第三單元-海水中的化學-知識點

第三單元海水中的化學一、海洋化學資源1、海水中的物質（1）海水由96.5%的水和3.5%的溶解的鹽組成。①海水中主要有4種金屬離子（Na+、Mg2+、Ca2+、K+）和2種酸根離子（Cl-、SO42-）。當把海水蒸干時，任一金屬離子和酸根離子都可以結合構成一種鹽，故海水中主要的鹽有：Na2SO4、NaCl、MgSO4、MgCl、CaSO4、CaCl、K2SO4、KCl。②海水之最：含量最多的金屬離子：Na+，含量最多的非金屬離子或酸根離子：Cl-含量最多的非金屬元素：O，含量最多的金屬元素：Na海水鹽分中含量最多的非金屬元素：Cl。（2）海水制鎂Ⅰ.流程：Ⅱ.化學方程式：①MaCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2②Mg(OH)2+2HCl＝2H2O+MgCl2③MgCl2通電Mg+Cl2↑注意：①海水中原本就有氯化鎂，為什么要先加石灰乳生成氫氧化鎂沉淀，再加鹽酸得到氯化鎂呢？海水中氯化鎂的含量很低，要想得到它，首先要設法使之富集。提取鎂時，如果直接以海水為原料，則將其中的氯化鎂轉化為沉淀的過程就是為了使鎂元素富集；如果以鹵水為原料，則在海水曬鹽階段就經過了一次富集，轉化為沉淀的目的即可使鎂元素進一步富集，又可除去其中的氯化鈉等雜質。②從海水中提取鎂時，選擇石灰乳做沉淀劑的原因是什么？因為石灰乳價廉易得，大海中富含貝殼，它們的主要成分為碳酸鈣，可就地取材通過大海制得石灰乳，反應的化學方程式為：CaCO3高溫CaO+CO2↑、CaO+H2O＝Ca(OH)22、海底礦物（1）可燃冰①可燃冰——天然氣水合物——固體——極易燃燒②形成：由天然氣（主要成分是CH4）和水在低溫、高壓條件下形成的冰狀固體。③優(yōu)點：燃燒產生的熱量比同等條件下的煤或石油產生的熱量多得多。燃燒后幾乎不產生任何殘渣或廢氣，被科學家譽為“未來能源”、“21世紀能源”。注意：①純凈的天然氣水合物呈白色，形似白雪，可以像固體酒精一樣直接被點燃，被形象的稱為“可燃冰”。②人類開采可燃冰，面臨著許多問題：A.收集海水中的氣體十分困難，可燃冰在海底大面積分，其分解出來的甲烷很難聚集在某一地區(qū)內收集，而且一離開海床便迅速分解，容易發(fā)生噴井意外。B.甲烷的溫室效應很強，若處理不當，分解出來可能造成大陸架邊緣動蕩而引發(fā)海底塌方，甚至導致大規(guī)模海嘯，帶來災難性后果。因此，可燃冰也是一種存在安全隱患的能源。（2）錳結核①海底還蘊藏著一種含有多種金屬的礦物——多金屬結核，也稱：錳結核（含錳最多）。②錳結核含有錳、鐵、鎳、銅、鈷和鈦等20多種金屬元素，多金屬結核的全球總儲量在30000億噸以上。3、海洋資源的開發(fā)和利用海洋資源指的是與海水水體本身有著直接關系的物質和能量。①海洋資源：化學資源（溶解于海水中的化學元素——工業(yè)用冷卻水源、食鹽等各種鹽類、淡水、溴）礦產資源（濱海、大陸架及深海海底所蘊藏的礦產資源——濱海砂礦：富含砂、貝殼等建筑材料，大陸架：石油、天然氣、煤、硫、磷，金屬礦產；海盆：深海錳結核。）動力資源（海水波浪、潮汐及海流所產生的能量、貯存的熱量——潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電）生物資源（海水中生存的生物——魚、蝦、貝、藻）②海洋污染：陸源污染、海上污染。③防止污染措施：海洋環(huán)境立法、建立海洋自然保護區(qū)、加強海洋環(huán)境監(jiān)測、提高消除污染的技術水平等。注意：開發(fā)海洋資源的同時要保護海洋過度索取會遭到海洋的報復。4、海水淡化（1）蒸餾法淡化海水Ⅰ.實驗裝置：如右圖所示。Ⅱ.實驗現象：加熱后大試管中的海水沸騰，小試管中有少量無色液體；向小試管的冷凝水中滴加硝酸銀溶液后無白色沉淀產生。Ⅲ.注意事項：①實驗前要先檢查裝置的氣密性，氣密性良好才能使用；②玻璃導管盡量長些（延長水蒸氣在導管中的滯留時間，有利于熱的水蒸氣冷凝）；③為防止暴沸，可在大試管中加幾粒沸石或碎瓷片；④試管中的液體量不能超過試管容積的1/3.Ⅴ.優(yōu)缺點優(yōu)點：①原料易得、便宜。②CO2和NH3可回收使用，能連續(xù)生產。缺點：①食鹽利用率不高。②回收NH3時產生大量污染環(huán)境的CaCl2。2、侯氏制堿法（聯合制堿法）優(yōu)點：①食鹽利用率高。②產生兩種有用產物NH4Cl和Na2CO3，不產生污染環(huán)境的CaCl2。3、純堿的性質（1）物理性質：白色粉末，易溶于水。（2）化學性質：①與指示劑的作用——純堿溶于水溶液顯堿性，能使無色酚酞試液變紅，使紫色石蕊試液變藍。注意：A.碳酸鈉屬于鹽而不屬于堿，它的水溶液呈堿性，是因為它能與水反應生成很少量的氫氧化鈉。B.鹽類物質的水溶液有的呈中性如NaCl，有的呈堿性如Na2CO3，有的呈酸性如CuSO4。C.家庭中利用純堿溶液顯堿性的性質除去油污。②與Ca(OH)2反應現象：產生白色沉淀?；瘜W方程式：Na2CO3+Ca(OH)2＝2NaOH+CaCO3↓注意：A.工業(yè)制燒堿的方法就是利用上述反應。B.制取堿類物質原理：選取含有相應金屬離子（或銨根離子）的鹽類物質的溶液與氫氧化鈉等可溶性堿反應。如氫氧化銅的制取可用：CuSO4+2NaOH＝Cu(OH)2↓+Na2SO4③與酸（HCl、H2SO4）反應現象：生成無色、無味的氣體，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁。化學方程式：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+H2O+CO2↑注意：Na2CO3和NaHCO3都能與酸（HCl、H2SO4）反應產生CO2，檢驗某物質中是否含有CO32-或HCO3-的方法為：A.試劑：稀鹽酸、澄清石灰水、待測樣品。B.操作方法：取待測樣品于試管中，向其中滴加適量的稀鹽酸，觀察到有氣泡冒出，將生成的氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，證明待測樣品中含有CO32-或HCO3-。④與某些鹽（如BaCl2、CaCl2）反應現象：生成白色沉淀?；瘜W方程式：Na2CO3+BaCl2＝BaCO3↓+2NaClNa2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl（3）Na2CO3與NaHCO3比較Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打色、態(tài)白色粉末狀固體白色粉末狀晶體溶解性碳酸鈉比碳酸氫鈉易溶于水受熱穩(wěn)定性穩(wěn)定，受熱不易分解受熱易分解2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑用途①石油精煉、粗鹽精制、硬水軟化、人造纖維及玻璃生產②應用于冶金、造紙、紡織印染、洗滌劑生產等領域①滅火器中產生二氧化碳的原料②食品工業(yè)上發(fā)酵粉的原料③制造飲料常用的原料④醫(yī)療上治療胃酸過多的藥劑之一4、鹽的性質①鹽+酸→新鹽+新酸條件：反應物——鹽可溶或難溶，酸必須可溶；生成物——必須有氣體、沉淀或水。例如：Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑、CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑AgNO3+HCl＝AgCl↓+HNO3、BaCl2+H2SO4＝BaSO4↓+2HCl注意：氯化銀（AgCl）和硫酸鋇（BaSO4）既不溶于水，也不溶于酸。②鹽+堿→新鹽+新堿條件：反應物——鹽與堿都必須溶于水；生成物——必須有氣體、沉淀或水。例如：Na2CO3+Ca(OH)2＝CaCO3↓+2NaOH、CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2↓③鹽+鹽→新鹽+新鹽條件：反應物——的兩種鹽必須都溶于水；生成物——必須有沉淀。例如：Na2SO4+Ba(NO3)2＝2NaNO3+BaSO4↓、NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3、K2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2K