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第4节海水中的化学元素1海水——化学元素宝库1．海水中的元素微量元素：锂、碘、铀。常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟。说明：常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%。溴被人们称为“海洋元素”，因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。2．氯化钠、锂、碘、铀的重要用途氯化钠：食用、生理盐水、化工原料锂：热核反应的重要材料之一，是锂电池、特种合金等的原料之一。碘：碘酒消毒，人体必需元素铀：核燃料3．氯碱工业（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。（2）原料：饱和食盐水（3）原理：2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2↑+H2↑(4)设备：离子交换膜法电解槽【交流·研讨】①写出电解饱和食盐水的离子方程式。②粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，不符合电解要求，思考如何除去杂质，使食盐水得到精制？解答：①2Cl+2H2O电解2OH-+H2↑+Cl2↑；②先加入过量的BaCl2溶液使SO42-完全沉淀，再加入过量的NaOH溶液除去Fe3+和Mg2+，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸调pH为7即可。【领悟·整合】海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。2镁和海水提镁1.海水提镁的方法（1）海水提镁的3个环节：①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。②Mg2+的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2溶液。③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。（2）相关化学（或离子）方程式：①CaCO3高温CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓；Mg(OH)2＋2H+＝Mg2+＋2H2O③MgCl2通电Mg+Cl2↑2．镁的性质（1）物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。（2）化学性质①与非金属单质反应2Mg+O2点燃2MgO3Mg+N2点燃Mg3N2Mg+Cl2点燃MgCl2②与酸反应与镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg+2H+＝Mg2++H2↑与镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：Mg+2H2SO4(浓)＝MgSO4+SO2↑+2H2O③与某些氧化物反应2Mg+CO2点燃2MgO+C【领悟·整合】（1）“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、Ca、Na、Mg等可燃物则是助燃剂。（2）镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，故镁有抗腐蚀性能。3溴和海水提溴1．与溴关系密切的一组元素——卤素溴和氯、碘等元素在原子结构和元素性质方面有一定的相似性，它们在元素周期表中排在同一纵列（同一族）里，常一起研究。由于这些元素易形成盐，所以它们被称为卤素（卤是“成盐”的意思）。2．溴单质和碘单质的物理性质（1）实验探究溴和碘的物理性质：重点色、态、味及溶解性。物理性质溴单质碘单质颜色深红棕色紫黑色状态液体固体溶解性和溶液颜色水中可溶；橙黄色难溶；黄褐色酒精中易溶；橙红色易溶；褐色四氯化碳中易溶；橙红色易溶；紫红色（2）萃取实验探究溴水和碘水中加入CCl4的现象实验表明，用CCl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，这种分离方法叫萃取。利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取，萃取所用的仪器是分液漏斗。【领悟·整合】溴、碘在水中溶解度不大，但易溶于有机溶剂。溴是常温下唯一呈液态的非金属，保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发。碘易升华，遇淀粉变蓝，这是碘的特性。3．氯、溴、碘单质氧化性的强弱实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：实验项目实验操作实验现象实验结论氯置换溴将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中溶液由无色变为橙黄色氯可以置换出溴Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2氯置换碘将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中溶液由无色变为褐色氯可以置换碘Cl2+2KI=2NaCl+I2溴置换碘将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中溶液由无色变为褐色溴可以置换碘Br2+2KI=2NaBr+I2结论氯、溴、碘的氧化性：Cl2Br2I2;还原性：Cl-Br-I-【知识·链接】①碘的氧化性较弱，遇变价金属得低价化合物。如碘与铁反应生成FeI2②氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX;HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸。③氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O=HX+HXO,但反应程度依次减弱。④AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物。二者见光都易分解。⑤卤素离子的检验：在含有Cl－、Br－、I－的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀，若再加入稀硝酸．沉淀不溶解（AgF能溶于水）。4．海水提溴与海洋的综合利用（1）海水提溴：溴单质的氧化性介于氯和碘之间，因此海水提溴可以选取氯气作氧化剂。大体分为三个步骤：浓缩：海水中的Br-的浓度很小，大约0.067g/L,海水晒盐剩下的苦卤中的Br-浓度较大，可作提取溴的原料。氧化：向苦卤中通入氯气。Cl2+2Br－=2Cl－+Br2提取：向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气，使溴挥发而分离出来。溴的用途很广泛。可用于制造燃料的抗爆剂、感光材料、杀虫剂、镇静剂等。（2）海水的综合利用目前，我国海水资源的综合利用，以及从海水中直接提取溴、钾等还处在发展中，海水中大量的宝藏还有待于进一步开发，随着科学技术的进步，我国海水资源的开发和利用，必将为我国的经济建设提供越来越多的重要物质。