九年级化学 第八章 海水中的化学

第8章 海水中的化学 第八章 第一节 海洋化学资源一、海水中的物质1、海水由96.5%的水和3.5%的溶解盐组成。海水中含量最多的物质是H2O ，最多的金属元素是Na ，最多的元素是O 。 2、海水中主要含有四种金属离子（Na+、Mg2+、Ca2+、K+）和两种酸根离子（Cl、SO42）。当把海水蒸干时，任意金属离子和酸根离子都可以构成一种盐，故海水的盐主要有：NaCl、Na2SO4、MgCl2、MgSO4、CaCl2、CaSO4、KCl、K2SO4。 Na+ Mg2+ Ca2+ K+ Cl SO423、海水中含量最多的金属离子是Na+，含量最多的酸根是Cl，所以海水中含量最多的盐是NaCl。2、 海水提镁 石灰乳 水 生石灰 煅烧 贝壳 Ca(OH)2 CaO CaCO3 海水或卤水 Mg(OH)2 盐酸 MgCl2 电解 Mg 方程式： 高温 CaCO3 = CaO + CO2 CaO + H2O = Ca(OH)2 MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2 Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O 电解 MgCl2 = Cl2 + Mg步骤：将海边大量存在的贝壳（CaCO3 ）煅烧成生石灰，并将生石灰加水后制成石灰乳。 将石灰乳加入到海水反应池中，经过沉降、过滤得到Mg(OH)2沉淀。 在Mg(OH)2沉淀中加入盐酸中和得到MgCl2溶液，再经蒸发结晶得到MgCl26H2O。 将MgCl26H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2。 电解熔融的无水MgCl2可得到Mg。3、 海底矿物（天然气水合物可燃冰、锰结核）可燃冰的组成：CH4nH2O（甲烷的水合物）可燃冰燃烧方程式： 点燃 CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O可燃冰的形成：由天然气和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体。可燃冰的优点：燃烧产生的热量比相同条件下的煤或石油燃烧产生的热量多。 燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。4、 海水淡化的方法 低温多效蒸馏法 热法 （蒸馏法）海水淡化 多级闪急蒸馏法 膜法（反渗透法） 蒸馏法淡化海水实验现象：加热后大试管内的海水沸腾。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后无白色沉淀产生。注意事项：实验前要检查装置的气密性。玻璃导管尽量长些（延长水蒸气在导管中的滞留时间，有利于水蒸气冷凝。）防止暴沸，可在大试管中加几粒沸石或碎瓷片。试管中液体量不能超过试管容积的1/3。实验结论：蒸馏方法可以除去海水中可溶性杂质得到淡水。 第八章 第二节 海水“晒盐”1 海水晒盐 粗盐 海水 蒸发池 结晶池 母液原理：先将海水引入蒸发池，经日晒蒸发分到一定程度， 再导入结晶池，继续日晒海水就会成为食盐的饱和溶液， 再晒就会逐渐析出食盐来。母液：晶体析出后剩余的溶液。母液是该温度下的饱和溶液。粗盐的主要成分是NaCl，杂质有泥沙、Na2SO4、MgCl2、CaCl2。2、 结晶结晶：在一定条件下，固体物质从它的饱和溶液中以晶体形式结晶析出的过程。蒸发结晶：在一定条件下，使溶剂不断减少，溶质质量分数逐渐增大，直至形成饱和溶液，继而析出晶体。降温结晶：采取冷却热饱和溶液的方法，使溶质从溶液中结晶析出。结晶方法的应用：蒸发结晶：将溶解度受温度变化影响不大的固体溶质从其水溶液中析出。如将海水经风吹日晒使NaCl从海水中析出。降温结晶：将溶解度随温度升高而明显增大的固体溶质从其水溶液中析出。如将KNO3高温时的饱和溶液冷却至室温，然后过滤分离析出的大量晶体。结晶方法用于物质的提纯：蒸发结晶：当溶解度受温度变化影响不大的固体物质中混有少量溶解度受温度影响很大的固体物质时。（NaCl中混有少量KNO3） 适量水 加热蒸发溶剂 过滤 滤纸上：NaCl固体混合物 NaCl饱和溶液 结晶 滤液：大部分KNO3，少量NaCl降温结晶：当溶解度受温度变化影响很大的固体物质中混有少量溶解度受温度变化影响较小的固体物质时。（KNO3中混有少量NaCl） 适量水 降温 过滤 滤纸上：KNO3固体混合物 KNO3热饱和溶液 结晶 加热 滤液：大部分NaCl，少量KNO3规律总结：需提纯的固体（大量含有的固体）结晶采用的方法。3、 影响固体物质溶解性的因素溶质的性质（不同物质在同一溶剂中的溶解能力不同。）溶剂的性质（同一物质在不同溶剂中的溶解能力不同。）温度（同一种物质在同一种溶剂中的溶解能力与温度有关。）4、 固体物质的溶解度溶解度：一定温度下，某固体物质在100g溶剂（通常为水）里达到饱和状态时所能溶解的质量。溶解度的单位：g影响固体物质溶解度的因素：内部因素：溶剂溶质本身性质。 外部因素：温度。5 固体物质溶解度与溶解性的关系溶解性是20时该物质的溶解度数值来划分的。 难溶 微溶 可溶 易溶 0.01g 1g 10g 6、 固体物质溶解度的表示方法：列表法、溶解度曲线法溶解度曲线：物质温度随溶解度变化的曲线。1、 点：曲线上的点：表示物质在某一温度时的溶解度。两曲线的交点：两物质在某一温度时的溶解度相等。 两物质饱和溶液中溶质质量分数也相等。2、 线：曲线表示物质的溶解度随温度的改变而变化的情况。曲线变化幅度大，说明溶解度受温度影响大；曲线比较平坦，说明溶解度随温度变化小。曲线趋势上升，说明溶解度随温度升高而增加；曲线趋势下降，说明溶解度随温度升高反而减小。3、 面：曲线及曲线上面表示的溶液为饱和溶液。曲线下面所表示的溶液为不饱和溶液。溶解度曲线的基本应用：判断某物质在不同温度下的溶解度。比较同一温度下，不同物质的溶解度。判断溶液是否处于饱和状态。根据曲线的变化趋势，设计方案，通过改变温度，改变溶质或溶剂的量等方法使饱和溶液和不饱和溶液相互转化。饱和溶液和不饱和溶液相互转化饱和溶液溶液变成不饱和溶液：增加溶剂、减少溶质、增加温度（Ca(OH)2除外）不饱和溶液溶液变成饱和溶液：减少溶剂、增加溶质、降低温度（Ca(OH)2除外）温度对固体物质溶解度的影响大多物质的溶解度随温度升高而增大。曲线坡度上升越陡，表示该物质的溶解度受温度影响越大，如KNO3。少数固体物质的溶解度受温度的影响小。曲线坡度比较平坦，如NaCl。极少数物质的溶解度随温度的升高而减小。曲线坡度下降，如Ca(OH)2。7、 粗盐的提纯粗盐中含有：不溶性杂质：泥沙 可溶性杂质：Na2SO4、CaCl2、MgCl21、除去粗盐中的不溶性杂质：溶解，过滤，蒸发。2、除去粗盐中的可溶性杂质方法：加入过量BaCl2可除去Na2SO4。 Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl加入过量NaOH除去MgCl2。 MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl加入过量的Na2CO3可除去CaCl2、BaCl2。 CaCl2 + Na2CO3 =CaCO3 + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3 =BaCO3 + 2NaCl过滤把沉淀除去。加入适量盐酸，把溶液的pH调节为7，除去多余的Na2CO3和NaOH。 Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O NaOH + HCl = NaCl + H2O注意：除杂时所加试剂的顺序要求（1） Na2CO3必须在BaCl2之后加，以除去过量的Ba2+.。（2）过滤之后再加盐酸，否则盐酸会将之前生成的CaCO3 BaCO3 沉淀溶解。 第八章 第三节 海水“制碱”1、 氨碱法制纯碱原理：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CO2生成NaHCO3， NaCl + NH3 + CO2.+ H2O = NaHCO3 + NH4Cl由于NaHCO3在该状态下的溶解度很小，呈晶体析出，过滤得NaHCO3固体，NaHCO3不稳定，受热后会分解为Na2CO3、H2O、CO2.。 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O生产流程 精制 吸氨 碳酸化 过滤、热解盐水 饱和食盐水 饱和氨盐水 碳酸氢钠 纯碱侯氏制碱法：向滤出NaHCO3晶体的 NH4Cl溶液中加入NaCl ，使其中的NH4Cl单独结晶析出，用作铵肥，NaCl 溶液液循环使用。2、 Na2CO3 与NaHCO3 的比较化学式Na2CO3NaHCO3性质白色粉末、易溶于水、水溶液呈碱性白色粉末状晶体、能溶于水、受热易分解俗称纯碱、苏打小苏打用途粗盐精制灭火器中CO2的原料医疗上治疗胃酸的药剂3、 Na2CO3的化学性质与指示剂作用：Na2CO3水溶液呈现碱性，能使无色酚酞试液变红。与碱反应生成沉淀 Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaOH与酸反应生成CO2现象：生成无色无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊 Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl +CO2 + H2O Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 +CO2 + H2O与盐（CaCl2、BaCl2）生成白色沉淀 CaCl2 + Na2CO3 =CaCO3 + 2NaCl BaCl2 + Na2CO3 =BaCO3 + 2NaCl四、盐1、盐：金属阳离子（或者铵根NH4+）和酸根阴离子构成的化合物。2、盐的溶解性：硝酸盐都能溶（NO3-）钾（K+）、钠(Na+)、铵(NH4+)盐都能溶盐酸盐中银不溶（AgCl）硫酸盐中钡不溶（BaSO4）、银微溶（Ag2SO4）碳酸盐中只溶K+、Na+、NH4+3、 盐的化学性质盐 + 酸 = 新盐 + 新酸 （生成物中必须有气体、沉淀或水） Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl +CO2 + H2O CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O HCl + AgNO3 = AgCl + HNO3 H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl盐 + 碱 = 新盐 + 新碱 （生成物中必须有气体、沉淀或水） Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaOH Ca(OH)2 + CuCl2 = Cu(OH)2 （蓝色沉淀）+ CaCl2 盐 + 盐 = 两种新盐（反应物