海洋中的元素

1、联想联想质疑质疑 尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水中除了含有不能直接饮用。看来，海水中除了含有氢、氧元素外还含有其他元素。那么海氢、氧元素外还含有其他元素。那么海水中还含有哪些元素呢？水中还含有哪些元素呢？ 它们在海水中是以什么形式存在的？它它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量如何？们在海水中的含量如何？* * 海水中海水中( (质量比质量比) )：纯水占了：纯水占了96.5%96.5% 无机盐占了无机盐占了3.5%3.5% 地球上已发现的百余种元素中，有地球上已发现的百余种元素中，有8080种以上的元素以种以上的元素以

2、盐盐的形式存在于海洋中。的形式存在于海洋中。如把这些溶解的盐全部提出平铺在地球的如把这些溶解的盐全部提出平铺在地球的陆地上，可以陆地增高陆地上，可以陆地增高150150米，可见海水米，可见海水是地球上最大的资源宝库。是地球上最大的资源宝库。一、海水一、海水化学元素宝库化学元素宝库1.1.海水中化学元素的种类海水中化学元素的种类氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟常量元素：常量元素：微量元素：微量元素：锂、碘、铀锂、碘、铀等。等。2.2.海水中化学元素的存在形式海水中化学元素的存在形式大部分以大部分以盐盐的形式存在的形式存在含量大于含量大于1mg/

3、L含量小于含量小于1mg/L氯化钠占氯化钠占80%以上以上 “能源金属能源金属”锂锂是用于制造氢弹的重要原料，是用于制造氢弹的重要原料， 锂还是理想的电池原料，含锂的铝镍合金在航锂还是理想的电池原料，含锂的铝镍合金在航天工业中占有重要位置。天工业中占有重要位置。 铀铀是高能量的核燃料，是高能量的核燃料，1000克铀所产生的克铀所产生的能量相当于能量相当于2500吨优质煤。吨优质煤。碘元素与人体内的一种激素碘元素与人体内的一种激素甲状腺素合甲状腺素合成有关，而甲状腺素对人体的智力发育有影响，成有关，而甲状腺素对人体的智力发育有影响，因此被称为因此被称为“聪明的元素聪明的元素”。儿童缺乏得呆小症，

4、。儿童缺乏得呆小症，成年缺乏得大脖子病。成年缺乏得大脖子病。克汀病克汀病甲状腺肿大甲状腺肿大我国政府规定：在食盐中必我国政府规定：在食盐中必须加入一定量的须加入一定量的_。 (化学式化学式_)。碘酸钾碘酸钾KIO3 食盐不仅是常用的调味品，是人体必需食盐不仅是常用的调味品，是人体必需的物质，更被誉为的物质，更被誉为“化学工业之母化学工业之母”在在工业上，主要通过氯碱工业被综合利用工业上，主要通过氯碱工业被综合利用 3、中国现代化工之母、中国现代化工之母氯碱工业氯碱工业2NaCl + 2H2NaCl + 2H2 2O O 通电通电 2NaOH + H2NaOH + H2 2+ Cl+ Cl2 2

5、阴极产物阴极产物 阳极产物阳极产物设问 海水中镁的含量一般为海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。目前世界，属常量元素。目前世界上有上有60%的镁来自海水，人们是怎的镁来自海水，人们是怎样提取镁的样提取镁的1.1.海水中提镁的工业流程海水中提镁的工业流程二、镁和海水提镁二、镁和海水提镁交流讨论交流讨论（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）、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？流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？（3）、从海

6、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？（4）、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提、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？高经济效益？这对你有什么启示？（1）、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到镁。镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到镁。（2）、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

7、消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：学变化有：CaO+H2O=Ca(OH)2 CaCO3CaO+CO2 高温高温Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2MgCl26H2OMgCl2+6H2OHCl HCl MgClMgCl2 2 Mg+ Cl Mg+ Cl2 2熔融电解熔融电解（3）、经历的化学变化有：、经历的化学变化有： （4）、（、（a）就地取材）就地取材-利用海滩上的贝壳利用海滩上的贝壳 （b）节约原料）节约原料-循环利用氯元素循环利用氯元素启示：一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的启示：一个真实的化学工业流程所

8、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、环境保护等复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。问题。2.2.金属镁金属镁“国防金属国防金属”（1）镁的物理性质镁的物理性质：银白色银白色的金属，的金属，密度小，硬度小，密度小，硬度小，熔点低。熔点低。可与其他金属构成合金。可与其他金属构成合金。镁铝镁铝合金的强度高，机械性能合金的强度高，机械性能好。好。 。（2 2）化性：）化性：活泼金属，具有活泼金属，具有强强的的还原性还原性。与与非金属单质非金属单质反应反应2Mg+O22MgO 点燃点燃N2+3MgMg3N2点燃点燃镁条在空气中燃烧的产物是什么？镁条

9、在空气中燃烧的产物是什么？ 与与盐溶液盐溶液反应反应镁条放入硫酸铜镁条放入硫酸铜溶液溶液中中由镁引起的火灾能否用由镁引起的火灾能否用水水灭火？灭火？ 不能不能在冷水中加入镁粉可观察到只有少量的气泡，加在冷水中加入镁粉可观察到只有少量的气泡，加热后气泡明显增多。热后气泡明显增多。跟跟水水的反应：的反应：Mg+2H2OMg(OH)+H2 跟盐跟盐酸酸的反应：的反应：Mg+2H+Mg+H2 跟跟浓硫酸、浓硫酸、硝酸反应一般不生成硝酸反应一般不生成H2。实验实验 ：取一根除去氧化膜的镁条，点燃后伸入充满：取一根除去氧化膜的镁条，点燃后伸入充满CO2的集的集气瓶中。气瓶中。现象：现象： 结论或化学方程式

10、：结论或化学方程式： 跟某些跟某些氧化物氧化物的反应：的反应：2Mg+CO22MgO+C点燃点燃 思考：思考：1 1、镁着火时能否用干冰或泡沫灭火器镁着火时能否用干冰或泡沫灭火器灭火？为什么？灭火？为什么？ 不能，因为燃烧的镁能在不能，因为燃烧的镁能在CO2中继续燃烧。中继续燃烧。燃着的镁条在燃着的镁条在CO2中继续燃烧，中继续燃烧，产生耀眼的白光产生耀眼的白光产生大量白烟产生大量白烟瓶壁有黑色固体附着瓶壁有黑色固体附着2.镁在空气中燃烧可能发生的反应？燃烧是否一定要有镁在空气中燃烧可能发生的反应？燃烧是否一定要有O2参加反应参加反应?（3 3）用途：）用途：镁的镁的密度小密度小，其，其合金的

11、强度高、机械性能好合金的强度高、机械性能好，是制造汽车、飞机、火箭的重要材料是制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得，从而获得“国防金属国防金属”的美誉的美誉。在冶金工业上，金属镁常用。在冶金工业上，金属镁常用做做还原剂和脱氧剂还原剂和脱氧剂。镁还可用于制造照明弹、闪光。镁还可用于制造照明弹、闪光灯和焰火。灯和焰火。1.认识海洋是化学元素的宝库认识海洋是化学元素的宝库2.海水提镁的工业流程海水提镁的工业流程3.镁的性质镁的性质（1）镁的物理性质）镁的物理性质（2 2）镁的化学性质）镁的化学性质点燃点燃2Mg+O2=2MgO点燃点燃2Mg+CO2=2MgO+CMg+2H+=Mg2+H2Mg+C

12、u2+=Cu+Mg2+ 1.下列元素属于海水中的微量元素的是（下列元素属于海水中的微量元素的是（ ） A、H B、Mg C、Na D、Li2.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料。工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，料。工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作为冷却气体的是（下列可作为冷却气体的是（ ） 空气空气 CO2 Ar H2 N2 A、 B、C、 D、DC3、下列反应体现了、下列反应体现了CO2的氧化性是（的氧化性是（）ACO2 + C =2COB2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O CNa2O + CO2 = Na

13、2CO3 D. 2Mg+CO2 = 2MgO +C点燃点燃点燃点燃AD5.用于飞机制造业的重要材料是（用于飞机制造业的重要材料是（ ） A不锈钢不锈钢 BCuSn合金合金 CMgAl合金合金 DAlSi合金合金DC4.下列化学反应，在从海中提取金属镁的过程下列化学反应，在从海中提取金属镁的过程中，不会涉及的是（中，不会涉及的是（ ） A、Mg2+2OH-Mg(OH)2 B、Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O C、MgCl2 Mg+Cl2 D、Mg(OH)2 MgO+H2O 通电通电高温高温Mg MgO MgCl2Mg(OH)2【作业作业】写出实现写出实现下列转化的化学方程式。下列转化

14、的化学方程式。溴是海水中重要的非金属元素。地球上溴是海水中重要的非金属元素。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为所以人们也把溴称为“海洋元素海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。它们都属于卤族元素（简称一起研究。它们都属于卤族元素（简称卤素卤素）。）。三、溴和海水提溴三、溴和海水提溴 物理性质 溴单质 碘单质 颜色 状态 溶解性和溶液的颜色 水 中 酒精中 四氯化碳中 溴水溴水CClCCl4 4振荡振荡

15、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 实验实验1 1把两种互不相溶、密度也不相同把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。的液体分离开的方法。 分液和萃取分液和萃取 分液：分液： 利用溶质在利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶互不相溶的溶剂里的溶解度不同解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中一种溶剂所组成的溶液中提取提取出来的方出来的方法。法。 萃取：萃取：操作要求：在操作要求：在分液漏斗分液漏斗中进行，将下层中进行，将下层液体从下端管口放出，上层液体从上口液体从下端管口放出，上层液体从上口倒

16、出倒出。选择的选择的萃取剂萃取剂应符合下列要求：和原溶液中的溶剂应符合下列要求：和原溶液中的溶剂互互不相溶不相溶；溶质在萃取剂中的；溶质在萃取剂中的溶解度溶解度要比它在原溶剂的要比它在原溶剂的溶解度溶解度大大很多，溶质与萃取剂很多，溶质与萃取剂不能反应不能反应。 如何从碘水中提取碘单质？如何从碘水中提取碘单质？ 仪器仪器:分液漏斗分液漏斗检漏检漏装液装液振荡振荡分液分液静置静置实例：用苯或四氯化碳作萃取剂将溴或实例：用苯或四氯化碳作萃取剂将溴或碘从它们的水溶液中提出来。碘从它们的水溶液中提出来。酒精不能酒精不能作萃取剂。因为酒精和水互溶。作萃取剂。因为酒精和水互溶。苯和四苯和四氯化碳与水不互溶

17、，苯的密度比水小，氯化碳与水不互溶，苯的密度比水小， CCl4的密度比水大。的密度比水大。 溴溴易易挥发，有挥发，有毒毒，具有强烈具有强烈的的腐蚀腐蚀性。性。 保存：保存：密封密封保存保存 ，不能用，不能用橡皮塞，加适量水起橡皮塞，加适量水起水封水封作用作用以减少溴的挥发。以减少溴的挥发。水封液溴会呈现三层颜色：水封液溴会呈现三层颜色：上层：红棕色（溴蒸气）上层：红棕色（溴蒸气）中层：橙红色（溴水）中层：橙红色（溴水）下层：深红棕色（液溴）下层：深红棕色（液溴）碘碘单质单质能使能使淀粉溶液淀粉溶液变变蓝蓝色。色。碘受热直接变成碘受热直接变成紫紫色蒸气。色蒸气。物质从固态直接变成气态的过程叫物质

18、从固态直接变成气态的过程叫升华升华。如何把混在氯化钠固体中的单质碘分离出来？如何把混在氯化钠固体中的单质碘分离出来？加热使碘变成蒸加热使碘变成蒸气气挥发，然后再冷凝。挥发，然后再冷凝。 淀粉溶液淀粉溶液碘水碘水碘碘易易升华升华密封保存在密封保存在棕色棕色试剂瓶中。试剂瓶中。碘锤加热，观察发生现象碘锤加热，观察发生现象Cl2、Br2、I2氧化性的比较氧化性的比较选用下列试剂设计实验，探究选用下列试剂设计实验，探究Cl2、Br2、I2这这三种单质三种单质氧化性的强弱。氧化性的强弱。试剂：氯水、溴水、碘水、试剂：氯水、溴水、碘水、NaCl溶液溶液NaBr溶液、溶液、KI溶液、溶液、四氯化碳四氯化碳N

19、aBrNaBr溶液溶液氯水氯水CCl4溶液、振荡溶液、振荡水层水层CCl4层层KIKI溶液溶液溴水溴水CCl4溶液、振荡溶液、振荡水层水层CCl4层层KIKI溶液溶液氯水氯水CCl4溶液、振荡溶液、振荡水层水层CCl4层层 实验实验33单质的氧化性：单质的氧化性： Cl2Br2I2结论结论:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-；Cl2+2I-=I2+2Cl-；Br2+2I-=I2+2Br-2Fe+3Br2Fe+3Br2 2 2FeBr 2FeBr3 3BrBr2 2+H+H2 2O O HBr+HBrOHBr+HBrOBrBr2 2 + 2NaOH = NaBrO + NaBr + H + 2N

20、aOH = NaBrO + NaBr + H2 2O O H H2 2 + Br+ Br2 2 2HBr 2HBr 500H H2 2 + I+ I2 2 2HI 2HI Fe + IFe + I2 2 FeI FeI2 2 滤纸用淀粉和碘化钾的溶液浸泡，滤纸用淀粉和碘化钾的溶液浸泡，晾晾干后就是实干后就是实验常用的验常用的淀粉碘化钾试纸淀粉碘化钾试纸。这种试纸润湿后遇氯气发。这种试纸润湿后遇氯气发生什么变化？为什么会发生这种变化？生什么变化？为什么会发生这种变化？变成蓝色变成蓝色， Cl2+2KI=2KCl+I2其它化学性质：其它化学性质：Cl、Br、I的检验方法一： Cl Br IAgNO3AgCl白白AgBr淡黄淡黄AgI黄黄HNO3都不溶解Cl、Br、I的检验方