海水中的化学 知识点

1、第三单元海水中的化学一、海洋化学资源1、海水中的物质（1）海水由 96.5%的水和 3.5%的溶解的盐组成。海水中主要有 4 种金属离子（na+、mg2+、ca2+、k+）和 2 种酸根离子（cl-、 so 2-4）。当把海水蒸干时，任一金属离子和酸根离子都可以结合构成一种盐，故海水中主要的盐有： na so 、 nacl 、 mgso 、 mgcl 、 caso 、 cacl 、2 4 4 4k so 、kcl。2 4海水之最：含量最多的金属离子：na+，含量最多的非金属离子或酸根离子：cl-含量最多的非金属元素：o，含量最多的金属元素：na海水盐分中含量最多的非金属元素：cl。（2）海水制

2、镁.流程：.化学方程式：macl +ca(oh) mg(oh) +cacl2 2 2 2mg(oh) +2hcl2h o+mgcl2 2 2mgcl 通电 mg+cl 2 2注意：海水中原本就有氯化镁，为什么要先加石灰乳生成氢氧化镁沉淀，再加盐酸 得到氯化镁呢？海水中氯化镁的含量很低，要想得到它，首先要设法使之富集。提取镁时，如 果直接以海水为原料，则将其中的氯化镁转化为沉淀的过程就是为了使镁元素 富集；如果以卤水为原料，则在海水晒盐阶段就经过了一次富集，转化为沉淀 的目的即可使镁元素进一步富集，又可除去其中的氯化钠等杂质。从海水中提取镁时，选择石灰乳做沉淀剂的原因是什么？因为石灰乳价廉易得，

3、大海中富含贝壳，它们的主要成分为碳酸钙，可就地取 材通过大海制得石灰乳，反应的化学方程式为： caco 高温 cao+co 、3 2cao+h oca(oh)2 22、海底矿物（1）可燃冰1 可燃冰天然气水合物固体极易燃烧2 形成：由天然气（主要成分是 ch ）和水在低温、高压条件下形成的冰状固4体。优点：燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多。燃烧后 几乎不产生任何残渣或废气，被科学家誉为“未来能源”、“21 世纪能源”。 注意：1 纯净的天然气水合物呈白色，形似白雪，可以像固体酒精一样直接被点燃， 被形象的称为“可燃冰”。2 人类开采可燃冰，面临着许多问题：a.收集海水中的气

4、体十分困难，可燃冰在海底大面积分，其分解出来的甲烷很 难聚集在某一地区内收集，而且一离开海床便迅速分解，容易发生喷井意外。 b. 甲烷的温室效应很强，若处理不当，分解出来可能造成大陆架边缘动荡而引 发海底塌方，甚至导致大规模海啸，带来灾难性后果。因此，可燃冰也是一种 存在安全隐患的能源。（2）锰结核1 海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物 多金属结核，也称：锰结核（含 锰最多）。2 锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等 20 多种金属元素，多金属结核的全 球总储量在 30000 亿吨以上。3、海洋资源的开发和利用海洋资源指的是与海水水体本身有着直接关系的物质和能量。海洋资源：化学资源（溶解于海水中

5、的化学元素 工业用冷却水源、食盐等各种盐类、 淡水、溴）矿产资源（滨海、大陆架及深海海底所蕴藏的矿产资源 滨海砂矿：富含 砂、贝壳等建筑材料，大陆架：石油、天然气、煤、硫、磷，金属矿产；海 盆：深海锰结核。）动力资源（海水波浪、潮汐及海流所产生的能量、贮存的热量 潮汐发电、 波浪发电）生物资源（海水中生存的生物鱼、虾、贝、藻）2 海洋污染：陆源污染、海上污染。3 防止污染措施：海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、 提高消除污染的技术水平等。注意：开发海洋资源的同时要保护海洋过度索取会遭到海洋的报复。4、海水淡化（1）蒸馏法淡化海水.实验装置：如右图所示。.实验现象：加热后大试管

6、中的海水沸腾，小试管中有少量无色液体；向小试管的冷凝水中滴加硝酸银溶液后无白色沉淀产生。.注意事项：1 实验前要先检查装置的气密性，气密性良好才能使用；2 玻璃导管尽量长些（延长水蒸气在导管中的滞留时间，有利于热的水蒸气冷 凝）；3 为防止暴沸，可在大试管中加几粒沸石或碎瓷片；4 试管中的液体量不能超过试管容积的 1/3.实验结论：采用蒸馏的方法可除去海水中的可溶性杂质得到淡水。.实验改进：使冷凝效果 换成较长的玻璃导管更好的方法 将玻璃导管改为冷凝器3 在玻璃导管上敷上冷毛巾4 把接收冷凝水的小试管放在盛有冷水的烧杯中注意：蒸馏是通过加热蒸发而将液体从溶液中分离出来的一种方法，是分离液体混

7、合物的一种方法。（分离混合物的方法：过滤、结晶、蒸馏）nacl 溶液中加入 agno 溶液会产生白色沉淀，其反应化学方程式为：3nacl+agno agcl+nano3 3向溶液中加入 agno 溶液，看是否产生白色沉淀，是检验溶液中有无 cl-3的常用方法。（2）世界范围内海水淡化能做到规模化和产业化的主要方法：1 膜法反渗透法（利用的是渗透压的原理）2 热法低温多效蒸馏法、多级闪急蒸馏法二、海水“晒盐”1、粗盐提纯（实际问题）：海水“晒盐”得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（如 na so 、cacl 、mgcl 等）2 4 2 2和不溶性杂质（如泥沙等），必须对其进行分离和提纯，才能用于工业

8、生产和 人们的生活。（1）除去粗盐中的不溶性杂质方法：将粗盐晶体溶解在水中，过滤除去不溶物，再通过蒸发结晶得到比较纯净的氯 化钠晶体。步骤：溶解过滤蒸发（2）除去粗盐中的可溶性杂质粗盐中可溶性杂质主要有 na so 、cacl 、mgcl 。2 4 2 2方法：加入过量的 bacl 可除去 na so ，加入过量的 naoh 可除去 mgcl ，加入过量2 2 4 2的 na co 可除去 cacl 和过量的 bacl ，然后进行过滤把沉淀除去，再加入适 2 3 2 2量的盐酸，将溶液的 ph 调为 7，除去多余的 na co 和 naoh。2 3原理：na so +bacl baso +2n

9、acl、mgcl +2naohmg(oh) +2nacl2 4 2 4 2 2cacl +na co caco +2nacl、bacl +na co baco +2nacl2 2 3 3 2 2 3 3na co +2hcl2nacl+h o+co 、naoh+hclnacl+h o2 3 2 2 2注意：.所用试剂都是过量的：每滴加一滴试剂，都要观察一次现象，看沉淀是否继续增加。若有沉淀增加，则需继续滴加试剂；若不再有沉淀增加，则停止滴加试剂。 故最后一滴试剂不参加反应，所以所用试剂都是过量的。.除杂质时所加试剂的顺序要求是：na co 必须在 bacl 之后加入，目的：除去过量的 ba2+

10、 2 3 2。过滤之后加 hcl，目的：除去过量的 co 2-3和 oh-。除以上两点要求外，其它试剂顺序可调整。如：bacl 、naoh、na co 、过滤、hcl；或 bacl 、na co 、naoh、过滤、 2 2 3 2 2 3hcl；或 naoh、bacl 、na co 、过滤、hcl。2 2 32、食盐的用途1 工业：制造烧碱、纯碱、氮气、盐酸、化学肥料、塑料、合成橡胶、染料 等。2 生活：用作调味品和食品添加剂。3 医疗：生理盐水是使用氯化钠配制的。4 农业：用一定浓度的氯化钠溶液选种。三、海水“制碱”1、氨碱法质纯碱.原料及产物：原料食盐、二氧化碳、氨气 .媒介：氨产物纯碱（

11、主要产物）、氯化铵（次要产物）.原理：向饱和食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水，然后在加压的条件下向氨盐水中通 入足量的二氧化碳生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠在该状态下溶解度小，呈晶体 析出，过滤得到 nahco 固体， nahco 不稳定，受热后会分解成 na co 、3 3 2 3h o 和 co ，因此给 nahco 加热就可得到 na co 。2 2 3 2 3.相关反应化学方程式：nacl+nh +co +h onahco +nh cl3 2 2 3 42nahco na co +h o+co 3 2 3 2 2nh4cl 的处理：2nh cl+ca(oh) cacl +2h o+2nh 4

12、 2 2 2 3.优缺点优点：原料易得、便宜。co 和 nh 可回收使用，能连续生产。2 3缺点：食盐利用率不高。回收 nh 时产生大量污染环境的 cacl 。3 22、侯氏制碱法（联合制碱法）优点：食盐利用率高。产生两种有用产物 nh cl 和 na co ，不产生污染4 2 3环境的 cacl 。23、纯碱的性质（1） 物理性质：白色粉末，易溶于水。（2） 化学性质：与指示剂的作用 纯碱溶于水溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，使紫 色石蕊试液变蓝。注意：a. 碳酸钠属于盐而不属于碱，它的水溶液呈碱性，是因为它能与水反应生成很 少量的氢氧化钠。b. 盐类物质的水溶液有的呈中性如 nacl，有

13、的呈碱性如 na co ，有的呈酸性2 3如 cuso 。4c.家庭中利用纯碱溶液显碱性的性质除去油污。与 ca(oh) 反应2现象：产生白色沉淀。化学方程式：na co +ca(oh) 2naoh+caco 2 3 2 3注意：a. 工业制烧碱的方法就是利用上述反应。b. 制取碱类物质原理：选取含有相应金属离子（或铵根离子）的盐类物质的溶液与氢氧化钠等可溶性 碱反应。如氢氧化铜的制取可用：cuso +2naohcu(oh) +na so4 2 2 4与酸（hcl、h so ）反应2 4现象：生成无色、无味的气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。化学方程式：na co +2hcl2nacl+h

14、o+co 2 3 2 2na co +h so na so +h o+co 2 3 2 4 2 4 2 2注意：na co 和 nahco 都能与酸（hcl、h so ）反应产生 co ，检验某物质中是 2 3 3 2 4 2否含有 co 2- 3或 hco -3的方法为：a. 试剂：稀盐酸、澄清石灰水、待测样品。b. 操作方法：取待测样品于试管中，向其中滴加适量的稀盐酸，观察到有气泡 冒出，将生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明待测样品中含有co 2-3或 hco3-。与某些盐（如 bacl 、cacl ）反应2 2现象：生成白色沉淀。化学方程式：na co +bacl baco

15、+2nacl2 3 2 3na co +cacl caco +2nacl2 3 2 3（3）na co 与 nahco 比较2 3 3俗名色、态溶解性 受热稳定性na co2 3纯碱、苏打白色粉末状固体碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水 稳定，受热不易分解nahco3小苏打白色粉末状晶体受热易分解2nahco na co +h o+co 3 2 3 2 2用途 石油精炼、粗盐精制、硬水 软化、人造纤维及玻璃生产 应用于冶金、造纸、纺织印 染、洗涤剂生产等领域灭火器中产生二氧化碳的原料 食品工业上发酵粉的原料 制造饮料常用的原料医疗上治疗胃酸过多的药剂之一4、盐的性质盐+酸新盐+新酸条件：反应物 盐可溶或

16、难溶，酸必须可溶；生成物 必须有气体、沉淀 或水。例如：na co +2hcl2nacl+h o+co 、caco +2hclcacl +h o+co 2 3 2 2 3 2 2 2agno +hclagcl+hno 、bacl +h so baso +2hcl3 3 2 2 4 4注意：氯化银（agcl）和硫酸钡（baso ）既不溶于水，也不溶于酸。4盐+碱新盐+新碱条件：反应物盐与碱都必须溶于水；生成物必须有气体、沉淀或水。例如：na co +ca(oh) caco +2naoh、cuso +2naohna so +cu(oh) 2 3 2 3 4 2 4 2盐+盐新盐+新盐条件：反应物的两种盐必须都溶于水；生成物必须有沉淀。例如：na s