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高中一年级化学

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    全球海水中溴的藏量丰富,约占地球溴总藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为
    65mg/L。其工业提取方法有:
    (1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,使溴置换出来,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。该方法涉及到的反应有:
    ①__________________(写出化学方程式);


    其中反应②中氧化剂是_________________。
    (2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫的反应化学方程式:__________________。
    (3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的主要实验仪器名称是_______________(填一种)。下列可以用于海水中溴的萃取试剂的_________。 ① 乙醇 ② 四氯化碳 ③ 硝酸
    本题信息:2011年期末题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “全球海水中溴的藏量丰富,约占地球溴总藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65mg/L。其工业提取方法有:(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气...” 主要考查您对

氧化剂、还原剂

氯气

二氧化硫

基本仪器的使用

海水资源的综合利用

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 氧化剂、还原剂
  • 氯气
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氧化剂:

(1)定义:得到电子(或电子对偏向)的物质,在反应时所含元素的化合价降低。
(2)常见的氧化剂:
①活泼非金属单质:如 Cl2、Br2、O2等。
②某些高价氧化物,如SO3、MnO2等。
③氧化性含氧酸,如 浓H2SO4、HNO3、HClO等
④元素(如Mn、Cl、Fe等)处于高化合价时的盐,如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、FeCl3等。
⑤过氧化物,如Na2O2、H2O2等。
⑥某些金属阳离子:如Ag+、Fe3+

还原剂:

(1)定义:失去电子(或电子对偏离)的物质,在反应时所含元素的化合价升高。
(2)常见的还原剂:
①活泼金属单质:如 Na、A1、Zn、Fe等。
②低价态的金属阳离子:如Fe2+等;
③某些非金属单质:如 H2、C等。
④元素(如C、S等)处于低价时的氧化物,如CO、NO、SO2等。
⑤元素(如Cl、S等)处于低化合价时的氢化物:如 H2S、HCl、HI、NH3等 。
⑥元素(如S、Fe等)处于低化合价时的盐或酸,如Na2SO3、H2SO3、H2C2O4、FeSO4等。

常见的氧化剂及对应的还原产物:

氧化剂

还原产物

Cl2、ClO- Cl-
KMnO4(H+)、MnO2 Mn2+
HNO3 NOx、N2、NH4+
浓H2SO4 SO2
Ag+、Fe3+ Ag、Fe2+
H2O2 H2O

常见的还原剂及对应的氧化产物: 

还原剂

氧化产物

Na、K等金属单质

Na+、K+

某些非金属C、S

CO2、SO2

非金属的氢化物CH4、H2S、NH3

CO2、S/SO2、NO

某些低价态的氧化物CO、SO2

CO2、SO3

某些低价态的酸或盐H2SO3、Na2SO3

SO42-

某些低价态的阳离子Fe2+

Fe3+

H2O2

O2


易错易混点:

(1)金属单质只具有还原性,金属最高价阳离子只具有氧化性,处于中间价态的物质既有氧化性,又有还原性;
(2)非金属单质常作氧化剂,某些非金属单质也是较强的还原性物质,比如H2、C等等
(3)元素化合价的变化:
①元素最低价只有还原性,最高价只有氧化性,中间价态既有氧化性又有还原性
②同一元素在反应中化合价发生变化,只能接近不能交叉。
例如:



氯气:

①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:


氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl22FeCl3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl2CuCl2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H2+Cl22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H2+Cl22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl22PCl3(液态) PCl3+Cl2==PCl5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl3,烟是PCl5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
④与某些还原性物质反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl2+H2OHCl+HClO
二氧化硫:

①化学式:SO2
②分子结构:SO2是由极性键形成的极性分子,因此易溶于水,其晶体为分子晶体。

二氧化硫的物理性质和化学性质:

1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
 
(2)还原性


(3)弱氧化性

(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。


SO2与一些物质反应的实验现象:



SO2与强碱反应后固体成分的确定:

SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:

分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。


二氧化硫的制备:

工业制法:

实验室制法:

(1)收集:向上排空气法。
(2)检验:品红溶液。SO2是中学阶段学到的唯一种既能使品红褪色,加热后又能使其恢复原色的气体。
(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收。

二氧化硫的用途:

工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。此外,二氧化硫还可用于杀菌消毒,可以用作防腐剂。

二氧化硫对环境的污染及治理:



基本仪器的使用:

1、可加热的仪器:

名称和图片 主要用途 使用注意事项
常用作少量试剂的溶解或反应的容器,也可用于收集少量气体、装配小型气体发生器 可直接加热。硬质试管能耐约700℃的高温,普通试管不耐高温。加热前试管外壁要擦干,加热时必须用试管夹夹持或用铁夹固定在铁架台上,切不可拿在手中,加热时还要先使试管均匀受热,然后重点加热其有药品的部位。加热固体时,要使管口略向下倾斜,固体要平铺于试管底部;加热液体时,要使管口向上,使试管与桌面成 45角,且液体量不超过试管容积的1/3,管口切忌向着有人的方向。热的试管不要骤冷,以防炸裂。在常温下的物质溶解或发生化学反应,试管内液体体积不要超过试管容积的1/2。拿取试管时,用中指、食指、拇指拿住距试管口1/3处
常用来配制、浓缩溶液,用作试剂用量较多的加热或不加热反应的容器,向其他容器中转移液体的容器,代作水浴锅 加热时要垫石棉网且外壁干燥,或用水浴加热。加热时液体量不要超过容积的2/3,也不可把液体蒸干。热的烧杯不可骤冷。搅拌时玻璃棒不可触及杯壁和杯底
常用作在加热或不加热条件下有液体试剂参加的化学反应的容器 平底烧瓶一般不用作加热反应容器。圆底烧瓶在加热时要垫石棉网且外壁要干燥,或用水浴加热,加热时液体量不要超过容积的1/2,也不要把液体蒸干。热的烧瓶不可骤冷
常用作液态混合物的蒸馏或分馏容器,也可用作气体发生器 同圆底烧瓶,但要加碎瓷片防暴沸。蒸馏(分馏)时温度计水银球要在支管口处
主要用作滴定实验的反应器,也可用作其他化学反应、液体收集的容器,还可用于组装洗气瓶 同圆底烧瓶
2、计量仪器:
名称和图形 主要用途 使用注意事项
用来量取要求不太严格的液体体积,是一种粗略的液体体积计量仪器 使用前要洗净,使用时要在桌面上放平稳,读数时,视线要与液体凹液面的最低点相平。不可用作反应器,不可加热,也不能用来配制溶液
常用于配制一定体积、浓度准确的溶液,如配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液 不能用作反应容器,不可加热,瓶和瓶塞是一一对应的,瓶塞不能互换,瓶塞要用结实的细绳系在瓶颈上,以防损坏或丢失。使用前要检查是否完好、瓶口处是否漏水,不漏水的容量瓶才能使用。配制溶液用的溶质,要先在烧杯里用适量的蒸馏水溶解,并使溶液恢复到室温后才能转入容量瓶中,不可直接在容量瓶中溶解溶质。向容量瓶里加入溶液或蒸馏水时,要用玻璃棒引流,至距刻度线23cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水,不能让液体流经刻度线以上的内壁。定容时,要使液体凹液面与瓶颈部的刻度线相切,并平视观察。手持容量瓶时,不能用手掌握瓶颈和瓶体,要用手指肚触瓶的方式持瓶。容量瓶内不能长期储存溶液。容量瓶使用完毕,应冼净、晾干,玻璃磨砂瓶塞与瓶口处垫张纸条,以免瓶口与瓶塞粘连
主要用于精确地放出一定体积的溶液,如酸碱中和滴定、配制一定物质的量浓度的硫酸溶液,都要用到滴定管。酸式滴定管用来盛装酸性溶液,碱式滴定管用来盛装碱性溶液,棕色滴定管用来盛装见光易分解的溶液 酸式滴定管与碱式滴定管不能互换使用。滴定管在使用前要先检查是否漏液。对酸式滴定管还要检查玻璃活塞是否转动灵活,对碱式滴定管还要检查橡胶管是否老化失去弹性。只有检查合格的滴定管才能使用。向滴定管内装入实验所用的溶液前,要用该溶液润洗滴定管23次,装入溶液后要赶走滴定管尖嘴内的气泡,然后将液面调在“0”刻度或“0”刻度以下。从滴定管里放出液体时,要将滴定管垂直固定在滴定管夹上,用左手操作滴定管。读数时,要在停止放出液体后1~2min后进行,要使视线与凹液面保持水平,读取与液体凹液面相切处的刻度值。滴定管用毕要立即洗净,长期不用时要在活塞处垫上小纸条,防止活塞粘连
常用于精确度不高的物质质量的称量 使用时要放平稳。称量前要先调零。称量一般的药品时,要先在两盘上各放一张大小相同的纸片后再加砝码和药品;易潮解、强腐蚀性的药品,要盛在烧杯或表面皿中称量;热的物质要待冷却至室温后再称量。称量时,左盘放称量物,右盘放砝码。砝码要用镊子由大到小夹取,最后移动游码(用镊子)。称量完毕,要把砝码收回砝码盒内,游码拨回到标尺的零处
用于测量物体的温度 测量物体某一部位的温度,温度计的感温泡就要放在这一部位。选用温度计时,要使温度计的最大显示温度高于被测物体温度。处在高温下的温度计不可骤冷。切忌以温度计代替玻璃棒去搅拌液体或固体
3、可用于分类除杂的仪器
名称和图形 主要用途 使用注意事项
蒸发液体、浓缩溶液或干燥固体 能耐高温,可在火焰上直接加热,但不能骤冷。在加热蒸发液体时,液体体积一般不超过蒸发皿容积的2/3,要用玻璃棒不断搅拌液体,以免液体飞溅。热的蒸发皿不能直接放在实验桌上。取用蒸发皿要用坩埚钳
在化学实验中常用来高温灼烧固体 能耐商温,可在火焰上直接加热,但不能骤冷。定量实验的冷却应在干燥器中。熔融NaOH等强碱时要在铁坩埚中进行。夹持坩埚和坩埚盖时都要用坩埚钳
让不纯的气体通过装入的有关液体,除去杂质 装入洗液的量勿超过容积的2/3。使用之前要检验气密性,不漏气者才可使用。进气口和出气口不要接错。气体进入的速率不能太快,以便有效吸收杂质。改作量气装置时,液体要加满,且短进长出
使热的蒸气冷却凝结为液体 要使冷却水的进口在组装仪器的低处,出水口在组装仪器的高处,以保证隔套内充满冷却水,提高冷却效率
内装固体干燥剂或吸收剂时,用于干燥或吸收气体;也可作电解、电泳等实验的容器;还可用于装配简易启普发生器 两管之间不能用力挤压或拉扯,以防在弯管处断裂
用于内装固体干燥剂吸收某些气体,也可用于组装简易启普发生器 气体要从大口进,小口出。球体和细管的连接处一般要塞一个小棉花球或玻璃丝球,防止干燥剂颗粒进入细管内
用于过滤操作和向小口容器里倾注液体。还用作装配易溶于水的气体的吸收装置(防倒吸) 过滤时应“一贴、二低、三靠”,即滤纸紧贴漏斗内壁,无缝隙,无气泡;滤纸低于漏斗口上沿0.5cm,滤液液面低于滤纸的边缘;漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,玻璃棒末端轻轻地斜靠在三层滤纸处,烧杯引水口紧靠在玻璃棒上
用于两种互不相溶的液体的分离,也用于装配制备物质的反应器,用它向容器里加入液体反应物 使用前要检查活塞处和上口处是否漏水。分液时,上层液体从上口倒出,下层液体由下口放出。从下口放出液体时,要将上端玻璃塞的小孔或凹槽对准颈部的小孔使漏斗内外相通,及时关闭活塞,防止上层液体流出

4、其他常用仪器

名称和图形 主要用途 使用注意事项
用于中、低温度的加热。进行焰色反应 点燃酒精灯时,要把灯放正,用火柴点燃,严禁以灯点灯、向灯体内加酒精时,要先熄灭酒精灯,再通过漏斗加入酒精,严禁向燃着的酒精灯内添加酒精。熄灭酒精灯时,要用灯帽盖灭,不可吹灭。灯体内酒精的量要在灯体容积的之间
用来粉碎硬度不太大的固态物质,也可用来拌匀粉末状固态反应物 不能用火加热。研磨时必须稍加压力,使研杵在研钵里缓慢地转动并加以挤压,使固体粉碎,切不可用研杵敲击
用于保存干燥的物质或者使热的物质在干燥的环境下冷却 干燥剂放在瓷板的下面,不能使用液体干燥剂(如浓H2SO4),固态干燥剂一般为无水CaCl2或硅胶,被干燥的物质放在瓷板上.太热的物质要待稍冷却后再放入。打开干燥器时,要一只手握住盖上的圆球,另一只手揽住容器,沿水平方向推移盖子。搬动干燥器时,要用拇指压住盖子,防止盖子滑落摔碎
用作烧杯盖,或微量物质反应的容器 不能用火加热
分装多种化学试剂。广口瓶也可用于装配洗气瓶、在常温下进行的化学反应的容器 不能加热。塞子、盖子不可乱换,取下的塞子、盖子要倒放在桌面上,倾倒液体时要使标签向着手心。盛固体试剂用广口瓶,盛液体试剂用细口瓶;盛见光易分解的试剂用棕色瓶,盛见光不分解的试剂既可用无色瓶也可用棕色瓶;盛碱性试剂要用配塑料塞的试剂瓶,盛强氧化性试剂、有机溶剂要用配玻璃塞的试剂瓶
盛装少量液体试剂,用滴管吸取液体滴加到其他的容器中或试纸上。普通胶头滴管的用途与该滴管相同 滴管不能调换。滴瓶不能盛强碱性溶液及强挥发腐蚀橡胶的试剂 (如浓溴水、浓硝酸等)。取液时,要先提起滴管,捏紧胶头排出空气和液体后,再插入瓶中吸取液体,吸有液体的滴管不能平放和倒放。滴试剂时,滴管下端切勿接触接收器的器壁。不能用一支滴管吸取多种液体。滴液完毕要立即把滴管插入原滴瓶中。普通胶头滴管的使用方法及注意事项,与滴瓶上的滴管相同
主要用于收集气体,也可用作洗气瓶、气体跟气体反应的容器、固体在气体中燃烧反应的容器 一般不能加热。当用作固体在气体中燃烧反应的容器时,一般要在瓶底留有少量水或铺一层细沙。盛不同密度的气体放置时瓶口方向不同

海水资源的综合利用:

浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库,它不仅孕育着无数的生命,还孕育着丰富的矿产,而海水本身含有大量的化学物质,又是宝贵的化学资源。可从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质,海水素有“液体工业原料”之美誉。

海水制盐:

(1)海水制盐的方法:从海水中得到食盐的方法有蒸发法(盐田法)、电渗析法等。目前,以蒸发法(盐田法)为主。
(2)海水晒盐的基本原理:水分不断蒸发,氯化钠等盐结晶析出。
(3)海水晒盐的流程

氯碱工业:

(1)食盐水的精制
 
(2)电极反应
阴极:
阳极:
总反应:
(3)主要设备
离子交换膜电解槽一一阳极用金属钛(表面涂有钛、钉氧化物层)制成,阴极用碳钢(覆有镍镀层)制成。阳离子膜具有选择透过性,只允许Na+透过,而Cl-、 OH一和气体不能透过。

(4)产品及用途
烧碱:可用于造纸、玻璃、肥皂等工业
氯气:可用于制农药、有机合成、氯化物的合成
氢气:可用于金属冶炼、有机合成、盐酸的制取

海水提溴:

(1)氯化
氯化氧化溴离子,在pH=3.5的酸性条件下效果最好,所以在氯化之前要将海水酸化。
(2)吹出
当海水中的Br一被氧化成Br2以后,用空气将其吹出。另外,也可以用水蒸气,使溴和水蒸气一起蒸出。
(3)吸收
目前比较多的是用二氧化硫作还原剂,使溴单质转化为HBr,再用氯气将其氧化得到溴产品。化学方程式如下:

海水提镁:

(1)工艺流程
 
(2)主要化学反应
①制备石灰乳:
②沉淀
③制备

从海水中提取重水:

提取重水的方法:蒸馏法、电解法、化学交换法、吸附法等。常用方法:化学交换法(硫化氢一水双温交换法)

铀和重水目前是核能开发中的重要原料,从海水中提取铀和重水对一个国家来说具有战略意义,化学在开发海洋药物方面也将发挥越来越大的作用。潮汐能、波浪能也是越来越受到重视的新型能源。


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