海水中的元素(課堂PPT)

1、1gkxx精品課件23* * 海水中海水中( (質(zhì)量比質(zhì)量比) )：純水占了：純水占了96.5%96.5% 無機(jī)鹽占了無機(jī)鹽占了3.5%3.5% 地球上已發(fā)現(xiàn)的百余種元素中，有地球上已發(fā)現(xiàn)的百余種元素中，有8080種以上的元素以鹽的形式存在于海洋中。種以上的元素以鹽的形式存在于海洋中。如把這些溶解的鹽全部提出平鋪在地球的如把這些溶解的鹽全部提出平鋪在地球的陸地上，可以陸地增高陸地上，可以陸地增高150150米，可見海水米，可見海水是地球上最大的資源寶庫。是地球上最大的資源寶庫。4一、海水一、海水化學(xué)元素寶庫化學(xué)元素寶庫1.1.海水中化學(xué)元素的種類海水中化學(xué)元素的種類氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、

2、鍶、溴、硼、氟氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴、硼、氟常量元素：常量元素：微量元素：微量元素：鋰、碘、鈾鋰、碘、鈾等。等。2.2.海水中化學(xué)元素的存在形式海水中化學(xué)元素的存在形式大部分以鹽的形式存在大部分以鹽的形式存在含量大于含量大于1mg/L含量小于含量小于1mg/L氯化鈉占氯化鈉占80%以上以上 5 “能源金屬能源金屬”鋰是用于制造氫彈的重要原料，鋰是用于制造氫彈的重要原料，海洋中每升海水含鋰毫克。鋰還是海洋中每升海水含鋰毫克。鋰還是理想的電池原料，含鋰的鋁鎳合金在航天工業(yè)理想的電池原料，含鋰的鋁鎳合金在航天工業(yè)中占有重要位置。中占有重要位置。 鈾是高能量的核燃料，鈾是高能量的核燃料，1

3、000克鈾所產(chǎn)生的克鈾所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于能量相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤。噸優(yōu)質(zhì)煤。63、中國現(xiàn)代化工之母、中國現(xiàn)代化工之母氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)2NaCl + 2H2NaCl + 2H2 2O O 通電通電 2NaOH + H2NaOH + H2 2+ Cl+ Cl2 2陰極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物 陽極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物7海水的淡化海水的淡化蒸餾法蒸餾法 電滲析法電滲析法 離子交換法離子交換法海水曬鹽海水曬鹽1.1.海水中提鎂的工業(yè)流程海水中提鎂的工業(yè)流程二、鎂和海水提鎂二、鎂和海水提鎂89交流討論交流討論 1、簡述海水提鎂的基本方法和工業(yè)流程。、簡述海水提鎂的基本方法和工業(yè)流程。2、海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，

4、貝殼在生產(chǎn)流程中、海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用？其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化？起什么作用？其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化？3、從海水中的鎂離子到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？、從海水中的鎂離子到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？4、在用上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)、在用上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？這對你有什么啟示？效益？這對你有什么啟示？1、海水提鎂最基本的方法就是往海水里加堿，得到氫氧化、海水提鎂最基本的方法就是往海水里加堿，得到氫氧化鎂沉淀，將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂；之鎂沉淀，將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它

5、變成氯化鎂；之后，經(jīng)過濾、干燥、電解，就可得到鎂。后，經(jīng)過濾、干燥、電解，就可得到鎂。2、貝殼起到提供堿、貝殼起到提供堿-消石灰的作用。主要成分發(fā)生的化學(xué)變消石灰的作用。主要成分發(fā)生的化學(xué)變化有：化有：CaO+H2O=Ca(OH)2 CaCOCaCO3 3 CaO+ CO CaO+ CO2 2 高溫高溫10Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2MgCl26H2OMgCl2+6H2OHCl HCl MgClMgCl2 2 Mg+ Cl Mg+ Cl2 2 熔融電解熔融電解3、經(jīng)歷的化學(xué)變化有：、經(jīng)歷的化學(xué)變化有： 4、（、（1）就地取

6、材）就地取材-利用海灘上的貝殼利用海灘上的貝殼 （2）節(jié)約原料）節(jié)約原料-循環(huán)利用氯元素循環(huán)利用氯元素啟示：一個真實(shí)的化學(xué)工業(yè)流程所考慮的問題遠(yuǎn)比我們想象的啟示：一個真實(shí)的化學(xué)工業(yè)流程所考慮的問題遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。它不僅考慮化學(xué)反應(yīng)，還要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等復(fù)雜。它不僅考慮化學(xué)反應(yīng)，還要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等問題。問題。112. 2. 鎂鎂（1 1）物性：）物性：銀白色、金屬光澤、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性銀白色、金屬光澤、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性（2 2）化性：）化性：活潑金屬，具有強(qiáng)的還原性?；顫娊饘伲哂袕?qiáng)的還原性。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量：取一小段除去氧化膜的鎂條投

7、入盛有一定量稀硫酸的試管中；稀硫酸的試管中；現(xiàn)象：現(xiàn)象： 結(jié)論或化學(xué)方程式結(jié)論或化學(xué)方程式： 鎂條逐漸溶解，有大量氣體產(chǎn)生鎂條逐漸溶解，有大量氣體產(chǎn)生 Mg+H2SO4=MgSO4+H2鎂被稱為鎂被稱為“國防金屬國防金屬”。12實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：取一根除去氧化膜的鎂條，點(diǎn)燃后伸入充：取一根除去氧化膜的鎂條，點(diǎn)燃后伸入充滿滿CO2的集氣瓶中。的集氣瓶中。現(xiàn)象：現(xiàn)象： 結(jié)論或化學(xué)方程式：結(jié)論或化學(xué)方程式： 2Mg + CO2 = 2MgO+C點(diǎn)燃 劇烈燃燒產(chǎn)生白煙劇烈燃燒產(chǎn)生白煙,瓶壁上有白色粉末瓶壁上有白色粉末和少量黑色的炭粒附著。和少量黑色的炭粒附著。與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)2Mg+O22M

8、gO 點(diǎn)燃點(diǎn)燃N2+3MgMg3N2點(diǎn)燃點(diǎn)燃鎂條在空氣中燃燒的產(chǎn)物是什么？鎂條在空氣中燃燒的產(chǎn)物是什么？MgO、Mg3N213由鎂引起的火災(zāi)能否用泡沫滅火器滅火？由鎂引起的火災(zāi)能否用泡沫滅火器滅火？ 不能不能在冷水中加入鎂粉可觀察到只有少量的氣泡，加在冷水中加入鎂粉可觀察到只有少量的氣泡，加熱后氣泡明顯增多。熱后氣泡明顯增多。跟水的反應(yīng)：跟水的反應(yīng)：Mg+2H2OMg(OH)+H2 跟鹽酸的反應(yīng)：跟鹽酸的反應(yīng)：Mg+2H+Mg+H2 跟硝酸反應(yīng)一般不生成跟硝酸反應(yīng)一般不生成H2。跟某些氧化物的反應(yīng)：跟某些氧化物的反應(yīng)：2Mg+CO22MgO+C點(diǎn)燃點(diǎn)燃14 問問 鎂著火時能否用二氧化碳滅火？為

9、什么？鎂著火時能否用二氧化碳滅火？為什么？ 不能，因?yàn)槿紵逆V能在不能，因?yàn)槿紵逆V能在CO2中繼續(xù)燃燒。中繼續(xù)燃燒。（3 3）用途：）用途：鎂的密度小，其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好，鎂的密度小，其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好，是制造汽車、飛機(jī)、火箭的重要材料。在冶金工業(yè)是制造汽車、飛機(jī)、火箭的重要材料。在冶金工業(yè)上，金屬鎂常用做還原劑和脫氧劑。鎂還可用于制上，金屬鎂常用做還原劑和脫氧劑。鎂還可用于制造照明彈、閃光燈和焰火。造照明彈、閃光燈和焰火。15Mg MgO MgCl2Mg(OH)2【作業(yè)作業(yè)】寫出實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。寫出實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。1617溴是海水中重要的非金屬元素。地球

10、上溴是海水中重要的非金屬元素。地球上99%的溴元素以溴離子的形式存在于海水中，的溴元素以溴離子的形式存在于海水中，所以人們也把溴稱為所以人們也把溴稱為“海洋元素海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方溴和氯、碘等元素在原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面具有一定的相似性，化學(xué)上常把它們放在面具有一定的相似性，化學(xué)上常把它們放在一起研究。它們都屬于鹵族元素（簡稱鹵素）。一起研究。它們都屬于鹵族元素（簡稱鹵素）。三、溴和海水提溴三、溴和海水提溴18溴水溴水CClCCl4 4振蕩振蕩CClCCl4 4層層水層水層碘水碘水振蕩振蕩CClCCl4 4水層水層CClCCl4 4層層 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 119 物理性質(zhì)物理性

11、質(zhì) 溴單質(zhì)溴單質(zhì) 碘單質(zhì)碘單質(zhì) 顏色顏色 狀態(tài)狀態(tài) 溶解性和溶解性和溶液的顏溶液的顏色色 水水 中中 酒精中酒精中 四氯化碳中四氯化碳中 20碘單質(zhì)能使淀粉溶液變藍(lán)色。碘單質(zhì)能使淀粉溶液變藍(lán)色。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)22碘錘加熱，觀察發(fā)生現(xiàn)象碘錘加熱，觀察發(fā)生現(xiàn)象碘受熱直接變成紫色蒸氣。碘受熱直接變成紫色蒸氣。物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫升華升華。如何把混在氯化鈉固體中的單質(zhì)碘分離出來？如何把混在氯化鈉固體中的單質(zhì)碘分離出來？加熱使碘變成蒸加熱使碘變成蒸氣氣揮發(fā)，然后再冷凝。揮發(fā)，然后再冷凝。 淀粉溶液淀粉溶液碘水碘水21 溴溴易揮發(fā)，有毒，易揮發(fā)，有毒，具有強(qiáng)烈具有強(qiáng)烈的

12、腐蝕性。的腐蝕性。 保存：密封保存于棕色瓶，保存：密封保存于棕色瓶，不能用橡皮塞，加適量水起水不能用橡皮塞，加適量水起水封作用封作用以減少溴的揮發(fā)。以減少溴的揮發(fā)。水封液溴會呈現(xiàn)三層顏色：水封液溴會呈現(xiàn)三層顏色：上層：紅棕色（溴蒸氣）上層：紅棕色（溴蒸氣）中層：橙紅色（溴水）中層：橙紅色（溴水）下層：深紅棕色（液溴）下層：深紅棕色（液溴）碘碘易升華易升華密封保存在棕色試劑瓶中。密封保存在棕色試劑瓶中。碘蒸氣為紫色碘蒸氣為紫色22Cl2、Br2、I2氧化性的比較氧化性的比較選用下列試劑設(shè)計實(shí)驗(yàn)，探究選用下列試劑設(shè)計實(shí)驗(yàn)，探究Cl2、Br2、I2這這三種單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。三種單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。試劑

13、：氯水、溴水、碘水、試劑：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23NaBrNaBr溶液溶液氯水氯水CCl4溶液、振蕩溶液、振蕩水層水層CCl4層層KIKI溶液溶液溴水溴水CCl4溶液、振蕩溶液、振蕩水層水層CCl4層層KIKI溶液溶液氯水氯水CCl4溶液、振蕩溶液、振蕩水層水層CCl4層層 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)33單質(zhì)的氧化性：單質(zhì)的氧化性： Cl2Br2I2結(jié)論結(jié)論:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-；Cl2+2I-=I2+2Cl-；Br2+2I-=I2+2Br-24把兩種互不相溶、密度也不相同把兩種互不相溶、密度也不相同的液體分離開的方法。的液體分離開

14、的方法。 分液和萃取分液和萃取 分液：分液： 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法。來的方法。 萃?。狠腿。?5如何從碘水中提取碘單質(zhì)？如何從碘水中提取碘單質(zhì)？ 和原溶液中的溶劑互不相溶；和原溶液中的溶劑互不相溶；溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要比它在溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要比它在原溶劑的溶解度大很多，溶質(zhì)與萃原溶劑的溶解度大很多，溶質(zhì)與萃取劑不能反應(yīng)。取劑不能反應(yīng)。 選擇的萃取劑應(yīng)符合下列要求：選擇的萃取劑應(yīng)符合下列要求： 儀器儀器:分液漏斗分液

15、漏斗檢漏檢漏裝液裝液振蕩振蕩分液分液靜置靜置262Fe+32Fe+3BrBr2 2 2FeBr 2FeBr3 3BrBr2 2+H+H2 2O HBr+HBrOO HBr+HBrOBrBr2 2 + 2NaOH = NaBrO + NaBr + H + 2NaOH = 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 濾紙用淀粉和碘化鉀的溶液浸泡，涼干后就是實(shí)濾紙用淀粉和碘化鉀的溶液浸泡，涼干后就是實(shí)驗(yàn)常用的淀粉碘化鉀試紙。這種試紙

16、潤濕后遇氯氣發(fā)驗(yàn)常用的淀粉碘化鉀試紙。這種試紙潤濕后遇氯氣發(fā)生什么變化？為什么會發(fā)生這種變化？生什么變化？為什么會發(fā)生這種變化？變成藍(lán)色變成藍(lán)色， Cl2+2KI=2KCl+I2其它化學(xué)性質(zhì)：其它化學(xué)性質(zhì)：27Cl、Br、I的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)方法一：方法一： Cl Br IAgNO3AgCl白白AgBr淡黃淡黃AgI黃黃HNO3都不溶解28Cl、Br、I的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)方法二：方法二： Cl Br ICl2無無橙黃橙黃棕褐棕褐淀粉淀粉無無藍(lán)藍(lán)CCl4橙紅橙紅紫紫或或振蕩振蕩29海水提溴海水提溴工藝流程工藝流程海海水水NaCl苦鹵苦鹵溴水溴水Br2Cl2曬鹽曬鹽熱空氣或熱空氣或水蒸汽水蒸汽反應(yīng)的原理反應(yīng)的

17、原理 2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 30 空氣吹出法的基本流程是酸化空氣吹出法的基本流程是酸化氧化氧化吹出吹出吸吸收收蒸餾。蒸餾。 在預(yù)先經(jīng)過酸化的濃縮海水中，用氯氣置換溴離在預(yù)先經(jīng)過酸化的濃縮海水中，用氯氣置換溴離子使之成為單質(zhì)溴，繼而通入空氣和水蒸氣，將溴吹子使之成為單質(zhì)溴，繼而通入空氣和水蒸氣，將溴吹入吸收塔，使溴蒸汽和吸收劑二氧化硫發(fā)生作用轉(zhuǎn)化入吸收塔，使溴蒸汽和吸收劑二氧化硫發(fā)生作用轉(zhuǎn)化成氫溴酸以達(dá)到富集的目的。然后，再用氯氣將其氧成氫溴酸以達(dá)到富集的目的。然后，再用氯氣將其氧化得到產(chǎn)品溴?；玫疆a(chǎn)品溴。主要化學(xué)反應(yīng)方程式主要化學(xué)反應(yīng)方程式2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl

18、 Br2 + SO2 + 2H2O=2HBr +H2SO4 Cl2 + 2HBr=2HCl +Br2 311. 1. 通入氯氣，把海水中的溴化物氧化成單質(zhì)溴，該反應(yīng)的離子方程式為：通入氯氣，把海水中的溴化物氧化成單質(zhì)溴，該反應(yīng)的離子方程式為： 2.2.把生成的溴從溶液中吹出，用純堿（把生成的溴從溶液中吹出，用純堿（NaNa2 2COCO3 3）溶液吸收（生成）溶液吸收（生成NaBrNaBr、NaBrONaBrO3 3、COCO2 2），這一過程的化學(xué)方程式為），這一過程的化學(xué)方程式為: : 3. 3. 將吸收溴單質(zhì)的溶液加入過量的硫酸酸化，即可得溴單質(zhì)，該反應(yīng)的離將吸收溴單質(zhì)的溶液加入過量的硫酸酸化，即可得溴單質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為子方程式為: :