海洋中的元素

第四节海水中的元素第3章自然界中的元素联想•质疑•尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水中除了含有氢、氧元素外还含有其他元素。那么海水中还含有哪些元素呢？•它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量如何？*海水中(质量比)：纯水占了96.5%无机盐占了3.5%地球上已发现的百余种元素中，有80种以上的元素以盐的形式存在于海洋中。如把这些溶解的盐全部提出平铺在地球的陆地上，可以陆地增高150米，可见海水是地球上最大的资源宝库。一、海水——化学元素宝库1.海水中化学元素的种类氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟常量元素：微量元素：锂、碘、铀等。2.海水中化学元素的存在形式大部分以盐的形式存在含量大于1mg/L含量小于1mg/L氯化钠占80%以上“能源金属”锂是用于制造氢弹的重要原料，锂还是理想的电池原料，含锂的铝镍合金在航天工业中占有重要位置。铀是高能量的核燃料，1000克铀所产生的能量相当于2500吨优质煤。碘元素与人体内的一种激素——甲状腺素合成有关，而甲状腺素对人体的智力发育有影响，因此被称为“聪明的元素”。儿童缺乏得呆小症，成年缺乏得大脖子病。克汀病甲状腺肿大我国政府规定：在食盐中必须加入一定量的______。(化学式_______)。碘酸钾KIO3资料2：食盐的作用：人体必需的物质，对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用。人体缺盐会感到头晕、全身无力等，但过多摄入又会引发肾脏疾病和高血压等。（成人每天2~6g为最佳）食盐不仅是常用的调味品，是人体必需的物质，更被誉为“化学工业之母”在工业上，主要通过氯碱工业被综合利用饱和食盐水氢气氯气氢氧化钠盐酸漂白剂冶炼金属等合成农药等造纸、玻璃、肥皂、纺织等3、中国现代化工之母——氯碱工业2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极产物阳极产物[设问]海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。目前世界上有60%的镁来自海水，人们是怎样提取镁的1.海水中提镁的工业流程二、镁和海水提镁[交流讨论]（1）、简述海水提镁的基本方法和工业流程。（2）、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？（3）、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？（4）、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？（1）、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到镁。（2）、贝壳起到提供碱-消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：CaO+H2O=Ca(OH)2CaCO3CaO+CO2↑高温Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2MgCl2·6H2OMgCl2+6H2OHClMgCl2Mg+Cl2↑熔融电解（3）、经历的化学变化有：（4）、（a）就地取材-利用海滩上的贝壳（b）节约原料-循环利用氯元素启示：一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。2.金属镁—“国防金属”（1）镁的物理性质：银白色的金属，密度小，硬度小，熔点低。可与其他金属构成合金。镁铝合金的强度高，机械性能好。。（2）化性：活泼金属，具有强的还原性。①与非金属单质反应2Mg+O22MgO点燃N2+3MgMg3N2点燃镁条在空气中燃烧的产物是什么？与盐溶液反应镁条放入硫酸铜溶液中由镁引起的火灾能否用水灭火？不能在冷水中加入镁粉可观察到只有少量的气泡，加热后气泡明显增多。④跟水的反应：Mg+2H2O═Mg(OH)２+H2↑△跟盐酸的反应：Mg+2H+═Mg２＋+H2↑跟浓硫酸、硝酸反应一般不生成H2。实验：取一根除去氧化膜的镁条，点燃后伸入充满CO2的集气瓶中。现象：结论或化学方程式：⑤跟某些氧化物的反应：2Mg+CO22MgO+C点燃思考：1、镁着火时能否用干冰或泡沫灭火器灭火？为什么？不能，因为燃烧的镁能在CO2中继续燃烧。①燃着的镁条在CO2中继续燃烧，产生耀眼的白光②产生大量白烟③瓶壁有黑色固体附着2.镁在空气中燃烧可能发生的反应？燃烧是否一定要有O2参加反应?（3）用途：镁的密度小，其合金的强度高、机械性能好，是制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。在冶金工业上，金属镁常用做还原剂和脱氧剂。镁还可用于制造照明弹、闪光灯和焰火。1.认识海洋是化学元素的宝库2.海水提镁的工业流程3.镁的性质（1）镁的物理性质（2）镁的化学性质点燃2Mg+O2===2MgO点燃2Mg+CO2===2MgO+CMg+2H+=Mg2++H2↑Mg+Cu2+=Cu+Mg2+1.下列元素属于海水中的微量元素的是（）A、HB、MgC、NaD、Li2.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料。工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作为冷却气体的是（）①空气②CO2③Ar④H2⑤N2A、①②B、②③C、③④D、④⑤DC3、下列反应体现了CO2的氧化性是（）A．CO2+C==2COB．2NaOH+CO2==Na2CO3+H2OC．Na2O+CO2==Na2CO3．D.2Mg+CO2==2MgO+C点燃点燃AD5.用于飞机制造业的重要材料是（）A．不锈钢B．Cu—Sn合金C．Mg—Al合金D．Al—Si合金DC4.下列化学反应，在从海中提取金属镁的过程中，不会涉及的是（）A、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓B、Mg(OH)2+2HCl═MgCl2+2H2OC、MgCl2══Mg+Cl2↑D、Mg(OH)2═MgO+H2O通电高温MgMgOMgCl2Mg(OH)2①②③④⑤⑥【作业】写出实现下列转化的化学方程式。溴是海水中重要的非金属元素。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。它们都属于卤族元素（简称卤素）。三、溴和海水提溴物理性质溴单质碘单质颜色状态溶解性和溶液的颜色水中酒精中四氯化碳中深红棕色液态微溶橙黄色易溶橙红色易溶橙红色紫黑色固态微溶棕黄色易溶棕褐色易溶紫色溴水CCl4振荡CCl4层水层碘水振荡CCl4水层CCl4层[实验1]把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。分液和萃取分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。萃取：操作要求：在分液漏斗中进行，将下层液体从下端管口放出，上层液体从上口倒出。选择的萃取剂应符合下列要求：和原溶液中的溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度要比它在原溶剂的溶解度大很多，溶质与萃取剂不能反应。如何从碘水中提取碘单质？仪器:分液漏斗检漏装液振荡分液静置实例：用苯或四氯化碳作萃取剂将溴或碘从它们的水溶液中提出来。酒精不能作萃取剂。因为酒精和水互溶。苯和四氯化碳与水不互溶，苯的密度比水小，CCl4的密度比水大。溴易挥发，有毒，具有强烈的腐蚀性。保存：密封保存，不能用橡皮塞，加适量水起水封作用以减少溴的挥发。水封液溴会呈现三层颜色：上层：红棕色（溴蒸气）中层：橙红色（溴水）下层：深红棕色（液溴）2/22/2020碘单质能使淀粉溶液变蓝色。碘受热直接变成紫色蒸气。物质从固态直接变成气态的过程叫升华。如何把混在氯化钠固体中的单质碘分离出来？加热使碘变成蒸气挥发，然后再冷凝。淀粉溶液碘水碘易升华——密封保存在棕色试剂瓶中。碘锤加热，观察发生现象Cl2、Br2、I2氧化性的比较选用下列试剂设计实验，探究Cl2、Br2、I2这三种单质氧化性的强弱。试剂：氯水、溴水、碘水、NaCl溶液NaBr溶液、KI溶液、四氯化碳NaBr溶液氯水CCl4溶液、振荡水层CCl4层KI溶液溴水CCl4溶液、振荡水层CCl4层KI溶液氯水CCl4溶液、振荡水层CCl4层[实验3]单质的氧化性：Cl2＞Br2＞I2结论:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-；Cl2+2I-=I2+2Cl-；Br2+2I-=I2+2Br-2Fe+3Br22FeBr3Br2+H2OHBr+HBrOBr2+2NaOH=NaBrO+NaBr+H2OH2+Br22HBr500℃H2+I22HIFe+I2FeI2滤纸用淀粉和碘化钾的溶液浸泡，晾干后就是实验常用的淀粉碘化钾试纸。这种试纸润湿后遇氯气发生什么变化？为什么会发生这种变化？变成蓝色，Cl2+2KI=2KCl+I2其它化学性质：Cl－、Br－、I－的检验方法一：Cl－Br－I－AgNO3AgCl↓白AgBr↓淡黄AgI↓黄HNO3都不溶解Cl－、Br－、I－的检验方法二：Cl－Br－I－Cl2无橙黄棕褐淀粉无蓝CCl4橙红紫或振荡海水提溴工艺流程海水NaCl苦卤溴水Br2Cl2晒盐热空气或水蒸汽反应的原理2Br-+Cl2=Br2+2Cl-gkxx精品课件溴的用途溴的用途工业：大量用来制造燃料的抗爆剂；见光容易分解的AgBr常被用做感光材料。农业：常使用含溴的杀虫剂医药方面：红药水的主要成分是含溴和汞的有机化合物,溴化钠和溴化钾长被用做镇静剂。碘在自然界中的存在情况碘元素主要存在于海洋中海洋中碘总储量共有930亿吨但是海水中碘的浓度为0.06mg/L，非常低海带是著名的“采碘能手”，它有高度的富集碘的本领。干海带中含碘量约比海水中的碘浓度提高了10万倍！海带提碘（I2）海带海带灰灼烧滤液（含I-）残渣含I2的CCl4溶液含I2的水溶液海带提碘的实验设计方案溶解过滤氧化碘（I2）蒸馏萃取分液海带提碘实验设计1、把海带灼烧成海带灰的作用是什么?2、碘元素以什么形态存在于海带灰中?（化合态或游离态）3、如何把I-变为I2？4、常见的氧化剂有哪些?5、如何把水溶液中的I2提取出来？讨论除去有机物I-加入氧化剂萃取、分液Cl2、O2、H2O2、HClO...