海水中的元素课件.ppt

,海水中的元素,浩瀚的大海是一个巨大的宝库,一.海水元素宝库,元素周期表列出的110多种元素，有80多种能在海水中找到(见图3-4-1)。,宇航员们从太空遥看地球时发现，人类赖以生存的地球是一颗蓝色的星球。这与地球表面70%以上的面积被海洋覆盖有很大关系。在浩瀚的大海里蕴藏着丰富的化学资源。我国大陆海岸线长达18000km，海岛海岸线长达14000km，这为我们开发海水化学资源提供了良好的自然条件。,海水中镁的总储量约为1.81015t,看图说话,海水中部分元素浓度图,目前人们认为,这些元素是在漫长的地质变化过程中，通过河流、大气等途径以及海底火山活动，从地球的其他圈层进入海洋的。,据科学家们估算，世界平均每年由陆地和大气进入海洋的物质(除水外)总量约为2.51010吨。其中，90%是由江河输入海洋的，这些物质绝大部分不能溶解；其余10%的物质是由冰和大气尘埃输入海洋的。输入海洋的物质的数量随地理位置和时间的不同而有所变化。也就是说，世界各地向海洋中输入的物质存在着不平衡性。,1.常量元素,氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶(Sr)、溴(Br)、硼(B)、氟(F)这11种元素在每升海水中的含量均大于1mg,称为海水中的常量元素。常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%.,尽管如此，由于海水特殊的混合作用，使某一海区海水的性质趋于一致。海水中元素含量的差异是很大的。例如，氯元素的总量约为2.61019Kg,而氡元素的含量还不到1Kg。,2.微量元素,练习1:,在每升海水中元素含量含量低于1mg的元素称为海水中的微量元素。例如，氯元素的总量约为2.61019Kg，而氡元素的含量还不到1Kg。,为维持人体内电解质平衡，人在大量出汗后应及时补充的离子是（）A.Mg2+B.Ca2+C.Na+D.Fe2+,C,练习2,浩瀚的海洋不仅繁衍着无数水生生物，还蕴藏着丰富的化学资源，如氯化钠、氯化镁、溴化镁等大量的无机盐。请设计两种鉴别海水和蒸馏水的方法（只需说明原理）。化学方法_；物理方法：_。粗盐中所含的不溶性杂质，可采取_、_、_的方法除去。,答案:加硝酸银溶液，有白色沉淀生成的是海水，另一种是蒸馏水；尝味道，有咸味的是海水，无味的是蒸馏水。溶解、过滤、蒸发。,练习3:,(1)碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济可行的措施是（）A.食盐加碘B.大量食用海带C.面包加碘D.注射含碘药剂(2)制备加碘食盐时，通常在食盐中加入下列物质中的（）A.单质碘B.碘化钾C.含碘元素即可D.碘酸钾,A,D,问题1：海水中含有较大量的Na+、K+、Ca2+和Mg2+等阳离子，如何把Mg2+从中分离出来？,二、镁和海水提镁,1.海水提镁的工艺流程,市场价格,问题2：,海水中镁离子的浓度约为1.28g/L，浓度太稀了，我们该怎么办？,贝壳(CaCO3),CaO,Ca(OH)2,如何由贝壳制得氢氧化钙？,问题3：在海边如何获得石灰乳？,问题4:如何把Mg(OH)2转化为单质镁？,Mg(OH)2,MgCl2(无水),Mg,工业制镁的过程中，没有涉及到的反应类型是（）A.置换反应B.分解反应C.复分解反应D.化合反应,A,练习4,2.金属镁,(1)与非金属单质的反应,具有较强的还原性,镁是银白色(有色金属)、密度小(只有铝的2/3，轻金属)的常见金属。,与O2反应：,常温下与空气中O2反应生成一层致密的氧化膜，从而失去光泽，阻止内部金属的进一步氧化，故镁具有抗腐蚀的性能。,实验1:擦去氧化物保护膜的镁条点燃后伸入氮气中。,擦去氧化膜，点燃燃烧发出耀眼的白光：,与N2反应：,Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3,Mg+X2=MgX2(X=F、Cl、Br、I),与卤素单质等反应:,与硫单质等反应:,实验2:擦去氧化物保护膜的镁条点燃后伸入二氧化碳中。,(2)与氧化物反应,(耀眼白光,黑烟),将镁在SO2中燃烧后，生成的物质可能有方程式为。(SO2与CO2性质类似),练习6,MgCuSO4=CuMgSO4,MgH2SO4(稀)MgSO4H2,(3)与酸或盐反应,与非氧化性酸反应(稀H2SO4、HCl等)反应,Mg2HClMgCl2H2,与强氧化性酸反应(浓H2SO4、HNO3等)反应，但不放出H2,Mg2H2SO4(浓)=MgSO4SO2+2H2O,4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+N2O+5H2O,与盐反应,(4)与盐溶液反应:,Mg+Cu2+=Mg2+Cu,Mg+2Ag+=Mg2+2Ag,Mg+2NH4+=Mg2+2NH3+H2,主要用途：1.制合金(约含镁80%)密度小，但硬度和强度很大，可用于汽车、飞机制造业。2.信号弹、照明弹、焰火。3.制耐火材料(MgO)熔点高。,奥迪轿车镁合金外壳,用镁合金做车架的捷安特自行车,焰火,信号弹,耐高温材料：氧化镁耐火砖,飞机镁合金外壳,练习7:,工业上制取镁粉是将镁蒸气进行冷却，可选用的作为冷却气的有()A.N2、He、H2O、CO2B.Cl2、O2、空气、H2C.He、Ar、H2D.空气、H2、SO2,练习8:,锂和镁在周期表中有特殊的”对角线”关系,它们的性质相似，下列关于锂及其化合物的性质叙述正确的是()A.Li2SO4难溶于水B.Li在N2中燃烧生成Li3NC.LiOH易溶于水D.LiOH、Li2CO3受热分解,BD,练习9,C,三.溴与海水提溴,1.溴(bromine)和碘(iodine)的物理性质,实验记录:,深棕红色,紫黑色,液体,固体,溶解度小,溶解度大,溶解度大,黄色,深黄色,橙红色,棕褐色,橙红色,紫色,思考:在保存溴和碘单质时应分别注意哪些问题?,盛溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发(即水封)，且放在阴凉处保存。由于溴蒸气腐蚀性很强，取用时要戴皮手套。I2因易升华而置于阴凉处，并密封保存。这常用于碘的制取和从混合物中的分离、提取指纹等。,Br2和I2在水中的溶解度不大，在有机溶剂(如苯、CCl4、汽油、酒精等)中的溶解度较大故可用有机溶剂(如苯、CCl4、汽油等)从水中萃取溴和碘。象这样利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的差别，用一溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法叫萃取。,萃取剂的选择必需具备以下条件:,(1)萃取剂和被萃取的物质不得发生反应。,(2)萃取剂和原溶剂不得混溶。,(3)被萃取的物质在萃取剂中的溶解度一定要远远大于原溶剂中的溶解度。,萃取后可以用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开，先打开活塞放出下层的液体，再从上口倒出上层的液体，即可达到分离的目的。这称为分液。,2.化学性质,(1)氯、溴、碘单质的氧化性比较,溶液由无色变橙黄,2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,溶液由无色变褐色,2I-+Cl2=2Cl-+I2,不反应,溶液由无色变褐色,2I-+Br2=2Br-+I2,无明显现象,实验方案和记录:,结论：,Cl2，Br2，I2的氧化性强弱关系为:,Cl2Br2I2,(2)与强碱溶液的反应,Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O,(3)与大多数金属的反应,Br2+Zn=ZnBr2,Br2+Mg=MgBr2,3Br2+2Fe=2FeBr3,I2+2Fe=2FeI2,加入NaOH溶液，溴水的橙色褪去。,(4)与还原性物质反应,X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I),通入H2S或SO2气体，溴水的橙色褪去。,Br2工业用途：制感光材料AgBr等。农业用途：制含溴杀虫剂等。医学用途：贵重的药品原料，可以生产许多消毒药品制红药水(含溴和汞的有机化合物)镇静剂(NaBr、KBr等,I2极易升华，与淀粉作用显蓝色。含碘化合物AgI可用于人工降雨.,3.海水提溴,溴(bromine)是海水中重要的非金属元素，地球上99以上的溴元素都以Br-存在于汪洋大海中，故溴还有“海洋元素”的美称。海水中的溴含量约65gl，整个大洋水体的溴储量可达l1014吨。,早在19世纪初，法国化学家就发明了提取溴的传统方法(即以中度卤水和苦