第4節(jié)海水中的元素

1、第第4 4節(jié)節(jié) 海水中的元素海水中的元素 嘗過海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接嘗過海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接飲用?？磥恚Ｋ谐撕袣洹⒀踉赝?，一定還飲用?？磥?，海水中除了含有氫、氧元素外，一定還含有其他元素。那么，海水中還含有哪些元素？它們含有其他元素。那么，海水中還含有哪些元素？它們在海水中是以什么形式存在的？它們在海水中的含量在海水中是以什么形式存在的？它們在海水中的含量如何？人類是怎樣提取并利用它們的呢？如何？人類是怎樣提取并利用它們的呢？2.2.了解海水提鎂的流程和發(fā)生的主要反應(yīng)，認(rèn)識鎂了解海水提鎂的流程和發(fā)生的主要反應(yīng)，認(rèn)識鎂單質(zhì)的性質(zhì)。單質(zhì)的性質(zhì)。（重點(diǎn)）（

2、重點(diǎn)）3.3.了解溴、碘及其化合物的性質(zhì)和主要用途。了解溴、碘及其化合物的性質(zhì)和主要用途。（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）4.4.以海水提溴為例，了解化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)以海水提溴為例，了解化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用?；械淖饔谩?.1.了解海水中元素的存在形式和用途，認(rèn)識海水了解海水中元素的存在形式和用途，認(rèn)識海水綜合開發(fā)利用的意義。綜合開發(fā)利用的意義。1 000g1 000g海水的化學(xué)組成示意圖海水的化學(xué)組成示意圖一、海水一、海水元素寶庫元素寶庫純水純水965.31g965.31g氯離子氯離子19.10g19.10g鈉離子鈉離子10.62g10.62g硫酸根離子硫酸根離子2.66g2.66g鎂離子

3、鎂離子1.28g1.28g鈣離子鈣離子0.40g0.40g鉀離子鉀離子0.38g0.38g其他其他0.25g0.25g有關(guān)海水組成的驚人數(shù)字有關(guān)海水組成的驚人數(shù)字8080多種多種1111種種2.52.510101010t t5 510101616t t2.62.610101616t t2.52.510101111t t9.39.310101010t t4.54.510109 9t t2 210101515t tU U1.1.海洋中的元素海洋中的元素每升海水中含量每升海水中含量大于大于1 1毫克的元素毫克的元素氯、鈉、鎂、硫、鈣、氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴、硼、鉀、碳、鍶、溴、硼、氟氟每

4、升海水中含量每升海水中含量小于小于1 1毫克的元素毫克的元素碘、鋰、鈾碘、鋰、鈾2.2.微量元素的用途微量元素的用途鋰鋰鈾：鈾：熱核反應(yīng)的重要材料熱核反應(yīng)的重要材料制造鋰電池和特種合金的原料制造鋰電池和特種合金的原料用作核燃料用作核燃料 碘元素碘元素被稱為被稱為“聰明的元素聰明的元素” 與人體內(nèi)一種激素（甲狀腺素）的合成有關(guān)，與人體內(nèi)一種激素（甲狀腺素）的合成有關(guān)，甲狀腺素對人體的智力發(fā)育有影響：兒童缺乏得甲狀腺素對人體的智力發(fā)育有影響：兒童缺乏得呆小癥，成年人缺乏得大脖子病。呆小癥，成年人缺乏得大脖子病。我國政府規(guī)定：我國政府規(guī)定：在食鹽中必須加入在食鹽中必須加入一定量的一定量的_。( (化

5、學(xué)式化學(xué)式_ )_ )。碘酸鉀碘酸鉀 KIOKIO3 3氯堿工業(yè)簡介氯堿工業(yè)簡介2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O = 2NaOH+ClO = 2NaOH+Cl2 2+H+H2 2通電通電原理：原理：原料：原料：飽和食鹽水飽和食鹽水產(chǎn)品和用途：產(chǎn)品和用途：氯化物合成氯化物合成金屬冶煉金屬冶煉有機(jī)合成有機(jī)合成鹽酸鹽酸HClHCl農(nóng)藥農(nóng)藥電電解解飽飽和和食食鹽鹽水水堿液堿液濕氯氣濕氯氣濕氫氣濕氫氣NaOHNaOH含氯漂白劑含氯漂白劑ClCl2 2H H2 2有機(jī)合成有機(jī)合成造紙?jiān)旒埐ＡРＡХ试矸试砑徔椉徔椨∪居∪居袡C(jī)合成有機(jī)合成Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀沉淀HClHClMgClMgC

6、l2 2晶體晶體MgClMgCl2 26H6H2 2O OMgMg和和ClCl2 2干燥干燥電解電解 貝殼貝殼(CaCO(CaCO3 3) )CaOCaOOHOH- -Ca(OH)Ca(OH)2 2H H2 2O O海水海水含含MgMg2+2+濃濃縮縮結(jié)結(jié)晶晶鹽酸廠鹽酸廠1.1.海水提鎂海水提鎂二、鎂與海水提鎂二、鎂與海水提鎂【提示】【提示】貝殼起到提供堿貝殼起到提供堿消石灰的作用。主消石灰的作用。主要成分發(fā)生的化學(xué)變化有：要成分發(fā)生的化學(xué)變化有：CaCOCaCO3 3 = CaO+CO= CaO+CO2 2高溫高溫CaO+HCaO+H2 2O = Ca(OH)O = Ca(OH)2 2(1)

7、(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，貝殼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？樣的化學(xué)變化？【思考與交流】【思考與交流】 【提示】【提示】經(jīng)歷的化學(xué)變化有：經(jīng)歷的化學(xué)變化有： MgMg2+2+2OH+2OH- - = Mg(OH)= Mg(OH)2 2 Mg(OH) Mg(OH)2 2+2HCl = MgCl+2HCl = MgCl2 2+2H+2H2 2O OMgClMgCl2 2 = Mg+Cl= Mg+Cl2 2通電通電(2)(2)從海水中的鎂離子到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化從海水中的鎂離子到

8、金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學(xué)變化？學(xué)變化？(3)(3)在用上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措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？施來提高經(jīng)濟(jì)效益？這對你有什么啟示？【提示】就地取材【提示】就地取材利用海灘上的貝殼；利用海灘上的貝殼； 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(1)(1)物理性質(zhì)物理性質(zhì)銀白色、密度比較小，有金屬光澤、質(zhì)軟。銀白色、密度比較小，有金屬光澤、質(zhì)軟。具有具有很好的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。很好的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性。其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好, ,被稱為被稱為“國防金國防金屬屬”。2.2.鎂鎂用途：用途：可

9、用于制造汽車、飛機(jī)、火箭?？捎糜谥圃炱?、飛機(jī)、火箭。點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Mg+O2Mg+O2 2 = 2MgO= 2MgO點(diǎn)燃點(diǎn)燃3Mg+N3Mg+N2 2 = Mg= Mg3 3N N2 2與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)生成氫氣與非氧化性酸反應(yīng)生成氫氣（2 2）化學(xué)性質(zhì)）化學(xué)性質(zhì) Mg+2HMg+2H+ + = Mg= Mg2+ 2+ + H+ H2 2與二氧化碳反應(yīng)與二氧化碳反應(yīng) 2Mg+CO 2Mg+CO2 2 2MgO+C2MgO+C 點(diǎn)燃點(diǎn)燃現(xiàn)象：現(xiàn)象：鎂條在鎂條在COCO2 2中繼續(xù)燃中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼白光，在瓶燒，發(fā)出耀眼白光，在瓶內(nèi)壁附著有黑色的固體。內(nèi)壁附著有黑色

10、的固體。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？【提示】【提示】不能不能2Mg+CO2Mg+CO2 2 2MgO+C2MgO+C 點(diǎn)燃點(diǎn)燃【想一想】【想一想】與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)置換反應(yīng)置換反應(yīng)Mg+CuMg+Cu2+ 2+ = Mg= Mg2+ 2+ + Cu+ Cu地球上地球上99%99%的溴元素以的溴元素以BrBr- -的形式存在于海水中。的形式存在于海水中。溴元素又被稱為溴元素又被稱為“海洋元素海洋元素”三、溴與海水提溴三、溴與海水提溴F F2 2ClCl2 2BrBr2 2I I2 2顏色顏色狀態(tài)狀態(tài)溶解性溶解性溶液顏色溶液顏色水水酒精酒精CClCCl4

11、4淺黃綠色淺黃綠色橙（黃）色橙（黃）色橙紅色橙紅色橙紅色橙紅色黃色黃色紫紅色紫紅色褐色褐色不易溶于水，易溶于有機(jī)溶劑不易溶于水，易溶于有機(jī)溶劑淺黃綠色淺黃綠色黃綠色黃綠色深紅棕色深紅棕色紫黑色紫黑色氣態(tài)氣態(tài)氣態(tài)氣態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)1.1.物理性質(zhì)物理性質(zhì)【接下頁表格】【接下頁表格】易揮發(fā)易揮發(fā)易升華；易升華；遇淀粉溶液變藍(lán)遇淀粉溶液變藍(lán)用棕色瓶密封保用棕色瓶密封保存加入少量水存加入少量水密封保存密封保存于廣口瓶中于廣口瓶中水封水封碘的特性碘的特性升華升華溴在水中溶解度不大，如何來提取溴呢？溴在水中溶解度不大，如何來提取溴呢？【提示】【提示】利用萃取的方法利用萃取的方法【想一想】【想一想】利用某

12、種物質(zhì)（溶質(zhì)）在利用某種物質(zhì)（溶質(zhì)）在互不相溶互不相溶的溶劑里的溶劑里溶溶解度解度的不同，用一種溶劑把它從的不同，用一種溶劑把它從溶解度較小的溶解度較小的溶劑溶劑轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到溶解度較大的溶劑溶解度較大的溶劑中的方法。中的方法。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，加入酒精能否實(shí)現(xiàn)溴和水的分離？度，加入酒精能否實(shí)現(xiàn)溴和水的分離？【提示】【提示】不能。酒精與水互溶不能。酒精與水互溶【學(xué)與用】【學(xué)與用】與金屬反應(yīng)與金屬反應(yīng)2Fe+3Br2Fe+3Br2 2 = 2FeBr= 2FeBr3 32Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 = 2FeCl= 2

13、FeCl3 3點(diǎn)燃點(diǎn)燃Fe+IFe+I2 2 = FeI= FeI2 22.2.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(X(X表示表示ClCl、BrBr、I)I)低價(jià)態(tài)金低價(jià)態(tài)金屬碘化物屬碘化物與非金屬反應(yīng)（如：與非金屬反應(yīng)（如：H H2 2）與水反應(yīng)與水反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)X X2 2+H+H2 2O = HX+HXOO = HX+HXOX X2 2+2NaOH = NaX+NaXO+H+2NaOH = NaX+NaXO+H2 2O OX X2 2+H+H2 2 = 2HX= 2HX一定條件一定條件氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱氧化性氧化性: Cl: Cl2 2BrBr2 22NaBr+Cl

14、2NaBr+Cl2 2=2NaCl+Br=2NaCl+Br2 2還原性：還原性：BrBr- - Cl Cl- -氯溴單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：氯溴單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：溴碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：溴碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：2KI+Br2KI+Br2 2 = 2KBr+I= 2KBr+I2 2氧化性氧化性: Br: Br2 2II2 2還原性：還原性： I I- - Br Br- -氯碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：氯碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：2KI+Cl2KI+Cl2 2=2KCl+I=2KCl+I2 2氧化性氧化性: Cl: Cl2 2II2 2還原性：還原性： I I- - Cl Cl- -3.Cl3.Cl- -、B

15、rBr- -、I I- -的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)如何鑒別如何鑒別NaClNaCl、NaBrNaBr、KIKI三瓶無色溶液？三瓶無色溶液？【提示】【提示】方法一：分別滴加方法一：分別滴加AgNOAgNO3 3溶液和稀硝酸，溶液和稀硝酸，產(chǎn)生白色沉淀的為產(chǎn)生白色沉淀的為NaClNaCl溶液，產(chǎn)生淡黃色沉淀的溶液，產(chǎn)生淡黃色沉淀的為為NaBrNaBr溶液，產(chǎn)生黃色沉淀的為溶液，產(chǎn)生黃色沉淀的為KIKI溶液。溶液。方法二：分別滴加氯水，再加入少量四氯化碳，方法二：分別滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振蕩，下層無色的為振蕩，下層無色的為NaClNaCl，下層為橙紅色的為，下層為橙紅色的為NaBrNaBr，下層為紫紅

16、色的為，下層為紫紅色的為KIKI溶液。溶液?！鞠胍幌搿俊鞠胍幌搿亢ＫＫ畷覃}曬鹽NaClNaCl苦鹵苦鹵通入通入ClCl2 2溴的水溴的水溶液溶液鼓入熱空氣鼓入熱空氣或水蒸氣或水蒸氣溴溴2Br2Br- -+Cl+Cl2 2=Br=Br2 2+2Cl+2Cl- -4.4.海水提溴海水提溴( (濃縮、氧化、提取濃縮、氧化、提取) )利用利用BrBr2 2的易的易揮發(fā)的性質(zhì)揮發(fā)的性質(zhì)5.5.海水的綜合利用海水的綜合利用鎂鎂氯化鉀、硫氯化鉀、硫酸鈉等酸鈉等溴及其化合物溴及其化合物氯化鎂氯化鎂苦鹵苦鹵食鹽食鹽碘碘鋰、金等鋰、金等鈾鈾 是重要的化工是重要的化工原料，溴化物常原料，溴化物常用作農(nóng)藥、藥劑用作

17、農(nóng)藥、藥劑等。等。 不僅是人體必需不僅是人體必需的物質(zhì)，而且是重的物質(zhì)，而且是重要的化工原料。要的化工原料。 是人體生長、是人體生長、發(fā)育所必需的微發(fā)育所必需的微量元素。量元素。 用于制造輕用于制造輕合金，是制造合金，是制造汽車、飛機(jī)、汽車、飛機(jī)、火箭的重要材火箭的重要材料。料。 是重要的是重要的核工業(yè)原料。核工業(yè)原料。1.1.鎂的化學(xué)性質(zhì)鎂的化學(xué)性質(zhì)與酸反應(yīng)置換氫氣與酸反應(yīng)置換氫氣與氧氣反應(yīng)與氧氣反應(yīng)與二氧化碳反應(yīng)與二氧化碳反應(yīng) 與氮?dú)夥磻?yīng)與氮?dú)夥磻?yīng)Mg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgCl2 2+H+H2 22Mg+O2Mg+O2 2=2MgO=2MgO點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Mg+CO2Mg+C

18、O2 2=2MgO+C=2MgO+C點(diǎn)燃點(diǎn)燃3Mg+N3Mg+N2 2=Mg=Mg3 3N N2 2點(diǎn)燃點(diǎn)燃2.2.氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱比較：氧化性：氧化性：ClCl2 2BrBr2 2II2 2還原性：還原性：I I- -BrBr- -ClCl- -3.3.海水提溴的原理：海水提溴的原理：ClCl2 2+2Br+2Br- - = 2Cl= 2Cl- -+Br+Br2 2海水提溴的過程：海水提溴的過程：4.4.海水的綜合利用海水的綜合利用富集富集氧化氧化分離分離1.1.下列海水中的元素中，對其用途的敘述不正確的下列海水中的元素中，對其用途的敘述不正確的是是( )( )A.A.鋰是熱核反應(yīng)的重要原料之一鋰是熱核反應(yīng)的重要原料之一B.B.碘用于制藥，如制碘酒，食鹽加碘可預(yù)防甲狀腺腫碘用于制藥，如制碘酒，食鹽加碘可預(yù)防甲狀腺腫大大C.C.鎂用于制造飛機(jī)、汽車、火箭，有鎂用于制造飛機(jī)、汽車、火箭，有“國防金屬國防金屬”的的美譽(yù)美譽(yù)D.D.鈾是制造原子彈和氫彈的主要原料鈾是制造原子彈和氫彈的主要原料D D2.2.鎂粉在焰火、閃光粉中是不可少的原料，工業(yè)制鎂粉在焰火、閃光粉中是不可少的原料，工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在