第4节海水中的元素1

1、宇航员遥看地球的照片宇航员遥看地球的照片海洋是什么呢？海洋是什么呢？海洋是地球之心。海洋是地球之心。地球表面地球表面70%以上的面积被海洋覆盖以上的面积被海洋覆盖海洋资源极为丰富，是大自然赐给海洋资源极为丰富，是大自然赐给人类的蓝色人类的蓝色”聚宝盆聚宝盆“海洋是一个元素的宝库。海洋是一个元素的宝库。元素周期表列出的元素周期表列出的110多种元素，有多种元素，有80多种能在海洋中找到。多种能在海洋中找到。联想联想质疑质疑 海水中除了含有氢、氧元素外还含有哪海水中除了含有氢、氧元素外还含有哪些元素呢？些元素呢？ 它们在海水中的含量如何？人类是怎样它们在海水中的含量如何？人类是怎样提取他们并加以利

2、用的？提取他们并加以利用的？1 1、了解海水中元素的存在形式和用途，认识海水综合开发、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。利用的意义。2 2、了解海水提镁的流程和发生的主要反应，认识镁单质的、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。性质。（重难点）（重难点）每升海水中含量大于每升海水中含量大于1 1毫克的元素我们称为海毫克的元素我们称为海水中水中常量元素常量元素。1111种元素：种元素：氯、钠、镁、硫、氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟每升海水中含量小于每升海水中含量小于1 1毫克的元素我们称为海毫克的元素我们称为海水中水

3、中微量元素微量元素，如：，如：碘、锂、铀等碘、锂、铀等 海水中海水中的化学的化学元素元素占海水所溶物质的占海水所溶物质的99.9%，主要以盐的，主要以盐的形式存在。最多的是形式存在。最多的是Cl、Na。一、海水一、海水元素宝库元素宝库自主学习自主学习P95-97 锂是热核反应的重要材料之一，也是制造锂电池和特种合金的原料。 海水中的微量元素用途：海水中的微量元素用途： 铀是高能量的核燃料，1000克铀全部裂变所产生的能量相当于2500吨优质煤。 缺碘引起的甲状腺肿（即大脖子病）缺碘引起的甲状腺肿（即大脖子病） 碘可用于碘可用于制药（例如碘酒）制药（例如碘酒），还具有重要的，还具有重要的生生理作

4、用理作用：人体内的碘主要存在于甲状腺里，如果：人体内的碘主要存在于甲状腺里，如果缺碘，容易患甲状腺肿瘤，俗称大脖子病。缺碘，容易患甲状腺肿瘤，俗称大脖子病。 我国政府通过在食盐中加入一定量的我国政府通过在食盐中加入一定量的碘酸钾碘酸钾（KIO3），以确保人体对碘的摄入量。，以确保人体对碘的摄入量。1 000g1 000g海水的化学组成示意图海水的化学组成示意图水水氯离氯离子子钠钠离离子子食盐不仅是常用的调味品，是人体必需的物质，更被誉为“化学工业之母”。在工业上，主要通过氯碱工业被综合利用。海水蒸发结晶过滤卤水粗盐氯碱工业简介氯碱工业简介冶 金 工 业 等氢氢气气合 成 农 药 等氯氯气气造

5、纸 、 玻 璃 等氢 氧 化 钠饱 和 食 盐 水盐酸盐酸漂白剂漂白剂2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2通电通电原理：原理：原料：原料：产品：产品：用途：用途：海水中镁的含量约为海水中镁的含量约为1.28g/L,总储量约为总储量约为21015 t可用于制造汽车、飞机、火箭。可用于制造汽车、飞机、火箭。镁的用途镁的用途奥迪轿车镁合金外壳奥迪轿车镁合金外壳 目前世界上生产的镁有目前世界上生产的镁有60%来自海水，来自海水，那么，人们是怎样从海水中提取镁的那么，人们是怎样从海水中提取镁的思考思考1 1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。、简述海水提镁的基本方法和工业流程。2 2、从海水中

6、的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？3 3、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流、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样的化学变化？程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？4 4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高、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？经济效益？这对你有什么启示？Mg(OH)2沉淀沉淀HClMg和和Cl2 贝壳贝壳(CaCO3)CaOOH-Ca(OH)2H2O卤水卤水含含Mg2+盐酸厂盐酸厂1 1、简述海水提镁的基本方

7、法和工业流程。、简述海水提镁的基本方法和工业流程。海水提镁工业流程海水提镁工业流程电解电解浓缩、干燥MgCl2MgCl2溶液溶液Mg2+2OH-=Mg(OH)2MgCl2=Mg+Cl2通电通电2 2、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2 H2O贝壳起到提供碱贝壳起到提供碱- -消石灰的作用。主要成分发生的化学消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：变化有：CaCO3=CaO+CO2 高温高温CaO+H2O=Ca(OH)23 3、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产、海水提镁要用到海滩上的贝

8、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样的化学变流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？化？工业流程：工业流程：【思考思考1】 电解产生的电解产生的Cl2怎么处理？怎么处理？Mg(OH)2沉淀沉淀HClMg和和Cl2 贝壳贝壳(CaCO3)CaOOH-Ca(OH)2H2O卤水卤水含含Mg2+盐酸厂盐酸厂1 1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。、简述海水提镁的基本方法和工业流程。电解电解浓缩、干燥MgCl2MgCl2溶液溶液4 4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高、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？经济效益？这对

9、你有什么启示？（1 1）就地取材就地取材- -利用海滩上的贝壳利用海滩上的贝壳（2 2）节约原料节约原料- -循环利用氯元素循环利用氯元素启示：启示：一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、想象的复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。环境保护等问题。思考思考1 1、物理性质：、物理性质： 银白色、有金属光泽、质软的固体，密度较小。具有很好的延展性、导电性、导热性。其合金的强度高、机械性能好。被称为“国防金属”镁镁 的的 性性 质质用途：可用于制造汽车、飞机、火箭。用途：可用于制造

10、汽车、飞机、火箭。研究镁的性质的程序研究镁的性质的程序观察镁的观察镁的外观性质外观性质预测镁预测镁的性质的性质实验研究实验研究解释结论解释结论银白色、有金属光银白色、有金属光泽、较软的固体泽、较软的固体较活泼的金属，具有较强的还原较活泼的金属，具有较强的还原性，可能与氧气、酸、盐等反应性，可能与氧气、酸、盐等反应2 2、镁的化学性质、镁的化学性质1、能与、能与氧气氧气等非金属反应等非金属反应2、能与、能与酸酸反应，与非氧化性酸反应产生氢气反应，与非氧化性酸反应产生氢气Mg+2H+=Mg2+ + H2 3、能与、能与热水热水反应反应Mg+2H2O=Mg(OH)2 +H22Mg+O2=2MgO点燃

11、4 4、能与排在镁之后的能与排在镁之后的金属盐溶液金属盐溶液反应反应Mg+Cu2+=Mg2+ + Cu1.燃着的镁条在CO2中继续燃烧2.发出耀眼的白光，产生大量白烟3.在集气瓶的内壁有黑色固体附着2Mg + CO2=2MgO+C点燃点燃实验现象：实验现象：实验探究实验探究思考：思考：1、由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器（利、由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器（利 用反应产生二氧化碳）灭火？如何灭火？用反应产生二氧化碳）灭火？如何灭火？ 2、镁在空气中燃烧后的固体产物有哪些？镁在空气中燃烧后的固体产物有哪些？ 点燃点燃2Mg+O2=2MgO点燃点燃3Mg+N2=Mg3N2（了解）（了解）点燃

12、点燃2Mg+CO2=2MgO+C不能，应该用沙子灭火不能，应该用沙子灭火Mg MgO MgCl2Mg(OH)2根据本节课所学知识，完成下图转化关系方程根据本节课所学知识，完成下图转化关系方程式。式。学以致用学以致用地球上地球上99%99%的溴元素以的溴元素以Br-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”溴和碘的溶解性溴和碘的溶解性溴水溴水CClCCl4 4振荡振荡CClCCl4 4层层水层水层碘水碘水振荡振荡CClCCl4 4水层水层CClCCl4 4层层三、溴和海水提溴三、溴和海水提溴I2的特性的特性淀粉溶液淀粉溶液碘水碘水升华升华碘使淀粉变蓝

13、碘使淀粉变蓝深红棕色深红棕色紫黑色紫黑色液态液态固态固态黄绿色黄绿色浅黄绿色浅黄绿色气态气态气态气态1 1、物理性质（比较记忆）、物理性质（比较记忆）不易溶于水，易溶于有机溶剂不易溶于水，易溶于有机溶剂溶液颜色溶液颜色橙（黄）色橙（黄）色黄色黄色紫红色紫红色褐色褐色橙红色橙红色橙红色橙红色易挥发易挥发易升华；易升华；遇淀粉溶液遇淀粉溶液变蓝变蓝用棕色瓶密封保存用棕色瓶密封保存加入少量水加入少量水( (水封水封) )密封保存于密封保存于广口瓶中广口瓶中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？利用萃取的方法利用萃取的方法利用某种物质（溶质）在利用某种物质（溶质）在互

14、不相溶互不相溶的溶剂里的溶剂里溶解度溶解度的不的不同，用一种溶剂把它从同，用一种溶剂把它从溶解度较小的溶剂溶解度较小的溶剂转移到转移到溶解度溶解度较大的溶剂较大的溶剂中的方法。中的方法。溴（溴（Br2）水和四氯化碳水和四氯化碳水水四氯化碳四氯化碳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？不可以，酒精与水互溶不可以，酒精与水互溶与金属反应与金属反应2Fe+3Br2=2FeBr32Fe+3Cl2=2FeCl3点燃点燃Fe+l2 = Fel2 低价态金属碘化物低价态金属碘化物2 2、化学

15、性质、化学性质( (X表示表示Cl、Br、I) )与非金属反应（与非金属反应（H2）与水反应与水反应与碱的反应与碱的反应X2+H2O =HX+HXOX2+2NaOH = NaX+NaXO+H2OX2+H2 = 2HX一定条件一定条件水层水层CCl4层层CCl4溶液溶液 振荡振荡NaBr溶液溶液氯水氯水氧化性氧化性: Cl2Br22NaBr+Cl2=2NaCl+Br2还原性：还原性：Br- Cl-氯溴单质氧化性强弱比较氯溴单质氧化性强弱比较CCl4溶液溶液 振荡振荡KI溶液溶液溴水溴水氧化性氧化性: Br2I2还原性：还原性： I- Br-溴碘单质氧化性强弱比较溴碘单质氧化性强弱比较2KI+Br

16、2 = 2KBr+I2水层水层CCl4层层CCl4溶液溶液 振荡振荡KI溶液溶液氯水氯水氧化性氧化性: Cl2I2还原性：还原性： I- Cl-氯碘单质氧化性强弱比较氯碘单质氧化性强弱比较水层水层CCl4层层2KI+Cl2=2KCl+I2氧化性氧化性: Cl2Br2I2还原性：还原性：I- Br- Cl-NaCl溶液溶液AgNO3溶液和稀溶液和稀HNO3白色沉淀白色沉淀3 3、Cl-、 Br-、 I-离子的检验方案离子的检验方案NaBr溶液溶液AgNO3溶液和稀溶液和稀HNO3淡黄色沉淀淡黄色沉淀KI溶液溶液AgNO3溶液和稀溶液和稀HNO3黄色沉淀黄色沉淀思考思考: 如何鉴别如何鉴别NaCl

17、、NaBr、KI三瓶无色溶液？三瓶无色溶液？方法一：分别滴加方法一：分别滴加AgNO3溶液和稀硝酸，产生白色溶液和稀硝酸，产生白色沉淀的为沉淀的为NaCl溶液，产生淡黄色沉淀的为溶液，产生淡黄色沉淀的为NaBr溶溶液，产生黄色沉淀的为液，产生黄色沉淀的为KI溶液。溶液。思考思考: :如何鉴别如何鉴别NaCl、NaBr、KI三瓶无色溶液？三瓶无色溶液？方法二：分别滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振荡，方法二：分别滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振荡，下层无色的为下层无色的为NaCl、下层为橙红色的为、下层为橙红色的为NaBr，下层，下层为紫红色的为为紫红色的为KI溶液。溶液。海水海水晒盐晒盐NaCl苦卤苦