海水參考資料中的化學元素

1、海水中蘊含著豐富的元素，元素周期表中列出的 110 多種元素，有80 多種在海水中能找到。這些元素大部分以鹽的形式存在，其中 NaCl 的含量較高，食鹽主要是用海水曬鹽的方法獲得，氯堿工業(yè)就是以食鹽為原料進行生產(chǎn)的。 從海水中還可以提取出 MgCl 2 ， 然后電解 MgCl 2得到金屬 鎂，還能提煉出溴、碘等，可以說，海水是一個巨大的化學資源寶庫?！局攸c難點】重點：從海水中獲取NaCl 、 Mg 、 Br2。難點：氯堿工業(yè)，提取鎂、溴的化學原理?！局R講解】地殼中含有豐富的元素，而海水占地球表面的70以上，其中蘊含的元素更豐富，研究海水中的化學資源，就能從海水中得到很多有用的物質(zhì)。一、海水

2、化學元素寶庫1、海水中含豐富的元素元素周期表中的 110 多種元素，海水中含有80 多種，而且海水的量又比較多，故有些元素的含量極其豐富，有很大的開采、使用價值。2、海水中各種元素的來源海水中的這些元素， 是通過河流、 大氣及海底火山活動等途徑， 從地球的其他圈層進入海洋的。由陸地河流和大氣進入海洋的物質(zhì)， 90是由江河輸入海洋的，10由冰和大氣塵埃輸入。雖然來源不同， 輸入海洋的物質(zhì)的數(shù)量隨地理位置和時間的不同而有所變化， 但海水的浩大， 還 能使某一海區(qū)海水的性質(zhì)趨于一致。3、海水中的常量元素和微量元素(1) 常量元素：每升海水中含量大于 1mg 的元素為常量元素。常見的常量元素有Cl、

3、Na、 Mg、 S、 Ca、 K、 C、 Sr、 Br、 B、 F 這 11 種元素，它們的總量占海水所溶解物質(zhì)總量的 99.9。 Cl 、 Na 兩種元素的含量最高， 海水中 NaCl 的含量特別豐富。(2) 微量元素：每升海水中含量低于 1mg 的元素稱為微量元素。雖然微量元素的含量較低， 但由于海水的質(zhì)量很大， 故含的這些元素的質(zhì)量也很可觀， 還是 有很大的開采價值，如：海水中鋰元素的含量達到2.5M011噸，而鋰可用于制造心臟起博器中的鋰電池，是熱核反應的重要材料之一。鈾元素(235U)用做制原子彈和核反應堆的燃料，1kg235U全部裂變釋放的能量相當于2500 噸優(yōu)質(zhì)煤燃燒釋放出的能

4、量，故鈾的使用價值相當大?？芍?，用海水為原料提取一些重要的物質(zhì)， 是工業(yè)生產(chǎn)的一個方向， 現(xiàn)在應用較廣的為海水提取鹽、 提取 Mg 和溴。二、海水曬鹽1、海水中鹽的含量海水中所含的元素大部分以鹽的形式存在，整個海洋中溶解鹽類物質(zhì)高達5X1017噸之多，其中 NaCl 的含量80 以上，我們的生活用鹽、工業(yè)用鹽都是從海水中提取出來的。2、海水曬鹽的原理由于 NaCl 的溶解度隨溫度的升高而變化不大，故實驗室從飽和食鹽水中獲得采用冷卻熱飽和溶液法，而是采用蒸發(fā)溶劑法，同樣，工業(yè)生產(chǎn)食鹽也是利用該原理，海水曬鹽就是把水分揮發(fā)掉而析出NaCl晶體。3、食鹽對人體的作用食鹽常用于生活中的調(diào)味品，是因為它

5、是人體所必需的物質(zhì)，對人體的血液循環(huán)和新陳代謝有重要作用。若人體缺鹽就會使人頭暈、 無力，長期缺鹽會導致心臟病，但過多地攝入食鹽又可能引發(fā)腎 臟疾病和高血壓病等?？梢?， NaCl是人體不可缺少的物質(zhì)， NaCl不僅對人體有用，在工業(yè)生產(chǎn) 中，它也是一種很重要的工業(yè)原料。4、氯化鈉在工業(yè)上的應用實驗如圖，U形管中注入飽和食鹽水，并滴入幾滴酚酗試液，然后插入電極，接通電源?，F(xiàn)象：a、b兩極都有氣泡產(chǎn)生，a極產(chǎn)生的氣體為無色氣體，收集后在酒精燈火焰上點燃， 有尖銳的爆鳴聲，b極產(chǎn)生的氣體為黃綠色氣體，能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。同時 a極區(qū)溶液變紅。10分析：a極產(chǎn)生了可燃T氣體，為H2,同時，溶液

6、變紅，說明有 OH-生成，b極產(chǎn)生的為黃綠色的Cl2,這就是電解食鹽水的反應，該反應是氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理。（1）氯堿工業(yè)的原理：a極（陰極）：2H+ +2e-=H2T, H+被消耗，出。電離的OH-增多，溶液呈堿性，使酚酷呈紅色。b 極（陽極）：2Cl- 2e-= Cl2 T通電總反應：2NaCl + 2H2O2NaOH + H2 忤 Cl2 T氯堿工業(yè)的應用通過氯堿工業(yè)，可制得 H2、Cl2、NaOH , Cl2、NaOH可作為重要的工業(yè)原料合成其它物質(zhì)。冶煉金屬、氫氧焰飽和食鹽水里超.NaO襟白劑»造紙、破璃、肥皂等（3）NaCl制取金屬鈉2NaCl（熔融）通電2Na+Cl2工業(yè)

7、上利用該反應制取金屬鈉和C12,電極反應為陽極：2Cl-2e-=。2個陰極：2Na+ 2e-=2Na。三、鎂和海水提取鎂海水中鎂元素的總儲量約為2X1015噸，故鎂主要從海水中提取。1、海水提取鎂的原理(1)海水加堿(Ca(0H)2)： Mg2+ + 2OH-=Mg(OH) 2(2)沉淀過濾，加入鹽酸：Mg(OH) 2+2HCI =MgCl 2+2H2O通電(3)蒸發(fā)結(jié)晶得 MgCl 2 6H20晶體，然后電解熔融的MgCl 2： MgCl2(熔融)= Mg + C12T另一種方法為：以光鹵石 (KC1 MgCl 2 下的溶液濃縮成 MgC12 6H20,同樣用電解金一沉喻引小水)力叫(Mhf

8、，石灰宏6H2O)為原料，用結(jié)晶法從光鹵石溶液中提出KC1 ,剩MgCl 2(熔融)的方法制金屬 Mg 0/1- _一 X431L0條例、產(chǎn)b溶液、上.繾冠J麋塔外通電J池、電院電解槽CeO-C*(OK)r2、鎂的重要性及用途(1)鎂的物理性質(zhì)：鎂為銀白色金屬，密度較小，鎂鋁合金機械性能好，強度高，故該合金常用于制飛機、火箭 的重要原料，故 Mg又稱為 國防金屬鎂的化學性質(zhì)：單質(zhì)鎂為活潑金屬，能做還原劑實驗:把兩根鎂條，用砂紙擦去表面的氧化物，然后用塔端鉗夾住，在酒精燈上點燃，觀察現(xiàn)象，然后分別伸進盛有CO2、N2的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。CO2、N2的鎂條也現(xiàn)象：鎂條在空氣中燃燒，發(fā)出耀眼的強光

9、，生成白色粉末，伸進盛有 都繼續(xù)燃燒。分析：Mg與。2、CO2、N2在點燃的條件下都發(fā)生反應，方程式分別為點燃點燃2Mg +。2 2MgO2Mg + C02 2MgO + C3Mg+N2 粵 Mg3N2Mg常溫下在空氣中，其表面會被空氣中的氧氣氧化生成致密的氧化膜(MgO),對Mg起到保護作用，Mg與 也生成的Mg3N2可以水解生成 Mg(OH) 2、NH3,這些反應在物質(zhì)轉(zhuǎn)化方面起 到很重要的作用。Mg與酸反應能放出 H2,有時Mg也能與一些鹽溶液反應：Mg粉撒入NH4CI溶液中能放出氣體，反應為：Mg+2NH 4cl = 2NH3T+ MgCl 2+ H2 TMg的單質(zhì)及常見化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)

10、系如下圖所示一反"呼-Mg(HCO3kso4NaOH*季 O4M g2*MgO M g(p M虹一 NW" - . HC1四、澳和海水提澳地球上99%的澳元素以 Br-形式存在于海水中，故人們把澳稱為海洋元素”，同時海水中也含一定量的碘元素，從海水中提取B2、I2是生產(chǎn)B2、I2的重要方法。1、海水提澳：(1)濃縮：海水中Br-的濃度較低，需蒸發(fā)水分進行濃縮，或者利用海水曬鹽后剩余的部分 (又稱苦鹵)做制取Br?的原料。(2)氧化：苦鹵中通 Cl2,把Br-氧化，反應為：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2(3)提?。築r2仍溶解在溶液中，先用熱空氣把Br2吹出(因為Br2易

11、揮發(fā))，用Na2CO3溶液吸收吹出的B2：3Br2+ 3CO32-= 5Br-+ BrO 3-+ 3CO21然后在上述溶液中再加H2SO4酸化，重新生成 Br2。5Br-+ BrO 3/6H + = 3Br2+ 3H2O海水中碘元素的含量約有9.3M03噸，其中海藻灰中(NaI)含量較高，可用濃H2SO4把NaI中I氧化為12。以2NaI +2H2SO4(濃)=Na2SO4+ I2+ SO2T+ 2H2O2、B、I2單質(zhì)的性質(zhì)：(1)B2、I2的物理性質(zhì)實驗:觀察B2、I2單質(zhì)的顏色、狀態(tài)、IW氣味。取少量B2、I2單質(zhì)，分別加入 H2。、酒精、CCl 4汽油中，觀察溶解情況，加熱澳、碘單質(zhì)。

12、實驗記錄物理性質(zhì)Ert頜色深紅棕色紫黑色狀態(tài)液體晶體溶解性及溶液顏色水很少溶解很少溶解酒精大量溶解，溶液不分層大量溶解CCL大量溶解大量溶解汽油大量溶解大量溶解加熱揮發(fā)出紅棕色蒸氣升華為紫紅色蒸氣,又冷凝成晶 體總結(jié)：B2、I2的物理性質(zhì)：Br 2為深紅棕色的液體，碘為紫黑色晶體，都不易溶于水，易溶于酒精、CCI4、汽油、苯等有機溶劑。澳易揮發(fā)，碘易升華。（2）萃?。築2、I2在有機溶劑中溶解程度遠大于在水中的溶解，故有機溶劑能從澳水、碘水 中把B2、I2奪取過去，這種現(xiàn)象為萃取。實驗:向盛有澳水、碘水的兩支試管中，分別加入CC14、振蕩，靜止后觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：兩支試管中都出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上層為

13、無色的水層，下層為有機層（CC14的密度大于水）且澳在CC14中為橙紅色，I2在CC14為紫紅色。結(jié)論：不溶于水的有機溶劑（苯、CC14、汽油）能從澳水、碘水中萃取 B2、I2,利用此方法可以從水溶液中分離出B2、12。（3）B2、I2的化學性質(zhì)B2、I2的化學性質(zhì)與 Cl2很相似，能與金屬單質(zhì) （Na、Mg、Fe等）、非金屬單質(zhì)（H2）、H2O、 堿溶液反應，體現(xiàn)出同族元素性質(zhì)的相似性，Cl2、Br2、I2差異性是什么呢？主要體現(xiàn)在三者氧化性的不同，Cl2、B/2、I2的氧化性存什么樣的關(guān)系呢？活動 探究Cl 2、B2、I2氧化性的比較。實驗：把氯水分別滴入NaBr溶液、NaI溶液中，滴入

14、CC3溶液，把澳水滴入 NaI溶液中，滴入CCI4溶液，觀察現(xiàn)象實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象結(jié)論氧水滴入NaEr溶液分層CCL層呈橙紅色生成Cl（把Br -氧化成Br：氯水滴入西工溶液分層CCL呈紫紅色生成必CL把氧化成九溟水滴久溶液分層CCI .呈紫紅色生成員工把I 一氧化成L可知，Cl2、Br2、I2的氧化性強弱為 Cl2> Br2>I2海水是一個巨大的化學資源寶庫，但有些元素從海水中提取還較為困難，需要科學家們繼續(xù)探索?！颈竟?jié)小結(jié)】：海水的綜合利用可用下圖體現(xiàn)出來：用于制造 輕合金，是制造 汽車、飛機、火 箭的重要材料.鎂氯化鎂穎化鉀、琉 酸鈉等漠及苴化合物苦鹵是重要的化工 原料，混化物

15、常用 做農(nóng)藥等二食鹽是重要的核工業(yè)原料不僅是人體必 需的物質(zhì)而且是 重要的化工原料.【例題分析】例1、從海水中獲得 Br2的過程是把C12通入加熱到90C, pH =3.5的鹵水中，將 Br-氧化為 Br2,用空氣吹出生成的B2,被Na2CO3溶液吸收得到 NaBr、NaBrO3混合溶液，再用硫酸酸化混合液，即可得到 B2。寫出有關(guān)的離子方程式。(1)Na£O3 溶液吸收 B2。(2)用硫酸酸化混合液制取Br2。解析：海水中的澳元素含量很高，主要以Br-的形式的存在，但濃度太小，苦鹵中Br-含量較高，故先用氧化劑(C12)把Br-氧化為B2。題中介紹了 B2從溶液中脫離出來的方法，然

16、后再重新 生成B2,題目涉及了 Bi反應的歧化反應和生成B2的歸中反應，考查的較為靈活。答案：(1)3Br 2+ 3CO32-= 5Br-+ BrO 3-+ 3雙 T(2)5Br - + BrO 3-+ 6H + = 3Br2+ 3H2O例2、閱讀下面一段化學史短文后，回答有關(guān)問題：庫式圖是法國的一位化學家。1811年的某一天，他偶然發(fā)現(xiàn)海藻灰與濃硫酸作用后，放出一股美麗的紫色氣體，這種氣體冷凝后不形成氣體，而變成暗黑色的帶有金屬光澤的晶體，他發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)與氧、碳都不易反應。但卻能和氫、磷等非金屬、鈉、鎂等金屬反應?；卮?1)寫出這種新元素的名稱 o(2)寫出海藻灰與濃硫酸作用得到該元素的單質(zhì)

17、的化學方程式 o解析：海藻灰中含有碘化物，如KI、NaI等。跟濃硫酸反應能生成HI, HI進而被濃硫酸氧化為I2o答案：(1)碘。(2)H 2SO4(濃)+ KI = KHSO 4+ HI TH2SO4(濃)+ NaI = NaHSO4+ HI T 8HI + HzSO4= 4I2 忤 H2ST+ 4H2。例3、從海水中可提取多種化工原料，下面是工業(yè)上對海水的幾項綜合利用的示意圖:廠和鹽鮑*NaCl理*燒堿和鹽酸飽和溶液匚濾液星達Mg (0耽哪S 6聯(lián)股 MQ蜓nXSlBSe BS請回答一下問題：(1)粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)離子，精制時所用試劑為：鹽酸、BaCl2溶液、

18、NaOH溶液、Na2CO3溶液，加入試劑的順序是 o(2)寫出電解飽和食鹽水的總反應式： o(3)用海灘上的貝殼制Ca(OH)2的有關(guān)反應式是 o(4)寫出制取Mg(OH) 2的化學方程式 o(5)工業(yè)上冶煉鎂時采用電解MgCl2而不采用電解 MgO,其原因是 o(6)電解無水MgCl 2可制得金屬鎂和氯氣，利用副產(chǎn)品氯氣和粉末狀熟石灰反應可制得漂白 粉，反應的化學方程式為 O解析：(1)加入試劑的順序是：BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、鹽酸。通電(2)2NaCl +2心0= 2NaOH +CI2T+ H2 T燃燒(3)CaCO 3 = CaO + CO2 T, CaO + H

19、zO= Ca(OH) 2(4)Ca(OH) 2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH) 2 J(5)原因為：MgCl 2熔點低于MgO,因此用電解熔融 MgCl 2的方法制取金屬鎂比較節(jié)省能源。(6)2Cl 2 + 2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO) 2+2H2O【達標練習】1、0.1mol鎂粉分別在足量的 O2、CO2、N2中燃燒，生成固體的質(zhì)量依次為W1、W2、W3下列關(guān)系式中正確的是 ()A、W2>Wi>W3B、Wi = W2>W3C、Wi= W2= W3D、W3>W2>Wi2、鎂條在下列氣體中不能燃燒的是()A、 N2 B、 O2 C、 CO2D、

20、 H23、下列溶劑能溶解 Br2、I2,但不能把I2和Br2從碘水或濱水中萃取出來的是()A、汽油 B、苯 C、四氯化碳D、酒精4、下列海水中的元素屬于微量元素的是()A、氟 B、氯 C、澳 D、碘5、下列不屬于氯堿工業(yè)產(chǎn)品的是()A、H2 B、Na2CO3C、NaOH D、CI26、為實現(xiàn)中國2000年消除碘缺乏病的目標，衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必須加碘，其中碘以碘酸鉀(KIO3)形式存在，已知酸性溶液中IO3-可與發(fā)生：IO3+ 5I- + 6H + =3I2+3H2O反應，據(jù)此反應，可用試紙和一些生活中常見的物質(zhì)進彳f實驗，證明在食鹽中存在I03-O可供選用的物質(zhì)有：自來水；藍色石蕊試紙；碘化鉀粉試紙；淀粉；食糖；食醋；白酒。進行上述實驗時 必須使用的物質(zhì)是（）A、 B、C、 D、7、甲、乙、丙三種溶液各含有一種X-（X-為Cl-、Br-、I-）離子，向甲中加淀粉溶液和氯水，則溶液變?yōu)槌壬?，再加丙溶液，顏色無明顯變化，則甲、乙、丙依次含有（）A、Br-、Cl-、I- b、Br-、I-、Cl-C、I-、Br-、Cl-D、Cl-、I-、Br-8、點燃的鎂條可以像在CO?中那樣在SO?中繼續(xù)燃燒，但反應比鎂和CO?反應更加劇烈。反應結(jié)束后，在盛 SO2的的廣品瓶中可能存在的生成物是（寫化學式）,反應化學方程是9、在已知提取氯化鈉、澳、鎂等化學物質(zhì)的富碘鹵水中，采用