)多次过滤，其理由是________________________________________________________________________。
(5)该同学的实验设计方案是否严密？________(填“是”或“否”)；请说明理由___________
_______________________________________________________________________________。
(6)写出上述提纯过程中可能涉及的反应的离子方程式：_______________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)加水溶解
(2)Ba(NO3)2、K2CO3、KOH[或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3]
(3)静置，取上层澄清溶液，加入少量Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，表明SO已除尽
(4)不需要　几个沉淀反应互不干扰，因此最后只过滤一次即可，可减少操作程序
(5)否　加入盐酸调节溶液pH会引入Cl－，应加入稀硝酸
(6)Ba2＋＋SO===BaSO4↓，Ba2＋＋CO===BaCO3↓，2OH－＋Mg2＋===Mg(OH)2↓，CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，OH－＋H＋===H2O
解析　沉淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以应先将固体配制成溶液。除去SO、Mg2＋的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba(NO3)2和KOH溶液，过量的Ba2＋可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba(NO3)2溶液，后加入K2CO3溶液，不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引入Cl－。几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2，这几个沉淀反应互不干扰，因此只过滤一次，可减少操作程序。
考点　离子反应应用
题点　物质提纯及综合应用
4．(2019·广东佛山第一中学段考)NaCl溶液中混有Na2SO4、CaCl2溶液和淀粉胶体，选择适当的试剂和方法从中提纯出NaCl晶体。相应的实验过程如下：

(1)写出上述实验过程中所用试剂(写化学式)：
试剂①________________________________________________________________________；
试剂③________________________________________________________________________。
(2)判断试剂①已过量的方法是____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)用离子方程式表示加入试剂②的作用：__________________________________________。
(4)操作①是利用半透膜进行分离提纯。
操作①的实验结果：淀粉________(填“能”或“不能”)透过半透膜；SO________(填“能”或“不能”)透过半透膜。
请用实验证明上述结果，完成下表(可不填满，也可增加)。限选试剂：1 mol·L－1 AgNO3溶液、1 mol·L－1 BaCl2溶液、1 mol·L－1 Ba(NO3)2溶液、碘水、稀盐酸、稀硝酸
编号
实验操作
预期现象和结论
①


②



答案　(1)BaCl2　HCl　(2)静置，取上层清液加入少量氯化钡溶液，没有白色沉淀产生，说明氯化钡溶液已过量　(3)Ba2＋＋CO===BaCO3↓、Ca2＋＋CO===CaCO3↓　(4)不能　能
编号
实验操作
预期现象和结论
①
取半透膜外液体，加入少量碘水
液体没有变成蓝色，证明淀粉不能透过半透膜
②
另取一份半透膜外液体，加入足量稀盐酸和少量1 mol·L－1 BaCl2溶液
产生不溶于盐酸的白色沉淀，证明SO能够透过半透膜

解析　(1)由分析可知试剂①为BaCl2，试剂③为HCl。(2)由于硫酸钡是不溶于水也不溶于酸的白色沉淀，则判断试剂①已过量的方法是静置，取上层清液加入少量氯化钡溶液，没有白色沉淀产生，说明氯化钡溶液已过量。(3)试剂②为Na2CO3，加入试剂②的作用是除去溶液中钙离子和过量的钡离子，反应的离子方程式为Ba2＋＋CO===BaCO3↓、Ca2＋＋CO===CaCO3↓。(4)胶体粒子和浊液粒子半径比较大，不能透过半透膜，而溶液粒子可透过半透膜，即淀粉不能透过半透膜，SO能透过半透膜；检验淀粉，可取半透膜外液体，加入少量碘水，液体没有变成蓝色，证明淀粉不能透过半透膜；检验SO，可另取一份半透膜外液体，加入足量稀盐酸和少量1 mol·L－1 BaCl2溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀，证明SO能够透过半透膜。
考点　离子反应应用
题点　物质提纯及离子检验