第4节海水中的元素

1、第第4 4节节 海水中的元素海水中的元素 尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水中除了含有氢、氧元素外，一定还饮用。看来，海水中除了含有氢、氧元素外，一定还含有其他元素。那么，海水中还含有哪些元素？它们含有其他元素。那么，海水中还含有哪些元素？它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量如何？人类是怎样提取并利用它们的呢？如何？人类是怎样提取并利用它们的呢？2.2.了解海水提镁的流程和发生的主要反应，认识镁了解海水提镁的流程和发生的主要反应，认识镁单质的性质。单质的性质。（重点）（

2、重点）3.3.了解溴、碘及其化合物的性质和主要用途。了解溴、碘及其化合物的性质和主要用途。（重点）（重点）4.4.以海水提溴为例，了解化学方法在实现物质间转以海水提溴为例，了解化学方法在实现物质间转化中的作用。化中的作用。1.1.了解海水中元素的存在形式和用途，认识海水了解海水中元素的存在形式和用途，认识海水综合开发利用的意义。综合开发利用的意义。1 000g1 000g海水的化学组成示意图海水的化学组成示意图一、海水一、海水元素宝库元素宝库纯水纯水965.31g965.31g氯离子氯离子19.10g19.10g钠离子钠离子10.62g10.62g硫酸根离子硫酸根离子2.66g2.66g镁离子

3、镁离子1.28g1.28g钙离子钙离子0.40g0.40g钾离子钾离子0.38g0.38g其他其他0.25g0.25g有关海水组成的惊人数字有关海水组成的惊人数字8080多种多种1111种种2.52.510101010t t5 510101616t t2.62.610101616t t2.52.510101111t t9.39.310101010t t4.54.510109 9t t2 210101515t tU U1.1.海洋中的元素海洋中的元素每升海水中含量每升海水中含量大于大于1 1毫克的元素毫克的元素氯、钠、镁、硫、钙、氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、钾、碳、锶、溴、硼、氟氟每

4、升海水中含量每升海水中含量小于小于1 1毫克的元素毫克的元素碘、锂、铀碘、锂、铀2.2.微量元素的用途微量元素的用途锂锂铀：铀：热核反应的重要材料热核反应的重要材料制造锂电池和特种合金的原料制造锂电池和特种合金的原料用作核燃料用作核燃料 碘元素碘元素被称为被称为“聪明的元素聪明的元素” 与人体内一种激素（甲状腺素）的合成有关，与人体内一种激素（甲状腺素）的合成有关，甲状腺素对人体的智力发育有影响：儿童缺乏得甲状腺素对人体的智力发育有影响：儿童缺乏得呆小症，成年人缺乏得大脖子病。呆小症，成年人缺乏得大脖子病。我国政府规定：我国政府规定：在食盐中必须加入在食盐中必须加入一定量的一定量的_。( (化

5、学式化学式_ )_ )。碘酸钾碘酸钾 KIOKIO3 3氯碱工业简介氯碱工业简介2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O = 2NaOH+ClO = 2NaOH+Cl2 2+H+H2 2通电通电原理：原理：原料：原料：饱和食盐水饱和食盐水产品和用途：产品和用途：氯化物合成氯化物合成金属冶炼金属冶炼有机合成有机合成盐酸盐酸HClHCl农药农药电电解解饱饱和和食食盐盐水水碱液碱液湿氯气湿氯气湿氢气湿氢气NaOHNaOH含氯漂白剂含氯漂白剂ClCl2 2H H2 2有机合成有机合成造纸造纸玻璃玻璃肥皂肥皂纺织纺织印染印染有机合成有机合成Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀HClHClMgClMgC

6、l2 2晶体晶体MgClMgCl2 26H6H2 2O OMgMg和和ClCl2 2干燥干燥电解电解 贝壳贝壳(CaCO(CaCO3 3) )CaOCaOOHOH- -Ca(OH)Ca(OH)2 2H H2 2O O海水海水含含MgMg2+2+浓浓缩缩结结晶晶盐酸厂盐酸厂1.1.海水提镁海水提镁二、镁与海水提镁二、镁与海水提镁【提示】【提示】贝壳起到提供碱贝壳起到提供碱消石灰的作用。主消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：要成分发生的化学变化有：CaCOCaCO3 3 = CaO+CO= CaO+CO2 2高温高温CaO+HCaO+H2 2O = Ca(OH)O = Ca(OH)2 2(1)

7、(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？样的化学变化？【思考与交流】【思考与交流】 【提示】【提示】经历的化学变化有：经历的化学变化有： MgMg2+2+2OH+2OH- - = Mg(OH)= Mg(OH)2 2 Mg(OH) Mg(OH)2 2+2HCl = MgCl+2HCl = MgCl2 2+2H+2H2 2O OMgClMgCl2 2 = Mg+Cl= Mg+Cl2 2通电通电(2)(2)从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化从海水中的镁离子到

8、金属镁，经历了哪些化学变化？学变化？(3)(3)在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？施来提高经济效益？这对你有什么启示？【提示】就地取材【提示】就地取材利用海滩上的贝壳；利用海滩上的贝壳； 节约原料节约原料循环利用氯元素循环利用氯元素(1)(1)物理性质物理性质银白色、密度比较小，有金属光泽、质软。银白色、密度比较小，有金属光泽、质软。具有具有很好的延展性、导电性、导热性。很好的延展性、导电性、导热性。其合金的强度高、机械性能好其合金的强度高、机械性能好, ,被称为被称为“国防金国防金属属”。2.2.镁镁用途：用途：可

9、用于制造汽车、飞机、火箭。可用于制造汽车、飞机、火箭。点燃点燃2Mg+O2Mg+O2 2 = 2MgO= 2MgO点燃点燃3Mg+N3Mg+N2 2 = Mg= Mg3 3N N2 2与非金属单质反应与非金属单质反应与非氧化性酸反应生成氢气与非氧化性酸反应生成氢气（2 2）化学性质）化学性质 Mg+2HMg+2H+ + = Mg= Mg2+ 2+ + H+ H2 2与二氧化碳反应与二氧化碳反应 2Mg+CO 2Mg+CO2 2 2MgO+C2MgO+C 点燃点燃现象：现象：镁条在镁条在COCO2 2中继续燃中继续燃烧，发出耀眼白光，在瓶烧，发出耀眼白光，在瓶内壁附着有黑色的固体。内壁附着有黑色

10、的固体。由镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？由镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？【提示】【提示】不能不能2Mg+CO2Mg+CO2 2 2MgO+C2MgO+C 点燃点燃【想一想】【想一想】与盐反应与盐反应置换反应置换反应Mg+CuMg+Cu2+ 2+ = Mg= Mg2+ 2+ + Cu+ Cu地球上地球上99%99%的溴元素以的溴元素以BrBr- -的形式存在于海水中。的形式存在于海水中。溴元素又被称为溴元素又被称为“海洋元素海洋元素”三、溴与海水提溴三、溴与海水提溴F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2颜色颜色状态状态溶解性溶解性溶液颜色溶液颜色水水酒精酒精CClCCl4

11、4浅黄绿色浅黄绿色橙（黄）色橙（黄）色橙红色橙红色橙红色橙红色黄色黄色紫红色紫红色褐色褐色不易溶于水，易溶于有机溶剂不易溶于水，易溶于有机溶剂浅黄绿色浅黄绿色黄绿色黄绿色深红棕色深红棕色紫黑色紫黑色气态气态气态气态液态液态固态固态1.1.物理性质物理性质【接下页表格】【接下页表格】易挥发易挥发易升华；易升华；遇淀粉溶液变蓝遇淀粉溶液变蓝用棕色瓶密封保用棕色瓶密封保存加入少量水存加入少量水密封保存密封保存于广口瓶中于广口瓶中水封水封碘的特性碘的特性升华升华溴在水中溶解度不大，如何来提取溴呢？溴在水中溶解度不大，如何来提取溴呢？【提示】【提示】利用萃取的方法利用萃取的方法【想一想】【想一想】利用某

12、种物质（溶质）在利用某种物质（溶质）在互不相溶互不相溶的溶剂里的溶剂里溶溶解度解度的不同，用一种溶剂把它从的不同，用一种溶剂把它从溶解度较小的溶解度较小的溶剂溶剂转移到转移到溶解度较大的溶剂溶解度较大的溶剂中的方法。中的方法。萃取萃取已知溴在酒精中的溶解度大于溴在水中的溶解已知溴在酒精中的溶解度大于溴在水中的溶解度，加入酒精能否实现溴和水的分离？度，加入酒精能否实现溴和水的分离？【提示】【提示】不能。酒精与水互溶不能。酒精与水互溶【学与用】【学与用】与金属反应与金属反应2Fe+3Br2Fe+3Br2 2 = 2FeBr= 2FeBr3 32Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 = 2FeCl= 2

13、FeCl3 3点燃点燃Fe+IFe+I2 2 = FeI= FeI2 22.2.化学性质化学性质(X(X表示表示ClCl、BrBr、I)I)低价态金低价态金属碘化物属碘化物与非金属反应（如：与非金属反应（如：H H2 2）与水反应与水反应与碱反应与碱反应X X2 2+H+H2 2O = HX+HXOO = HX+HXOX X2 2+2NaOH = NaX+NaXO+H+2NaOH = NaX+NaXO+H2 2O OX X2 2+H+H2 2 = 2HX= 2HX一定条件一定条件氯、溴、碘单质的氧化性强弱氯、溴、碘单质的氧化性强弱氧化性氧化性: Cl: Cl2 2BrBr2 22NaBr+Cl

14、2NaBr+Cl2 2=2NaCl+Br=2NaCl+Br2 2还原性：还原性：BrBr- - Cl Cl- -氯溴单质氧化性强弱比较：氯溴单质氧化性强弱比较：溴碘单质氧化性强弱比较：溴碘单质氧化性强弱比较：2KI+Br2KI+Br2 2 = 2KBr+I= 2KBr+I2 2氧化性氧化性: Br: Br2 2II2 2还原性：还原性： I I- - Br Br- -氯碘单质氧化性强弱比较：氯碘单质氧化性强弱比较：2KI+Cl2KI+Cl2 2=2KCl+I=2KCl+I2 2氧化性氧化性: Cl: Cl2 2II2 2还原性：还原性： I I- - Cl Cl- -3.Cl3.Cl- -、B

15、rBr- -、I I- -的检验的检验如何鉴别如何鉴别NaClNaCl、NaBrNaBr、KIKI三瓶无色溶液？三瓶无色溶液？【提示】【提示】方法一：分别滴加方法一：分别滴加AgNOAgNO3 3溶液和稀硝酸，溶液和稀硝酸，产生白色沉淀的为产生白色沉淀的为NaClNaCl溶液，产生淡黄色沉淀的溶液，产生淡黄色沉淀的为为NaBrNaBr溶液，产生黄色沉淀的为溶液，产生黄色沉淀的为KIKI溶液。溶液。方法二：分别滴加氯水，再加入少量四氯化碳，方法二：分别滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振荡，下层无色的为振荡，下层无色的为NaClNaCl，下层为橙红色的为，下层为橙红色的为NaBrNaBr，下层为紫红

16、色的为，下层为紫红色的为KIKI溶液。溶液。【想一想】【想一想】海水海水晒盐晒盐NaClNaCl苦卤苦卤通入通入ClCl2 2溴的水溴的水溶液溶液鼓入热空气鼓入热空气或水蒸气或水蒸气溴溴2Br2Br- -+Cl+Cl2 2=Br=Br2 2+2Cl+2Cl- -4.4.海水提溴海水提溴( (浓缩、氧化、提取浓缩、氧化、提取) )利用利用BrBr2 2的易的易挥发的性质挥发的性质5.5.海水的综合利用海水的综合利用镁镁氯化钾、硫氯化钾、硫酸钠等酸钠等溴及其化合物溴及其化合物氯化镁氯化镁苦卤苦卤食盐食盐碘碘锂、金等锂、金等铀铀 是重要的化工是重要的化工原料，溴化物常原料，溴化物常用作农药、药剂用作

17、农药、药剂等。等。 不仅是人体必需不仅是人体必需的物质，而且是重的物质，而且是重要的化工原料。要的化工原料。 是人体生长、是人体生长、发育所必需的微发育所必需的微量元素。量元素。 用于制造轻用于制造轻合金，是制造合金，是制造汽车、飞机、汽车、飞机、火箭的重要材火箭的重要材料。料。 是重要的是重要的核工业原料。核工业原料。1.1.镁的化学性质镁的化学性质与酸反应置换氢气与酸反应置换氢气与氧气反应与氧气反应与二氧化碳反应与二氧化碳反应 与氮气反应与氮气反应Mg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgCl2 2+H+H2 22Mg+O2Mg+O2 2=2MgO=2MgO点燃点燃2Mg+CO2Mg+C

18、O2 2=2MgO+C=2MgO+C点燃点燃3Mg+N3Mg+N2 2=Mg=Mg3 3N N2 2点燃点燃2.2.氯、溴、碘单质氧化性强弱比较：氯、溴、碘单质氧化性强弱比较：氧化性：氧化性：ClCl2 2BrBr2 2II2 2还原性：还原性：I I- -BrBr- -ClCl- -3.3.海水提溴的原理：海水提溴的原理：ClCl2 2+2Br+2Br- - = 2Cl= 2Cl- -+Br+Br2 2海水提溴的过程：海水提溴的过程：4.4.海水的综合利用海水的综合利用富集富集氧化氧化分离分离1.1.下列海水中的元素中，对其用途的叙述不正确的下列海水中的元素中，对其用途的叙述不正确的是是( )( )A.A.锂是热核反应的重要原料之一锂是热核反应的重要原料之一B.B.碘用于制药，如制碘酒，食盐加碘可预防甲状腺肿碘用于制药，如制碘酒，食盐加碘可预防甲状腺肿大大C.C.镁用于制造飞机、汽车、火箭，有镁用于制造飞机、汽车、火箭，有“国防金属国防金属”的的美誉美誉D.D.铀是制造原子弹和氢弹的主要原料铀是制造原子弹和氢弹的主要原料D D2.2.镁粉在焰火、闪光粉中是不可少的原料，工业制镁粉在焰火、闪光粉中是不可少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在