海水中的元素

第四節(jié)海水中的元素提問：

海水為什么有苦味呢？你有沒有嘗過海水？海水的組成是什么？其存在形式？含量如何？

海水中溶解了大量的氣體物質(zhì)和各種鹽類。人類在陸地上發(fā)現(xiàn)的１1０多種元素，在海水中可以找到８０多種。

海水中有近80多種元素，他們大部分以鹽的形式存在；在每升海水中含量大于1毫克的元素我們稱為海水中常量元素，它們占海水所溶物質(zhì)總量的99.9%。在每升海水中含量小于1毫克的元素我們稱為海水中微量元素，如碘、鋰、鈾等。一、海水－化學元素寶庫

多達80多種元素，其中氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴（Br）、硼（B）、氟（F）占99.9%常量元素：每升海水中含量大于1毫克的元素.微量元素：每升海水中含量小于1毫克的元素如碘、鋰、鈾等鋰是熱核反應(yīng)的重要材料之一，也是制造鋰電池和特種合金的原料。鈾－核反應(yīng)的重要材料碘可用于制藥，平常用的碘酒。碘－防止甲狀腺腫瘤（大脖子病）資料1：海水中所含有的元素大部分以鹽的形式存在。整個海洋中，溶解的鹽類物質(zhì)達5×1016t。如果把這些鹽類物質(zhì)全部提取出來，均勻地鋪在陸地表面，會形成150米厚的鹽層。（其中氯化鈉占80%以上）提問：食鹽除了食用外，還能干什么？資料2：食鹽的作用：人體必需的物質(zhì)，對人體的血液循環(huán)和新陳代謝都有著重要作用。人體缺鹽會感到頭暈、全身無力等，但過多攝入又會引發(fā)腎臟疾病和高血壓等。（成人每天2~6g為最佳）

食鹽不僅是常用的調(diào)味品，是人體必需的物質(zhì)，更被譽為“化學工業(yè)之母”在工業(yè)上，主要通過氯堿工業(yè)被綜合利用

飽和食鹽水氫氣氯氣氫氧化鈉鹽酸漂白劑冶煉金屬等合成農(nóng)藥等造紙、玻璃、肥皂、紡織等氯堿工業(yè)

通電

2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑+2NaOH[設(shè)問]

海水中鎂的含量一般為1.28g/L，屬常量元素。目前世界上有60%的鎂來自海水，人們是怎樣提取鎂的Mg2+SO42-Cl-二鎂與海水提鎂(1)海水提鎂的工業(yè)流程？(2)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)生了怎樣的化學變化？(3)從海水中的Mg2＋到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學變化？(4)試著說一下，在上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟效益？1.海水提鎂

貝殼（CaCO3）煅燒生石灰水石灰乳海水Mg(OH)2Mg

鹽酸

電解MgCl2

結(jié)晶過濾干燥電解1.貝殼煅燒成石灰：

CaCO3=CaO+CO22.石灰制成石灰乳：

CaO+H2O=Ca(OH)2（石灰乳）3.石灰乳加入海水沉淀池中得到氫氧化鎂沉淀：

Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2

4.氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng):Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O5.電解熔融的氯化鎂可以得到金屬鎂：

MgCl2=Mg+Cl2高溫二鎂與海水提鎂(1)海水提鎂的工業(yè)流程？(2)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)生了怎樣的化學變化？(3)從海水中的Mg2＋到金屬鎂，經(jīng)歷了哪些化學變化？(4)試著說一下，在上述方法提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟效益？1.海水提鎂a.就地取材-利用海灘上的貝殼b.節(jié)約原料-循環(huán)利用氯元素問題1：為什么海水中已有MgCl2我們卻要加堿轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2再加酸變回MgCl2?解決：濃縮、提純問題2:為何工業(yè)不選擇電解氧化鎂制鎂？提問：初中時，你已經(jīng)學習過了鎂了，你對鎂有那些認識？研究鎂的性質(zhì)的程序觀察鎂的外觀性質(zhì)預(yù)測鎂的性質(zhì)實驗研究解釋結(jié)論銀白色、有金屬光澤、較軟的固體較活潑的金屬，具有較強的還原性，可能與氧氣、酸、鹽等反應(yīng)1、在空氣點燃鎂條；2、將鎂條放入鹽酸中；3、鎂條放入硫酸銅中；4、點燃的鎂條伸入二氧化碳中（二）化學性質(zhì)：1.與O2反應(yīng)：2Mg+O2=2MgO點燃2.與N2反應(yīng)：3Mg+N2=Mg3N2點燃2Mg+SO2=2MgO+S五、鎂的用途：3.與CO2反應(yīng):2Mg+CO2=2MgO+C點燃5.鎂與水反應(yīng)：Mg+2H2O

==Mg（OH)2+H2↑4.與酸反應(yīng)：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑點燃△鎂的主要用途：“國防金屬”的美譽鎂是一種輕金屬，其合金的強度高、機械性能好。這些特性使金屬鎂成為制造汽車、飛機、火箭的重要材料，從而獲得“國防金屬”的美譽。在冶金工業(yè)上，金屬鎂常用作還原劑和脫氧劑。

三、溴和海水提溴

溴是海水中重要的非金屬元素，地球上９９％的溴元素以Ｂr－的形式存在于海水中，因此，溴也稱“海洋元素”ClBrI最外層最子數(shù)相同溴、

的原子結(jié)構(gòu)氯、碘【觀察·思考】

Br2

深紅棕色液體I2紫黑色固體有毒有毒在水中溶解度較小，易溶于有機溶劑在水中溶解度較小，易溶于有機溶劑易揮發(fā)保存時密閉，并用水封易升華（物理變化）溶解性碘單質(zhì)遇淀粉變藍特性溴單質(zhì)和碘單質(zhì)的物理性質(zhì)深紅棕色紫黑色液體固體微溶黃→橙易溶橙紅色易溶橙紅色微溶深黃→褐色易溶紫色易溶紫紅色[實驗]碘錘加熱，觀察發(fā)生現(xiàn)象

碘（固體）受熱不經(jīng)液體直接變成氣體，即碘升華思考1、保存溴單質(zhì)和碘單質(zhì)時應(yīng)注意什么問題？2、NaCl固體中混入碘單質(zhì)如何分離？

由于液溴容易揮發(fā)成溴蒸氣因此常將溴保存在棕色、有磨口玻璃塞的細口瓶中，加少量水，形成水封，置于低溫避光處保存。由于碘容易升華，所以通常將碘放在棕色廣口瓶，置于低溫避光處保存。利用碘升華性質(zhì)將碘從混合物中的分離、提取等。觀察記錄氯、溴和碘單質(zhì)的氧化性強弱比較試劑：氯水，溴水、碘水、NaCl溶液、NaBr溶液、KI溶液實驗方案：【活動·探究】知識支持氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物向NaBr溶液中加入氯水再向其中加入CCl4向KI溶液中加入溴水再向其中加入CCl4向KI溶液中加入氯水再向其中加入CCl4NaBr溶液氯水CCl4溶液、振蕩水層CCl4層呈橙紅色KI溶液溴水CCl4溶液、振蕩水層CCl4層呈紫紅色KI溶液氯水CCl4溶液、振蕩水層CCl4層呈紫紅色Cl2>Br2Br2>I2Cl2>I2【活動·探究】氧化性：Cl2>Br2>I2（下層橙紅色）KBr溶液氯水溴的四氯化碳溶液CCl4（下層紫紅色）KI溶液氯水碘的四氯化碳溶液CCl4(下層紫紅色）

KI溶液溴水碘的四氯化碳溶液CCl4氧化性：Cl2>Br2>I2有關(guān)方程式：2NaBr＋Cl2=2NaCl+Br22Br-＋Cl2=2Cl-+Br2(Cl2>Br2)2NaI＋Cl2=2NaCl+I22I-＋Cl2=2Cl-+I2(Cl2>I2)2NaI＋Br2=2NaBr+I22I-＋Br2=2Br-+I2(Br2>I2)總結(jié)：氧化性強非金屬單質(zhì)可以從氧化性弱非金屬的鹽中置換出非金屬萃取利用液體混合物中一種溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液中提取出來.

萃取后可以用分液漏斗把互不相溶的兩種液體分開，從而達到分離目的。使用分液漏斗注意事項1、使用前檢查是否漏水2、加入萃取劑后要先倒轉(zhuǎn)分液漏斗用力振蕩，再靜置。3、分液時，上層液體由上口倒出，下層液體由下端流出且分液漏斗下端緊貼燒杯內(nèi)壁。實驗1-4用CCl4萃取碘水（飽和）現(xiàn)象液體分層上層液體顯（）色下層液體顯（）色黃紫紅

分析討論1、上層液體中的溶劑是（），下層液體中溶劑是（）2、碘單質(zhì)（I2）在哪種溶劑中的溶解度大？3、CCl4與H2O比較有何異同？H2OCCl4四氯化碳（CCl4）都能溶解碘單質(zhì)（I2）；都不與碘單質(zhì)（I2）反應(yīng)。異：CCl4與H2O互不相溶；碘單質(zhì)在CCl4中的溶解度大。同：萃取劑選擇條件1、與原溶劑互不相溶，不反應(yīng)

如，CCl4與H2O互不相溶2、溶解溶質(zhì)的能力大于原溶劑

如，CCl4（I2）＞H2O（I2）3、不與被萃取的溶質(zhì)反應(yīng)

如，CCl4不與I2反應(yīng)

思考與討論1、根據(jù)實驗1-4分析，請分總結(jié)CCl4

性質(zhì)？2、將實驗1-4中的萃取劑換為酒精是否可以？請說明原因①無色液體，不溶于H2O②ρ（CCl4）＞ρ（H2O）不可以，酒精與水互溶萃?。豪没旌衔镏幸环N溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性的不同，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來的方法。

▲萃取劑的選擇條件：1、萃取劑與原溶劑不混溶、不反應(yīng)2、溶質(zhì)在萃取劑中有較大的溶解度3、溶質(zhì)不與萃取劑發(fā)生任何反應(yīng)▲操作注意：

充分振蕩，適當放氣，充分靜止，然后分液；分液時保持漏斗內(nèi)與大氣壓一致；下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出[體驗成功]溴的氧化性介于氯和碘之間，利用這一性質(zhì)解決下面問題（1）你認為：將含有下列哪種分子或離子的試劑加入到含有Br-的溶液中可以將氧化為Br2？（）A.I2B.I-

C.Cl2D.Cl-（2）把濾紙用淀粉和碘化鉀的溶液浸泡，晾干后就是實驗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？C變成藍色，Cl2+2KI=2KCl+I2

(3)下列試劑不能把NaCl和KI兩種溶液鑒別開的是（）A.氯水B.溴水C.淀粉溶液C溴單質(zhì)的