海水中的元素實用教案

1、提問(twn)： 海水中溶解了大量的氣體物質(zhì)和各種海水中溶解了大量的氣體物質(zhì)和各種鹽類。人類鹽類。人類(rnli)在陸地上發(fā)現(xiàn)的在陸地上發(fā)現(xiàn)的1多種元素，在海水中可以找到多種。多種元素，在海水中可以找到多種。 海水中有近海水中有近8080多種元素，他們大部分以多種元素，他們大部分以鹽的形式存在；在每升海水中含量大于鹽的形式存在；在每升海水中含量大于1 1毫克的元素我們稱為海水中常量元素，它毫克的元素我們稱為海水中常量元素，它們占海水所溶物質(zhì)總量的們占海水所溶物質(zhì)總量的99.9%99.9%。在每升。在每升海水中含量小于海水中含量小于1 1毫克的元素我們稱為海水毫克的元素我們稱為海水中微量元素，如

2、碘、鋰、鈾等中微量元素，如碘、鋰、鈾等。第1頁/共36頁第一頁，共37頁。第2頁/共36頁第二頁，共37頁。微量元素：每升海水中含量(hnling)小于1毫克的元素如碘、鋰、鈾等第3頁/共36頁第三頁，共37頁。第4頁/共36頁第四頁，共37頁。合利用第5頁/共36頁第五頁，共37頁。氯堿工業(yè) 通電 2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH第6頁/共36頁第六頁，共37頁。設(shè)問 海水中鎂的含量一般為1.28g/L，屬常量元素(yun s)。目前世界上有60%的鎂來自海水，人們是怎樣提取鎂的Mg2+SO42-Cl-第7頁/共36頁第七頁，共37頁。(1)海水提鎂的工業(yè)流程？(2)海水提鎂要

3、用到海灘上的貝殼。那么，貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用？其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化？(3)從海水中的Mg2到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？ (4)試著說一下，在上述方法提鎂的過程(guchng)中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？1.海水提鎂 貝殼（CaCO3）煅燒生石灰水石灰乳海水Mg(OH)2 Mg 鹽酸 電解MgCl2 結(jié)晶 過濾 干燥第8頁/共36頁第八頁，共37頁。電解(dinji)1.貝殼煅燒成石灰： CaCO3 = CaO + CO22.石灰制成石灰乳： CaO + H2O = Ca(OH)2 （石灰乳）3.石灰乳加入海水沉淀池中得到氫氧化鎂沉淀： Ca(OH)2 + MgCl2 =

4、 Mg (OH)2 + CaCl2 4.氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng): Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O5.電解熔融的氯化鎂可以得到金屬鎂： MgCl2 = Mg + Cl2高溫第9頁/共36頁第九頁，共37頁。(1)海水提鎂的工業(yè)流程？(2)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用(zuyng)？其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化？(3)從海水中的Mg2到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？(4)試著說一下，在上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？1.海水提鎂a.就地取材-利用海灘上的貝殼b.節(jié)約原料(yunlio)-循環(huán)利用氯元素第10頁/共36頁第十

5、頁，共37頁。問題1：為什么海水中已有為什么海水中已有MgClMgCl2 2我們卻要加堿轉(zhuǎn)化為我們卻要加堿轉(zhuǎn)化為Mg(OH)Mg(OH)2 2再加酸變回再加酸變回MgClMgCl2 2? ?解決(jiju)：濃縮、提純物質(zhì)物質(zhì)氧化鎂氧化鎂（MgOMgO）氯化（氯化（MgClMgCl2 2）熔點熔點28252825714714問題2:為何(wih)工業(yè)不選擇電解氧化鎂制鎂？第11頁/共36頁第十一頁，共37頁。第12頁/共36頁第十二頁，共37頁。研究鎂的性質(zhì)研究鎂的性質(zhì)(xngzh)的程序的程序觀察鎂的觀察鎂的外觀外觀(wigun)性質(zhì)性質(zhì)預(yù)測預(yù)測(yc)鎂的性鎂的性質(zhì)質(zhì)實驗研究實驗研究解釋結(jié)

6、論解釋結(jié)論銀白色、有金屬光銀白色、有金屬光澤、較軟的固體澤、較軟的固體較活潑的金屬，具有較強(qiáng)的還原性，較活潑的金屬，具有較強(qiáng)的還原性，可能與氧氣、酸、鹽等反應(yīng)可能與氧氣、酸、鹽等反應(yīng)1、在空氣點燃鎂條；、在空氣點燃鎂條；2、將鎂、將鎂條放入鹽酸中；條放入鹽酸中；3、鎂條放入硫、鎂條放入硫酸銅中；酸銅中；4、點燃的鎂條伸入二、點燃的鎂條伸入二氧化碳中氧化碳中第13頁/共36頁第十三頁，共37頁。（二）化學(xué)性質(zhì)(huxu xngzh)：1.與O2反應(yīng)：2Mg + O2 = 2MgO點燃2.與N2反應(yīng)：3Mg + N2 = Mg3N2點燃2Mg + SO2 = 2MgO + S五、鎂的用途(yngt

7、)：3.與CO2反應(yīng): 2Mg + CO2 = 2MgO + C點燃5.鎂與水反應(yīng)(fnyng)：Mg +2 H2O = Mg（OH)2 + H24.與酸反應(yīng)：Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2點燃第14頁/共36頁第十四頁，共37頁。鎂的主要用途：“國防(gufng)金屬”的美譽 鎂是一種輕金屬，其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好。這些鎂是一種輕金屬，其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好。這些特性使金屬鎂成為制造汽車、飛機(jī)特性使金屬鎂成為制造汽車、飛機(jī)(fij)(fij)、火箭的重、火箭的重要材料，從而獲得要材料，從而獲得“國防金屬國防金屬”的美譽。在冶金工業(yè)上，的美譽。在冶金工業(yè)上，金屬鎂常用作

8、還原劑和脫氧劑。金屬鎂常用作還原劑和脫氧劑。第15頁/共36頁第十五頁，共37頁。素”第16頁/共36頁第十六頁，共37頁。ClBrI最外層最子數(shù)相同溴、 的原子結(jié)構(gòu)氯、碘第17頁/共36頁第十七頁，共37頁?！居^察(gunch)思考】色、色、態(tài)態(tài)毒性毒性 Br2 深紅棕色液體(yt)I2紫黑色固體(gt)有毒有毒在水中溶解度較小，易溶于有機(jī)溶劑在水中溶解度較小，易溶于有機(jī)溶劑易揮發(fā)保存時密閉，并用水封易升華（物理變化）溶解性碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)特性第18頁/共36頁第十八頁，共37頁。 黃橙橙紅色橙紅色深黃褐色紫色紫紅色第19頁/共36頁第十九頁，共37頁。 實驗實驗(shy(shyn)n)碘錘

9、加熱碘錘加熱(ji r)，觀察發(fā)生現(xiàn)象，觀察發(fā)生現(xiàn)象 碘（固體）受熱(shu r)不經(jīng)液體直接變成氣體，即碘升華1 1、保存溴單質(zhì)和碘單質(zhì)時應(yīng)注意什么問題、保存溴單質(zhì)和碘單質(zhì)時應(yīng)注意什么問題？2 2、 NaClNaCl固體中混入碘單質(zhì)如何分離？固體中混入碘單質(zhì)如何分離？ 由于液溴容易揮發(fā)成溴蒸氣因此常將溴保存在由于液溴容易揮發(fā)成溴蒸氣因此常將溴保存在棕棕色、有磨口玻璃塞的細(xì)口瓶中色、有磨口玻璃塞的細(xì)口瓶中，加少量水，形成水加少量水，形成水封，置于低溫避光處封，置于低溫避光處保存保存 。 由于碘容易升華，所以通常將碘放在由于碘容易升華，所以通常將碘放在棕色廣口棕色廣口瓶，置于低溫避光處瓶，置于低

10、溫避光處保存保存 。 利用碘升華性質(zhì)將碘從混合物中的分離、提取等。 第20頁/共36頁第二十頁，共37頁?！净顒犹骄俊恐R支持氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物第21頁/共36頁第二十一頁，共37頁。實驗實驗方案方案實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象氧化氧化性強(qiáng)性強(qiáng)弱弱向NaBr溶液中加入(jir)氯水再向其中加入(jir)CCl4向KI溶液(rngy)中加入 溴水再向其中加入CCl4向KI溶液中加入(jir)氯水再向其中加入(jir)CCl4NaBrNaBr溶液氯水CCl4溶液、振蕩水層CCl4層呈橙紅色KIKI溶液溴水CCl4溶液、振蕩水層CCl4層呈紫紅色KIKI溶液氯水CCl4溶液、振蕩水層CCl4層呈紫紅色Cl2

11、Br2Br2I2Cl2I2【活動探究】氧化性：Cl2Br2I2第22頁/共36頁第二十二頁，共37頁。（下層(xicng)橙紅色）KBr溶液(rngy)氯水溴的四氯化碳(s l hu tn)溶液CCl4 （下層紫紅色）KI溶液氯水碘的四氯化碳溶液CCl4 (下層紫紅色） KI溶液溴水碘的四氯化碳溶液CCl4氧化性：Cl2Br2I2第23頁/共36頁第二十三頁，共37頁。第24頁/共36頁第二十四頁，共37頁。萃取萃取(cuq) 利用液體混合物中一種溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性不同，用一種溶劑把溶質(zhì) 從它與另一溶劑所組成的溶液中提取出 來. 萃取后可以用分液漏斗(ludu)把互不相溶的兩種液體分

12、開，從而達(dá)到分離目的。第25頁/共36頁第二十五頁，共37頁。使用(shyng)分液漏斗注意事項1、使用前檢查是否漏水(lu shu)2、加入萃取劑后要先倒轉(zhuǎn)分液漏斗用力振蕩， 再靜置。3、分液時，上層液體由上口倒出，下層液體由 下端流出且分液漏斗下端緊貼燒杯內(nèi)壁。第26頁/共36頁第二十六頁，共37頁。實驗1-4 用CCl4萃取(cuq)碘水（飽和）現(xiàn)象(xinxing)液體(yt)分層上層液體(yt)顯（ ）色下層液體(yt)顯（ ）色黃紫紅第27頁/共36頁第二十七頁，共37頁。 分析討論1、上層液體中的溶劑是（ ），下層液體 中溶劑是（ ）2、碘單質(zhì)（I2）在哪種溶劑中的溶解度大？3、

13、 CCl4與H2O比較(bjio)有何異同？H2OCCl4四氯化碳(s l hu tn)（CCl4）都能溶解碘單質(zhì)(dnzh)（ I2）；都不與碘單質(zhì)(dnzh)（ I2）反應(yīng)。異：CCl4與H2O互不相溶；碘單質(zhì)在CCl4中的溶解度大。同：第28頁/共36頁第二十八頁，共37頁。萃取劑選擇(xunz)條件1、與原溶劑互不相溶，不反應(yīng) 如，CCl4與H2O互不相溶2、溶解溶質(zhì)的能力(nngl)大于原溶劑 如， CCl4（I2）H2O （I2）3、不與被萃取的溶質(zhì)反應(yīng) 如， CCl4不與I2反應(yīng)第29頁/共36頁第二十九頁，共37頁。 思考與討論1、根據(jù)(gnj)實驗1-4分析，請分總結(jié)CCl4

14、 性質(zhì)？2、將實驗1-4中的萃取劑換為酒精是否 可以？請說明原因無色(w s)液體，不溶于H2O（CCl4）（H2O）不可以，酒精(jijng)與水互溶第30頁/共36頁第三十頁，共37頁。萃取萃取(cuq)： 利用混合物中一種溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成(z chn)的溶液中提取出來的方法。萃取劑的選擇條件：萃取劑的選擇條件：1、萃取劑與原溶劑不混溶、不反應(yīng)、萃取劑與原溶劑不混溶、不反應(yīng)2、溶質(zhì)、溶質(zhì)(rngzh)在萃取劑中有較大的溶解度在萃取劑中有較大的溶解度3、溶質(zhì)、溶質(zhì)(rngzh)不與萃取劑發(fā)生任何反應(yīng)不與萃取劑發(fā)生任何反應(yīng)操作注意：操作

15、注意：充分振蕩，適當(dāng)放氣，充分靜止，然后分液；分液時保持漏斗內(nèi)與大氣壓一致； 下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出第31頁/共36頁第三十一頁，共37頁。體驗(tyn)成功溴的氧化性介于氯和碘之間，利用這一性質(zhì)(xngzh)解決下面問題（1）你認(rèn)為：將含有下列哪種分子或離子的試劑加入到含有Br-的 溶液中可以將氧化為Br2？（ ） A . I2 B . I - C . Cl2 D . Cl-（2）把濾紙用淀粉和碘化鉀的溶液浸泡，晾干后就是實驗常用的淀粉碘化鉀試紙。這種試紙潤濕后遇氯氣發(fā)生什么變化？為什么會發(fā)生這種變化？C變成藍(lán)色， Cl2 + 2 KI =2 KCl + I2 (3) (3)

16、 下列試劑不能把NaClNaCl和KIKI兩種溶液(rngy)(rngy)鑒別開的是 （ ） A. A. 氯水 B. B. 溴水 C. C. 淀粉溶液(rngy)(rngy)C第32頁/共36頁第三十二頁，共37頁。溴單質(zhì)的氧化性介于氯和碘之間，因此在海水提溴的化工(hugng)生產(chǎn)中可以選用氯氣做氧化劑濃縮(nn su)氧化(ynghu)提取海水提溴的步驟：苦鹵可做提溴原料第33頁/共36頁第三十三頁，共37頁。海水提溴工藝流程(n y li chn)海海水水NaCl苦鹵苦鹵溴水溴水Br2Cl2曬鹽熱空氣或水蒸汽反應(yīng)反應(yīng)(fnyng)的原理的原理 2Br- + Cl2 = Br2 + 2Cl- 第34頁/共36頁第三十四頁，共37頁。溴的用途(yngt)溴的用途(yngt) 工業(yè)工業(yè)(gngy)：大量用來制造燃料的抗爆劑；見光容易分：大量用來制造燃料的抗爆劑；見光容易分 解的解的AgBr常被用做感光材料。常被用做感光材料。農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)：常使用含溴的殺蟲劑常使用含溴的殺蟲劑醫(yī)藥方面醫(yī)藥方面：紅藥水的主要成分是含溴和汞的紅藥水的主要成分是含溴和汞的有有 機(jī)化合物機(jī)化合物,溴化鈉和溴化鉀常被用做鎮(zhèn)靜溴化鈉和溴化鉀常被用做鎮(zhèn)靜劑。劑。 第35頁/共36頁第三十五頁，共3