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1、第八单元 海水中的化学,一、含钠化合物之间的转化,Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH或Ba(OH)2+Na2CO3 BaCO3+2NaOHNa2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl,(或Na2CO3+BaCl2 BaCO3+2NaCl)Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2+H2O(或Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2+H2O)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3NaHCO3+HCl NaCl+CO2+H2O(或2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2CO2+2H2O)NaCl+AgNO3 AgCl
2、+NaNO3Na2SO4+BaCl2 2NaCl+BaSO4,知识点一海洋化学资源二、含钙化合物之间的转化CaCO3 CaO+CO2CaO+H2O Ca(OH)2Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O(合理即可),CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2OCaCl2+Na2CO3 CaCO3+2NaCl(合理即可)Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O(合理即可),1.海水提镁(1)流程:海水或卤水 氢氧化镁 氯化镁 镁操作为过滤,操作为蒸发。(2)有关反应的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O;
3、MgCl2 Mg+Cl2。,2.海底矿物天然气水合物的主要成分为甲烷,又被称为可燃冰,3.海水淡化,特别提醒膜法右侧海水加压后的变化,知识点二海水晒盐,1.海水晒盐(1)原理:蒸发结晶,海水经过风吹日晒,使溶剂不断蒸发,溶质质量分数逐渐增大,直至形成饱和溶液,继而析出晶体。(2)海水“晒盐”的过程海水蒸发池结晶池,2.粗盐提纯(1)粗盐中难溶性杂质的去除(详见核心实验突破)步骤:溶解 过滤 蒸发。玻璃棒的作用:搅拌,加速溶解;引流;搅拌,防止因局部受热不均匀,造成液滴飞溅。(2)粗盐中可溶性杂质的去除蒸发结晶得到的食盐中还含有硫酸钠、氯化镁和氯化钙等可溶性杂质,可用化学方法除去,净化过程如下:
4、,特别提醒1.加入过量BaCl2溶液的作用:除去溶液中的 Na2SO4;,2.加入过量的Na2CO3溶液的作用:除去溶液中过量的BaC2和CaCl2;,3.加入过量NaOH溶液的作用:除去溶液中的MgCl2;,4.加足量盐酸的作用:除去溶液中的NaOH和Na2CO3。,知识点三海水“制碱”氨碱法制纯碱(1)制取原料:纯碱是以食盐、二氧化碳为原料,以氨为媒介,采用氨碱法制得的。(2)制取原理:NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl;2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2。(3)制取流程:食盐水饱和食盐水饱和氨盐水 碳酸氢钠 纯碱,特别提醒1.氨碱法是比利时化学家索尔维发
5、明的,不是我国化学家侯德榜发明的。,2.先通氨气后通二氧化碳的原因:先通氨气将饱和食盐水变成含氨的饱和食盐溶液易于吸收更多的二氧化碳。,3.碳酸氢钠先析出的原因:碳酸氢钠的溶解度小。,4.碳酸氢钠析出后溶液中的溶质种类:溶液中的溶质肯定有氯化铵和碳酸氢钠(碳酸氢钠的溶解度小,达到饱和后析出,剩余溶液是碳酸氢钠的饱和溶液),可能有未完全反应的氯化钠。,知识点四纯碱的性质,1.物理性质碳酸钠俗称纯碱或苏打,通常情况下为白色粉末,易溶于水,常用于石油精炼、粗盐精制、硬水软化、人造纤维和玻璃生产等,还广泛用于冶金、造纸、纺织印染和洗涤剂的生产。,2.化学性质(1)与酸碱指示剂作用:能使紫色石蕊试液变蓝
6、色,使无色酚酞试液变红色。(2)与酸反应(写图中物质对应的化学方程式,下同):Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2;Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+CO2。,(3)与碱反应:Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3;Na2CO3+Ba(OH)2 2NaOH+BaCO3。(4)与盐反应:Na2CO3+CaCl2 2NaCl+CaCO3;Na2CO3+BaCl2 2NaCl+BaCO3。知识拓展碳酸氢钠的性质和用途,1.碳酸氢钠俗称小苏打,通常为白色粉末,能溶于水,水溶液呈碱性,受热易分解。,2.碳酸氢钠可做灭火器中的二氧化碳发生剂;是发酵粉的主要成分;是
7、制造饮料的原料;用于治疗胃酸过多。,知识点五盐的化学性质,知识点六复分解反应,1.定义:由两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应。,2.反应可表示为AB+CD AD+CB。,3.特点:在水溶液中相互交换离子,元素化合价不变,即“双交换,价不变”。,4.反应类型(1)盐+酸 新酸+新盐(2)盐+碱 新碱+新盐(3)盐1+盐2 新盐1+新盐2(4)酸+金属氧化物 盐+水,5.反应条件:只有当两种化合物交换成分后有气体或沉淀或水生成时,复分解反应才可以发生。,实验粗盐中难溶性杂质的去除,1.实验用品:烧杯、玻璃棒、漏斗、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、铁架台(带铁圈)、托盘天平、药匙、量筒、滤纸、
8、火柴等。,2.实验装置及顺序,3.实验操作(1)称量:用托盘天平称量一定量的食盐。(2)溶解:将食盐倒入烧杯中,用量筒量取一定量的水,倒入烧杯中。用玻璃棒不断搅拌,直至粗盐不再溶解。(3)过滤:将烧杯中的液体沿着玻璃棒倒入过滤器,进行过滤。(4)蒸发:将仪器按照从上到下的顺序安装好,将过滤后的溶液倒入蒸发皿,用酒精灯加热蒸发,并用玻璃棒不断搅拌,待蒸发皿中出现较多晶体时,停止加热。特别提醒过滤后若滤液仍然浑浊,其原因可能有:容器不洁净;滤纸已破损;过滤时,液面高于滤纸边缘等。,例1(2018新泰一模)下图粗盐提纯的操作步骤中,不需要使用玻璃棒的是(A )A.操作B.操作C.操作D.操作,解析操
9、作是量取15 mL水,所需仪器是量筒和胶头滴管,不需要使用玻璃棒。,变式1-1海洋是丰富的化学资源宝库,通过晾晒海水,可以得到含少量泥沙的粗盐。实验室为了得到纯净的NaCl(不考虑可溶性杂质),设计了如图所示的实验操作。,(1)操作、的名称依次是溶解、过滤、蒸发。(2)操作、中都用到玻璃棒,在操作中,玻璃棒的作用为引流。(3)操作中看到蒸发皿中有大量晶体析出时,停止加热。变式1-2(2017上海,48,6分)提纯含少量泥沙的粗盐样品,实验过程和氯化钠的溶解度数据如下。,变式1-2(2017上海,48,6分)提纯含少量泥沙的粗盐样品,实验过程和氯化钠的溶解度数据如下。,20 时氯化钠的溶解度是3
10、6.0g/100 g水。该实验是利用泥沙难溶于水而氯化钠易溶于水的性质进行提纯的,操作的名称是过滤。关于蒸发叙述正确的是ac(选填编号)。a.蒸发是通过加热的方法将水汽化除去的b.所需仪器为酒精灯、蒸发皿、温度计c.搅拌可以防止蒸发过程中食盐飞溅d.加热过程中用试管夹夹住蒸发皿移动,使其均匀受热溶解时,加入水的合适的量约为30(选填“15”“30”或“60”)mL,理由是10 g粗盐中氯化钠的质量小于10 g,根据20,时,氯化钠在水中的溶解度为36.0 g/100 g水计算可知,用30 mL水氯化钠能全部溶解,若使用60 mL水会导致过滤及蒸发的时间过长,降低实验效率(注意:本题答案需要解释
11、为什么60 mL水不符合,考生很容易解释不全)。,解析根据表中数据可知20 时氯化钠在水中的溶解度为36.0 g/100 g水。泥沙难溶于水,氯化钠易溶于水,加水溶解后过滤可除去泥沙。蒸发是通过加热的方法将水汽化除去的,故a正确;蒸发过程中所需的仪器有铁架台、酒精灯、蒸发皿和玻璃棒,故b错误;蒸发过程中用玻璃棒搅拌以防局部过热,液滴飞溅,故c正确;夹持蒸发皿应使用坩埚钳,故d错误。20 时氯化钠在水中的溶解度为36.0 g/100 g水,则溶解10 g氯化钠需要水的体积约为28 mL,因此用30 mL水,氯化钠能全部溶解,若使用60 mL水会导致过滤和蒸发时间过长。,山东真题精练,考点一海水“
12、晒盐”,1.(2016淄博,15,2分)海水“晒盐”得到的是粗盐,粗盐提纯的步骤可简单地概括为:溶解过滤蒸发,下列说法错误的是(D )A.实验前需要查阅资料,了解食盐在室温时的溶解度B.粗盐若未能充分溶解,则实验结果中食盐的含量将偏低C.过滤后得到的滤渣是粗盐中的难溶性杂质D.蒸发时需将滤液全部蒸干再停止加热,解析蒸发时,应加热到有较多晶体出现时停止加热,不应该全部蒸干再停止加热,故D错误。,考点二海水“制碱”,2.(2016青岛,16,1分)“NaCl+CO2+NH3+H2O NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下列有关叙述正确的是(D )A.NaHCO3是纯碱B.析
13、出晶体后剩余溶液中溶质只有NH4ClC.配制饱和食盐水时,可通过搅拌来提高食盐的溶解度D.向饱和食盐水中先通入氨气的作用是使溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收,解析碳酸氢钠俗称小苏打,纯碱是Na2CO3,故A错误;析出晶体后剩余溶液中溶质有NH4Cl、NaHCO3等,故B错误;配制饱和食盐水时,搅拌只能加快食盐的溶解,不能提高食盐的溶解度,故C错误;氨气的水溶液显碱性,能更好地吸收二氧化碳,故D正确。,3.(2016枣庄,35,4分)1926年的“联合制碱法”改进了国外的纯碱生产工艺,主要流程如图所示:(1)它是由我国著名化学家侯德榜创立的。(2)如何取出从沉淀池中不断结晶析出的碳酸氢钠:过滤(填
14、操作名称);碳酸氢钠在生产生活中的用途:灭火器的二氧化碳,发生剂(或食品工业的发酵粉或制造饮料的原料或治疗胃酸过多的药剂等)(写出一种即可)。(3)它使原料氯化钠的利用率从70%提高到96%,主要是因为设计了(填流程图中的编号)的循环。,解析(1)联合制碱法是我国著名化学家侯德榜创立的。(2)从固体和液体的混合物中分离出固体的方法为过滤;碳酸氢钠可以作发酵粉、灭火器的二氧化碳发生剂或治疗胃酸过多的药剂等。(3)根据流程图知,母液中溶质为氯化铵,向母液中通氨气并加入氯化钠,冷却析出副产品NH4Cl,循环是将未反应的氯化钠返回沉淀池中,提高了氯化钠的利用率。循环是将煅烧碳酸氢钠时生成的二氧化碳进行
15、循环利用。,考点三纯碱的化学性质,4.(2016聊城,20,6分)多角度看物质,有助于加深对物质的认识。Na2CO3是一种常见的盐,请回答:(1)Na2CO3溶液显碱性,其pH7(填“”或“=”);(2)Na2CO3可看成是碱和氧化物反应的产物,写出反应的化学方程式:CO2+2NaOH Na2CO3+H2O;(3)Na2CO3作为反应物之一,请写出一个符合A+BC+D的化学方程式:Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH。,解析(1)Na2CO3溶液显碱性,其pH7;(2)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH Na2CO3+H2O;(3)碳酸钠
16、溶液与氢氧化钙溶液的反应符合A+BC+D规律,反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH。,考点四复分解反应,5.(2017济宁,5,2分)酸、碱、盐溶解性表为我们确定常见物质的溶解性提供了方便,下表是溶解性表的一部分,结合表格和溶解度知识判断,下列说法不正确的是(C )常见酸、碱、盐的溶解性表(20 ),A.绘制表格的依据是物质的溶解度B.常见物质一般可分为:溶、微溶和不溶C.Ca(OH)2、CaSO4和CaCO3的溶解度都大于1 gD.Ca2+、N、Cl-三种离子在溶液中能大量共存,解析CaCO3的溶解性是不溶,溶解度小于0.01 g,故选项C说法错误。,考点五
17、海水晒盐、制碱、制镁综合题,6.(2017烟台,18,7分)十三五期间,烟台将建设大型海水淡化厂。绿色生态、综合利用海洋资源将是设计的重点。如图是某设计院设计的综合利用海水的流程图。据图回答问题:(1)反渗透膜法与滤纸过滤法在原理上都是利用混合体系中各物质的颗粒大小不同进行分离的方法。,(2)过程是氨碱法制纯碱的一个流程,需要向饱和的食盐水中先后加入的两种物质是NH3、CO2(写化学式)。(3)过程采用蒸发结晶的方法,而不采用冷却热饱和溶液的方法,原因是氯化钠的溶解度受温度的影响较小。(4)如果要充分利用海边贝壳资源,过程生成氢氧化镁的化学方程式是MgCl2+Ca(OH)2 CaCl2+Mg(
18、OH)2或MgSO4+Ca(OH)2 CaSO4+Mg(OH)2。(5)浓海水中Mg2+、S、Ca2+可用离子交换膜直接除去,若用化学沉淀法依次除去Mg2+、S、Ca2+,需要的三种离子分别是OH-、Ba2+、C(写离子符号)。,(6)离子交换膜是对特定离子的选择性透过膜,可以使带特定电量的离子透过。过程中“某种离子交换膜”选择透过的离子特点是带有一个单位电荷的离子。,解析(1)反渗透膜法与滤纸过滤法在原理上都是利用混合体系中各物质的颗粒大小不同进行分离的方法。(2)过程是向饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳。(3)过程采用蒸发结晶的方法,而不采用冷却热饱和溶液的方法,原因是氯化钠的溶解度
19、受温度的影响较小。(4)溶液B中氯化镁或硫酸镁能与氢氧化钙反应生成氢氧化镁和氯化钙或硫酸钙。(5)除去杂质离子的同时,不能引入新的杂质离子,所以除镁离子用氢氧化钠溶液中的氢氧根离子;除硫酸根离子用氯化钡溶液中的钡离子;除钙离子与前面过量的钡离子用碳酸钠溶液中的碳酸根离子。(6)由图示中的过程可知,带有一个单位电荷的离子可以通过“某种离子交换膜”。,7.(2017滨州,21,6分)海洋中蕴含着丰富的资源。(1)海水淡化是解决淡水资源不足的重要方法。下列方法中,可以使海水淡化的是D(填字母序号)。A.滤纸过滤B.吸附C.沉降D.蒸馏(2)从海水中提炼出来的重水(D2O)可作原子能反应堆中的减速剂和
20、传热介质。重水中重氢原子(D)的相对原子质量是2,则重水中氧元素的质量分数为80%。(3)利用海水制取纯碱和金属镁的流程如下图所示,试回答问题:,1926年我国化学家侯德榜创立了联合制碱法,促进了世界制碱技术的发展,其第步反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2;步骤中所加试剂是稀盐酸(HCl)。,解析(1)A项,过滤是固液分离的操作,只能除去海水中的不溶性杂质,不能除去海水中的可溶性杂质,错误;B项,吸附可除去海水中色素、异味等,不能除去海水中的氯化钠、氯化镁等可溶性盐,错误;C项,沉降使大颗粒不溶物快速沉淀下来,不能除去海水中的可溶性杂质,错误;D项,蒸馏是通过加热的方法将水变成水蒸气,再冷凝成水,可除去海水中的可溶性杂质,使海水淡化,正确。(2)重水中氧元素的质量分数为100%=80%。(3)题图中第步反应是加热碳酸氢钠生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2。步骤是将Mg(OH)2转化成MgCl2,所加试剂是稀盐酸(HCl)。,
