海水中的元素.ppt

第四节海水中的元素提问：海水为什么有苦味呢？你有没有尝过海水？海水的组成是什么？其存在形式？含量如何？海水中溶解了大量的气体物质和各种盐类。人类在陆地上发现的１1０多种元素，在海水中可以找到８０多种。海水中有近80多种元素，他们大部分以盐的形式存在；在每升海水中含量大于1毫克的元素我们称为海水中常量元素，它们占海水所溶物质总量的99.9%。在每升海水中含量小于1毫克的元素我们称为海水中微量元素，如碘、锂、铀等。一、海水－化学元素宝库多达80多种元素，其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、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、锂、铀等锂是热核反应的重要材料之一，也是制造锂电池和特种合金的原料。铀－核反应的重要材料碘可用于制药，平常用的碘酒。碘－防止甲状腺肿瘤（大脖子病）资料1：海水中所含有的元素大部分以盐的形式存在。整个海洋中，溶解的盐类物质达5×1016t。如果把这些盐类物质全部提取出来，均匀地铺在陆地表面，会形成150米厚的盐层。（其中氯化钠占80%以上）提问：食盐除了食用外，还能干什么？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、纺织等氯碱工业通电2NaCl+2H2O===H2↑+Cl2↑+2NaOH[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Mg2+SO42-Cl-(1)海水提镁的工业流程？(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Mg2＋到金属镁，经历了哪些化学变化？(4)试着说一下，在上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？1.海水提镁贝壳（CaCO3）煅烧生石灰水石灰乳海水Mg(OH)2Mg盐酸电解MgCl2结晶过滤干燥电解1.贝壳煅烧成石灰：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氢氧化镁沉淀：Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl24.氢氧化镁与盐酸反应:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O5.电解熔融的氯化镁可以得到金属镁：MgCl2=Mg+Cl2高温(1)海水提镁的工业流程？(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Mg2＋到金属镁，经历了哪些化学变化？(4)试着说一下，在上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？1.海水提镁a.就地取材-利用海滩上的贝壳b.节约原料-循环利用氯元素问题1：为什么海水中已有MgCl2我们却要加碱转化为Mg(OH)2再加酸变回MgCl2?解决：浓缩、提纯物质氧化镁（MgO）氯化（MgCl2）熔点2825℃714℃问题2:为何工业不选择电解氧化镁制镁？提问：初中时，你已经学习过了镁了，你对镁有那些认识？研究镁的性质的程序观察镁的外观性质预测镁的性质实验研究解释结论银白色、有金属光泽、较软的固体较活泼的金属，具有较强的还原性，可能与氧气、酸、盐等反应1、在空气点燃镁条；2、将镁条放入盐酸中；3、镁条放入硫酸铜中；4、点燃的镁条伸入二氧化碳中（二）化学性质：1.与O2反应：2Mg+O2=2MgO点燃2.与N2反应：3Mg+N2=Mg3N2点燃2Mg+SO2=2MgO+S五、镁的用途：3.与CO2反应:2Mg+CO2=2MgO+C点燃5.镁与水反应：Mg+2H2O==Mg（OH)2+H2↑4.与酸反应：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑点燃△镁的主要用途：“国防金属”的美誉镁是一种轻金属，其合金的强度高、机械性能好。这些特性使金属镁成为制造汽车、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，金属镁常用作还原剂和脱氧剂。三、溴和海水提溴溴是海水中重要的非金属元素，地球上９９％的溴元素以Ｂr－的形式存在于海水中，因此，溴也称“海洋元素”ClBrI最外层最子数相同溴、的原子结构氯、碘【观察·思考】色、态毒性Br2深红棕色液体I2紫黑色固体有毒有毒在水中溶解度较小，易溶于有机溶剂在水中溶解度较小，易溶于有机溶剂易挥发保存时密闭，并用水封易升华（物理变化）溶解性碘单质遇淀粉变蓝特性物理性质Br2I2颜色状态溶解性和溶液颜色水中酒精中四氯化碳中溴单质和碘单质的物理性质深红棕色紫黑色液体固体微溶黄→橙易溶橙红色易溶橙红色微溶深黄→褐色易溶紫色易溶紫红色[实验]碘锤加热，观察发生现象碘（固体）受热不经液体直接变成气体，即碘升华1、保存溴单质和碘单质时应注意什么问题？2、NaCl固体中混入碘单质如何分离？由于液溴容易挥发成溴蒸气因此常将溴保存在棕色、有磨口玻璃塞的细口瓶中，加少量水，形成水封，置于低温避光处保存。由于碘容易升华，所以通常将碘放在棕色广口瓶，置于低温避光处保存。利用碘升华性质将碘从混合物中的分离、提取等。氯、溴和碘单质的氧化性强弱比较试剂：氯水，溴水、碘水、NaCl溶液、NaBr溶液、KI溶液实验方案：【活动·探究】知识支持氧化性：氧化剂氧化产物实验方案实验现象氧化性强弱向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、振荡水层CCl4层呈橙红色KI溶液溴水CCl4溶液、振荡水层CCl4层呈紫红色KI溶液氯水CCl4溶液、振荡水层CCl4层呈紫红色Cl2Br2Br2I2Cl2I2【活动·探究】氧化性：Cl2Br2I2（下层橙红色）KBr溶液氯水溴的四氯化碳溶液CCl4（下层紫红色）KI溶液氯水碘的四氯化碳溶液CCl4(下层紫红色）KI溶液溴水碘的四氯化碳溶液CCl4氧化性：Cl2Br2I2有关方程式：2NaBr＋Cl2=2NaCl+Br22Br-＋Cl2=2Cl-+Br2(Cl2Br2)2NaI＋Cl2=2NaCl+I22I-＋Cl2=2Cl-+I2(Cl2I2)2NaI＋Br2=2NaBr+I22I-＋Br2=2Br-+I2(Br2I2)总结：氧化性强非金属单质可以从氧化性弱非金属的盐中置换出非金属萃取利用液体混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性不同，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.萃取后可以用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开，从而达到分离目的。使用分液漏斗注意事项1、使用前检查是否漏水2、加入萃取剂后要先倒转分液漏斗用力振荡，再静置。3、分液时，上层液体由上口倒出，下层液体由下端流出且分液漏斗下端紧贴烧杯内壁。实验1-4用CCl4萃取碘水（饱和）现象液体分层上层液体显（）色下层液体显（）色黄紫红分析讨论1、上层液体中的溶剂是（），下层液体中溶剂是（）2、碘单质（I2）在哪种溶剂中的溶解度大？3、CCl4与H2O比较有何异同？H2OCCl4四氯化碳（CCl4）都能溶解碘单质（I2）；都不与碘单质（I2）反应。异：CCl4与H2O互不相溶；碘单质在CCl4中的溶解度大。同：萃取剂选择条件1、与原溶剂互不相溶，不反应如，CCl4与H2O互不相溶2、溶解溶质的能力大于原溶剂如，CCl4（I2）＞H2O（I2）3、不与被萃取的溶质反应如，CCl4不与I2反应思考与讨论1、根据实验1-4分析，请分总结CCl4性质？2、将实验1-4中的萃取剂换为酒精是否可以？请说明原因①无色液体，不溶于H2O②ρ（CCl4）＞ρ（H2O）不可以，酒精与水互溶萃取：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，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。▲萃取剂的选择条件：1、萃取剂与原溶剂不混溶、不反应2、溶质在萃取剂中有较大的溶解度3、溶质不与萃取剂发生任何反应▲操作注意：充分振荡，适当放气，充分静止，然后分液；分液时保持漏斗内与大气压一致；下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出[体验成功]溴的氧化性介于氯和碘之间，利用这一性质解决下面问题（1）你认为：将含有下列哪种分子或离子的试剂加入到含有Br-的溶液中可以将氧化为Br2？（）A.I2B.I-C.Cl2D.Cl-（2）把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？C变成蓝色，Cl2+2KI=2KCl+I2(3)下列试剂不能把NaCl和KI两种溶液鉴别开的是（）A.氯水B.溴水C.淀粉溶液C溴单质的氧化性介于氯和碘之间，因此在海水提溴的化工生产中可以选用氯气做氧化剂．浓缩氧化提取海水提溴的步骤：苦卤可做提溴原料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-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,溴化钠和溴化钾常被用做镇静剂。