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    从海水中提取镁的主要步骤如下:

    魔方格

    (1)试剂②应选用何种试剂?
    (2)如何验证上述海水中的MgCl2已完全转化为Mg(OH)2
    本题信息:化学问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “从海水中提取镁的主要步骤如下:(1)试剂②应选用何种试剂?(2)如何验证上述海水中的MgCl2已完全转化为Mg(OH)2?” 主要考查您对

碱的性质

海水中的资源及其开发利用

中和反应及在实际中的应用

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碱的定义:
碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成,可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看,碱一定含有氢元素和氧元素。

常见的碱:
(1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外,常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH3·H2O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)3)。
(2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解,应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中,不能放在纸上,防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
(3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得,反应的化学方程式为:CaO+H2O==Ca(OH)2,反应时放出大量的热。

碱的通性
碱的通性 反应规律 化学方程式 反应类型
碱溶液与指示剂的反应 碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝,无色酚酞试液变红 —— ——
碱与非金属氧化物反应 碱+非金属氧化物→盐+水 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
——
碱与酸反应 碱+酸→盐+水 NaOH+HCl==NaCl+H2O
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
复分解反应
碱与某些盐反应 1+盐1→碱2+盐2 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH
复分解反应
碱+铵盐→氨气+水+盐 NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O 复分解反应

常见的碱有NaOH、KOH、Ca(OH)2、氨水的特性:
氢氧化钠(NaOH)俗名苛性钠、火碱、烧碱,这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体,极易溶于水,暴露在空气中易潮解,可用作碱性气体(如NH3)或中性气体(如H2、O2、CO等)的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃,盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞,只能用橡胶塞。

氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末,微溶于水,俗称熟石灰或消石灰,其水溶液称为石灰水。Ca(OH)2也有腐蚀作用。Ca(OH)2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3,常用于检验CO2。 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH,用于制取NaOH。反应方程式为: Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH

氨水(NH3·H2O)是一种可溶性弱碱,NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味,有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管,生成氮气、水和铜,其反应方程式为: 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O,说明氨气具有还原性。
此外,KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱,如:Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差,受热易分解生成对应的金属氧化物和水。

氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较
俗名 苛性钠,火碱,烧碱 熟石灰,消石灰
颜色、状态 白色,片状固体 白色,粉末状固体
腐蚀性 强烈腐蚀性 较强腐蚀性
溶解性 易溶于水,易潮解,溶解时放热 微溶于水,其水溶液俗称石灰水
用途 化工原料,用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污 用于建筑工业,制漂自粉,改良土壤,配制农药等

氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较
氢氧化钠 氢氧化钙
跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色 跟指示剂作用,使紫色石蕊试液变成蓝色,使无色酚酞试液变成红色
跟某些非金属氧化物反应
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O
跟某些非金属氧化物反应
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O
Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O
跟酸发生中和反应
2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
跟酸发生中和反应
Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
跟某些盐反应
2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4
跟某些盐反应
Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

几种碱的颜色和溶解度
颜色 溶解性
NaOH、KOH、Ba(OH)2 白色 易溶
Ca(OH)2 白色 微溶
Mg(OH)2、Al(OH )3、Fe(OH )2 白色 难溶
Fe(OH )3 红褐色 难溶
Cu(OH)2 蓝色 难溶

概念性质的理解
①氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时必须十分小心,要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上,应立即用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热,属于物理变化;而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热,属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性,可以作某些气体的干燥剂。
③由于NaOH易潮解,同时吸收空气中的CO2发生变质,所以NaOH必须密封保存。
④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞,以防止长期不用碱溶液,碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色,如NaOH溶液能使无色酚酞变红;但不溶性碱不能使指示剂变色,如Mg(OH)2中滴加无色酚酞,酚酞不变色。
⑥盐和碱的反应,反应物中的盐和碱必须溶于水,生成物中至少有一种难溶物、气体或H2O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定,分解为NH3和H2O。
⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱,如 Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O。

氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别:
NaOH与Ca(OH)2的水溶液都能使酚酞变红,故鉴别NaOH和Ca(OH)2不能用指示剂,通常情况下,可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)2
方法一:通入CO2气体,NaOH溶液与CO2气体反应后无明显现象,但Ca(OH)2溶液即澄清石灰水与 CO2反应生成白色沉淀。
方法二:滴加Na2CO3溶液或K2CO3溶液,NaOH溶液与K2CO3,Na2CO3溶液不反应,但Ca(OH)2溶液与 Na2CO3、K2CO3溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)2+ Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH,Ca(OH)2+K2CO3 ==Na2CO3+2KOH。

检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法
通常情况下,将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中,很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此,要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应,可以采取如下两种方法:
(1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠,检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
方法1:取样,加入稀盐酸,并将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明溶液中存在碳酸根离子。
方法2:取样,加入氢氧化钙溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

(2)改进实验装置,通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:

所选装置 操作方法 实验现象
A 将充满二氧化碳的试管倒扣在水中 试管内的液面略有上升
B 将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中 试管内的液面明显上升
C 将氢氧化钠溶液滴入烧瓶 水槽中的水倒吸入烧瓶内
D 将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶 集气瓶中,NaOH溶液中的长导管下端产生气泡
E 将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶 烧瓶内产生“喷泉” 现象
F 将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶 塑料瓶变瘪
G 将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中 小气球胀大


碱的命名:
一般读作氢氧化某,如:NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱,高价金属碱读作氢氧化某,如Fe(OH)3读作氢氧化铁,低价金属碱读作氢氧化亚某,如Fe(OH)2读作氢氧化亚铁。

氨水:
氨气的水溶液俗称氨水,主要成分是NH3·H2O,通常状况下是无色液体,具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
氨水显碱性,能使指示剂变色。
氨水的组成中含有N元素,因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥,其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。

海水中的物质:
海水中水约占总质量的96.5%,可溶性盐约占3.5%,含量址多的盐是氯化钠。其中Cl-:55.06%, Na+:30.61%,SO42-:7.67%,Mg2+:3.69%,Ca2+:1.15%,K+:1.01%,其他:0.72%。

海洋资源:
化学资源:海水中已发现的元素有80 多种,其中O,H,Cl,Na,Mg 等元素含量较多
水资源:通过海水淡化可获取淡水
动力资源:潮汐能、温差能等
生物资源:鱼类及其他海产品
矿物资源:可燃冰、多金属结核

利用海水提取镁:
(1)主要流程:
贝壳(CaCO3生石灰(CaO)石灰乳【Ca(OH)2氢氧化镁【Mg(OH)2MgCl2Mg

(2)有关方程式:
①制取石灰乳
CaCO3CaO+CO2
CaO+H2O==Ca(OH)2
②沉淀Mg2+
Ca(OH)2+MgCl2==CaCl2+Mg(OH)2
③制备MgCl2
Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O
点解熔融MgCl2制取镁
MgCl2Mg+Cl2

海底矿物:
新型矿产资源:可燃冰—天然气水合物,优点是:燃烧产生的热量多,燃烧后无残渣和废弃物,被科学家誉为“未来能源”,“21世纪能源”。
中和反应:
(1)定义:酸跟碱作用生成盐和水的反应,叫做中和反应。

(2)实质:酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子作用生成水的过程。


概念理解:
①中和反应一定生成盐和水,但生成盐和水的反应不一定是中和反应。如Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O不是中和反应
②中和反应一定是复分解反应,但复分解反应不一定是中和反应。二者的关系是复分解反应包含了中和反应。

探究中和反应是否发生的方法:
酸与碱作用生成盐和水的反应叫中和反应,中和反应一般情况下没有明显的外观现象【H2SO4+ Ba(OH)2==BaSO4↓+2H2O除外】。
探究酸碱发生中和反应的方法有以下几种(以HCl和NaOH反应为例):

1. 指示剂法。先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

2. pH试纸法。先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时多次测定混合溶液的pH。如果测得pH逐渐变小且小于7,则证明 NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。

3. 热量变化法。化学反应通常伴随着能量的变化.所以可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
中和反应的应用:
①改变土壤的酸碱性根据土壤情况,可以利用中和反应,在土壤中加人适量酸性或碱性物质,调节土壤的酸碱性,以利于植物生长。如:近年来由于空气污染造成的酸雨,导致一些地方的土壤显酸性,不利于农作物生长,人们通常向土壤中撒适量熟石灰中和其酸性。

②处理工厂的废水工厂里排出的废水有一些显酸性或碱性,直接排放会对水体和环境造成污染。通常在排出的废水中加入适量的碱性或酸性物质中和。如:废水中含有硫酸可向其中加人适从熟石灰,反应的化学方程式为:H2SO4+Ca(OH)2==CaSO4+2H2O。

③用于医药人体胃酸(主要成分是盐酸)过多,会造成消化不良,甚至会产生胃病,通常服用呈碱性的物质来消除症状,如氢氧化铝,反应的化学方程式为:3HCl+Al(OH)3== AlCl3+3H2O。被蚊虫叮咬(蚊虫能分泌出蚁酸)后,可在患处涂上显碱胜的物质,如:NH3·H2O。
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