《第一单元 氯、溴、碘及其化合物》导学

专题2  从海水中获得的化学物质　　

《第一单元 氯、溴、碘及其化合物》导学　　

 　　

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海水是化学元素宝库，海水中溶解了大量气体物质和各种盐类。人类在陆地上发现的l00多种元素，在海水中可找到80多种。海水是人类获取氯、溴、碘、镁及其化合物的重要资源。　　

　　　　　　　　　　　　

△

　　　　　　　　　

Cl2

　　　　　　　　

Cl2

　　　　　

H2

　　　　　　　

Na

　　　　　　　　

Ti

　　　　　

K

　　　　

TiCl4

　　　　　　　　　　　　　　

过滤

　　　　　　　　

CaCO3

　　　　　　　　

(耐火材料)

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　

熔融

　　　　　　　　　

Na2CO3

　　　　　

△

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(造纸、制肥皂等)

　　　　

(快中子反应堆热交换剂)

　　　　

熔融电解

　　　　　　　

NaOH

　　　　　　　　

K.Na合金

　　　　　

食卤

　　　　　　　

Br2

　　　　　　　　

MgO

　　　　　

(富集的方法)

　　　　

CaO

　　　　

(贝壳)

　　　　

(焰火，照明弹)

　　　　

高温

　　　　

Mg(OH)2

　　　　

MgCl2

　　　　

Cl2

　　　　　　　

Mg

　　　　　

电解

　　　　　　　　　　

NaHCO3

　　　　　

H2O

　　　　

NH3、CO2

　　　　　　　　

食盐

　　　　　　　　　　　

饱和食盐水

　　　　　

水

　　　　　　　　

电解

　　　　　　　　　　　　　

海水

　　　　

日晒

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

　 　

一、氯、溴、碘的提取　　

（一）氯碱工业——电解食盐水生产氯气和烧碱的化学工业　　

　 　

　 　

1、　 　

　 　

　 　

　　　　

通电

我国主要以海盐为原料。海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质，要净化后制成饱和食盐水再电解。

2NaCl + 2H₂O == 2NaOH + H₂↑ ＋Cl₂↑

氯碱工业面临问题：①产品对设备腐蚀严重、环境污染显著。②电能消耗量大。

（二）从海水中提取溴的常见工艺

①浓缩并酸化海水后，通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl₂=Br₂+2NaCl

②向含溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：Br₂+SO₂+2H₂O==2HBr+H₂SO₄（也可用NaOH或Na₂CO₃溶液吸收）

③向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl₂==2HCl+Br₂

④用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。

（三）从海洋植物中提取碘的主要工艺

①用水浸泡海带或海藻灼烧后的灰烬

②向水中通入适量的氯气，使碘离子转化为碘单质：2NaI+Cl₂ == I₂+2NaCl

③过滤，用有机溶剂萃取碘单质。

二、氯、溴、碘的性质和用途　　

（一）氯气（chlorine gas）的性质和用途

氯自1774年被舍勒发现，到1810年被戴维确认为一种元素，经历了36年。实验室制备：①原理：MnO₂＋4HCl(浓) △ MnCl₂＋Cl₂↑＋2H₂O ②装置：固液加热型 ③收集：向上排空气法 ④验满：湿润的淀粉－碘化钾试纸等 ⑤尾气吸收：NaOH溶液。

1、物理性质：通常是黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味气体。能溶于水，有毒。

2、化学性质：氯原子易得电子，氯是活泼的非金属元素。氯气与金属、非金属等发生氧化还原反应，一般作氧化剂。与水、碱溶液则发生自身氧化还原反应，既作氧化剂又作还原剂。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

写出以上关系中的各个化学方程式：

　 　

　 　

　 　

3、氯气的用途：重要的化工原料，能杀菌消毒、制盐酸、漂白粉及制氯仿等有机溶剂和农药。

拓展1：氯水（chlorine water）

氯水为黄绿色，所含Cl₂有少量与水反应(Cl₂+H₂O　 　　　HCl+HClO)，大部分仍以分子形式存在，氯水的主要溶质是Cl₂。新制氯水含Cl₂、H₂O、HClO、H^＋、Cl^－、ClO^－、OH^－等微粒。　　

拓展2：次氯酸（hypochlorous acid）

次氯酸(HClO)是比H₂CO₃还弱的酸，溶液中主要以HClO分子形式存在。性质：①易分解(2HClO==2HCl+O₂↑)，光照时会加速。②是强氧化剂：能杀菌 ；能使某些有机色素褪色。

拓展3：漂白粉

次氯酸盐比次氯酸稳定，容易保存，工业上以Cl₂和石灰乳为原料制成漂白粉；漂白粉的有效成分【Ca(ClO) ₂】，须和酸(或空气中CO₂)作用产生次氯酸，才能发挥漂白作用。

（二）溴、碘的性质和用途

	溴	碘
物理性质	深红棕色，密度比水大的液体，强烈刺激性气味，易挥发，强腐蚀性。	紫黑色固体，易升华。气态碘在空气中显深紫红色，有刺激气味。
	在水中溶解度很小，易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
化学性质	能与氯气反应的金属、 非金属一般也能与溴、碘反应，只是反应活性不如氯气。氯、溴、碘单质间能够发生置换反应：氯能把溴和碘从它们的卤化物中置换出来，溴能把碘从它的卤化物中置换出来，即氯、溴、碘的氧化性强弱为：Cl2>Br2>I2
用途	染料、防爆剂、胶卷感光材料、杀虫剂、红药水、镇静剂，催泪性毒剂等。	重要的化工原料。配碘酒和碘化物，食用盐中加KIO3，碘化银制造相底片和人工降雨。

三、氧化还原反应（oxidation-reduction reaction）　　

1、氧化还原反应的有关概念

氧化还原反应的实质：发生电子转移（电子的得失或电子对的偏移）。

    化合价降低  +ne^－  被还原

　　　　　　　　　 　

氧化剂   ＋   还原剂    ＝    还原产物  ＋  氧化产物

  　　　　　　

　　                   化合价升高  －ne^－  被氧化

2、氧化还原反应的一般规律

同一反应中：①氧化反应与还原反应同时发生，相互依存。②氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。即氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等。

3、氧化还原反应中电子转移的表示方法（双线桥法）

书写要求：①箭头是由反应物中的某一元素指向对应的生成物中的同一元素。

②一定要标出得、失电子的总数，并且数值相等。

　 　

　 　

《第二单元   钠、镁及其化合物》导学　　

 　　

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一、钠的原子结构及性质　　

结 构	钠原子最外层只有一个电子，化学反应中易失去电子而表现出强还原性。
物 理性 质	质软、银白色，有金属光泽的金属，具有良好的导电导热性，密度比水小，比煤油大，熔点较低。
化 学 性 质	与非金 属单质	钠在常温下切开后表面变暗：4Na+O2=2Na2O（灰白色）
		点燃 钠在氯气中燃烧，黄色火焰，白烟： 2Na+Cl2 ==== 2NaCl
	与 化合物	与水反应，现象：浮、游、球、鸣、红 2Na＋2H2O=2NaOH+H2↑
		与酸反应，现象与水反应相似，更剧烈，钠先与酸反应，再与水反应。
		与盐溶液反应：钠先与水反应，生成NaOH，H2，再考虑NaOH与溶液中的盐反应。如：钠投入CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀。 2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
		与某些熔融盐：　 　　　 700~800oC 4Na+TiCl4========4NaCl+Ti
存 在	自然界中只能以化合态存在
保 存	煤油或石蜡中，使之隔绝空气和水
制 取	通电　　 　　 2NaCl(熔融)====2Na+Cl2↑
用 途	1、  钠的化合物 2、钠钾合金常温为液体，用于快中子反应堆热交换剂 3、作强还原剂  4、作电光源

　 　

　 　

二、碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较　　

		碳酸钠（Na2CO3）	碳酸氢钠（NaHCO3）
俗 名		纯碱、苏打	小苏打
溶解性		易溶（同温下，溶解度大于碳酸氢钠）	易溶
热稳定性		稳定	2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O
碱性		碱性（相同浓度时，碳酸钠水溶液的PH比碳酸氢钠的大）	碱性
与 酸	盐酸	Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
	碳酸	Na2CO3+ H2O+CO2= 2NaHCO3	不能反应
与 碱	NaOH	不能反应	NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
	Ca(OH)2	Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH	产物与反应物的量有关

三、镁的性质　　

物理性质	银白色金属，密度小，熔沸点较低，硬度较小，良好的导电导热性
化学性质	与O2	点燃 2Mg+O2====2MgO
	与其他 非金属	点燃 　　 点燃 Mg+Cl2====MgCl2，3Mg+N2==== Mg3N2
	与氧化物	点燃 2Mg+CO2====2MgO+C
	与酸	Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
制   取	MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2    Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O 　　 通电 　　 HCl MgCl2•6H2O==== MgCl2+6H2O↑   MgCl2(熔融)===== Mg＋Cl2↑

四、侯氏制碱法　　

向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入CO₂，利用NaHCO₃溶解度较小，析出NaHCO₃，将析出的NaHCO₃晶体煅烧，即得Na₂CO₃。

五、电解质和非电解质　　

	电解质	非电解质
定 义	溶于水或熔化状态下能导电的化合物	溶于水和熔化状态下都不能导电的化合物
物质种类	大多数酸、碱、盐，部分氧化物	大多数有机化合物，CO2、SO2、NH3等
能否电离	能	不能
实 例	H2SO4、NaOH、NaCl、HCl等	酒精，蔗糖，CO2，SO3等

六、离子方程式的书写方法：

写——写出反应的化学方程式；     拆——把易溶于水，易电离的物质拆成离子形式

删——将不参加反应的离子从方程式两端删去。

查——检查方程式两端各元素的原子个数和电荷数是否相等。