上海高中化学三大实验

一、【海水资源及其综合利用】

【海水的综合利用】

从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质．从海水中提取食盐的方法很多，主要有太阳能蒸发法、电渗析法。在医药上，0.9%的食盐溶液叫做生理盐水，在工业上，食盐是一种重要的化工原料．常用来生产烧碱、纯碱、液氯、盐酸、漂白粉等多种化工产品．综合利用图示如图所示

【粗盐提纯的实验室方法】

1.原理：粗盐中含有少量泥沙、可溶性的其它盐等杂质．泥沙不溶于水，可以将粗盐溶解后进行过滤而除去；对蒸发后得到的晶体进行洗涤，可除去其他可溶性盐．

2.实验仪器及用品：天平、烧杯、量筒、漏斗、铁架台及附件、酒精灯、玻璃棒、滤纸、蒸发皿、坩埚钳等．

3.实验步骤：称量→溶解→过滤→蒸发→洗涤．

4.注意事项：

①溶解食盐时，在保证食盐能完全溶解的前提下，水的用量要尽量少．由于食盐的溶解度一般在35g/100g水，故每溶解10 g食盐需加入30 mL左右的水．

②过滤操作中要注意：一贴（漏斗与滤纸的角度要吻合）、二低（滤纸边缘低于漏斗边缘；过滤液液面低于滤纸边缘）、三靠（烧杯尖口靠住玻璃棒；玻璃棒靠住滤纸三层处；漏斗颈端靠住盛液烧杯壁）．

③在将要蒸干时用小火加热，利用余热使食盐蒸干．如果将要蒸干时仍用大火加热，食盐晶体很容易飞溅出来．

④要用少量水的洗涤得到的精盐．这是因为得到的精盐中可能含有象氯化钾那样的易溶于水的物质．

⑤本实验多次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、转移溶液、扩散热量等

【氯碱工业】

1.电解饱和食盐水溶液的反应原理．

阳极电极反应式（Fe棒）：2H++2e-=H2↑（H+得电子产生H2后，阴极区OH-浓度增大而显碱性）

阳极电极反应式（石墨）：2Cl--2e-=Cl2↑

电解的总化学方程式：2NaCl+H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑

2.设备：离子交换膜电解槽．离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成．电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成．

3.阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极室；②只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过．这样，既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量．

题型一：海水利用注意问题

【例1】海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说确的是（）

A．利用潮汐发电是将化学能转化为电能

B．海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化

C．从海水中可以得到MgCl2，电解熔融MgCl2可制备Mg

D．海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质

【解析】

A、利用朝汐发电是朝汐能转化为电能，没有发生化学反应，而化学能转化为电能必须要发生化学反应，故A错误；

B．海水中含有氯化钠，经过海水蒸发制得氯化钠，只发生了物理变化，没有发生化学变化，故B错误；

C．从海水中得到氯化镁后，可以电解熔融状态的氯化镁生成氯气和金属镁，故C正确；D．海水中含有的溴元素是以Br-的形式存在，要转化为溴单质，元素必然降价，要发生还原反应，即只经过物理变化不能从海水中得到溴单质，故D错误；

故选C．

题型二：海水综合利用流程分析

【例2】海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程．

下列有关说确的是（）

A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl

B．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3

C．在工段③、④、⑤中，溴元素均被氧化

D．工业上通过电解饱和MgCl2溶液制取金属镁

【解析】

A．往精盐溶液氨气，得碳酸氢钠沉淀，说明碳酸氢钠的溶解度小于氯化钠，故A正确；

B．分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，发生Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓、2NaHCO3+Ca（OH）2=Na2CO3+CaCO3↓+2H2O，均有白色沉淀产生，故B错误；

C．在工段③、④、⑤中，第④步中，SO2+2H2O+Br2=H2SO4+2HBr中S元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，故C错误；

D．电解饱和MgCl2溶液，只能得到氢氧化镁沉淀，工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁，故D错误；

故选A．

1、粗盐提纯的实验方案：

①步骤：粗盐溶解→加入过量的NaOH溶液→加入过量的BaCl2溶液→加入过量的Na2CO3-溶液→过滤→加入适量的盐酸→蒸发结晶

②试剂作用：

加入过量的NaOH溶液除去Mg2+加入过量的BaCl2溶液除去SO42-

加入过量的Na2CO3溶液除去Ca2+，和过量的Ba2+

加入盐酸除去上述过量的NaOH和Na2CO3，调节溶液的酸碱度．

2、萃取：

（1）原理：利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来．

（2）操作步骤：1.混合震荡； 2.静止分层； 3.分液．

（3）注意事项：

1）萃取剂必须具备三点：

①萃取剂和原溶剂互不混溶；

②萃取剂和溶质互不发生反应；

③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度．

2）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤．分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从下口放出，当下层液体刚好放完时立即关闭活塞，不要让上层液体从下口流出，上层液体从分液漏斗上口倒出．

（4）卤单质在不同溶剂中的颜色