海水中的元素课件.ppt

1、 海水中的元素海水中的元素一一.海水海水元素宝库元素宝库 元素周期表列出的元素周期表列出的110多种元素，有多种元素，有80多多种能在海水中找到种能在海水中找到(见图见图3-4-1)。宇航员们从太空遥看地球时发现，人类赖宇航员们从太空遥看地球时发现，人类赖以生存的地球是一颗蓝色的星球。这与地球表以生存的地球是一颗蓝色的星球。这与地球表面面70%以上的面积被海洋覆盖有很大关系。在以上的面积被海洋覆盖有很大关系。在浩瀚的大海里蕴藏着丰富的化学资源。我国大浩瀚的大海里蕴藏着丰富的化学资源。我国大陆海岸线长达陆海岸线长达18000km，海岛海岸线长达，海岛海岸线长达14000km，这为我们开发海水化学

2、资源提供了，这为我们开发海水化学资源提供了良好的自然条件。良好的自然条件。海水中镁的总储量约为海水中镁的总储量约为1.81015 t海水中部分元素浓度图海水中部分元素浓度图 目前人们认为目前人们认为,这些这些元素是在漫长的地质变元素是在漫长的地质变化过程中，通过河流、大气等途径以及海底化过程中，通过河流、大气等途径以及海底火山活动，从地球的其他圈层进入海洋的。火山活动，从地球的其他圈层进入海洋的。据科学家们估算，世界平均每年由陆地和大据科学家们估算，世界平均每年由陆地和大气气进入海洋的物质进入海洋的物质(除水外除水外)总量约为总量约为2.51010吨。其中，吨。其中，90%是由江河输入海洋的，

3、这些物是由江河输入海洋的，这些物质绝大部分不能溶解；其余质绝大部分不能溶解；其余10%的物质是由冰的物质是由冰和大气尘埃输入海洋的和大气尘埃输入海洋的。输入海洋的物质的数输入海洋的物质的数量随地理位置和时间的不同而有所变化。也就量随地理位置和时间的不同而有所变化。也就是说，世界各地向海洋中输入的物质存在着不是说，世界各地向海洋中输入的物质存在着不平衡性。平衡性。1.常量元素常量元素 氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶(Sr)、溴、溴(Br)、硼、硼(B)、氟、氟(F)这这11种元素在每升海水中种元素在每升海水中的含量均大于的含量均大于1mg,称为海水中的常量元素。常称

4、为海水中的常量元素。常量元素的总量占海水所溶解物质总量的量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%.尽管如此，由于海水特殊的混合作用，使某尽管如此，由于海水特殊的混合作用，使某一海区海水的性质趋于一海区海水的性质趋于一致。海水中元素含量一致。海水中元素含量的差异是很大的。例如，氯元素的总量约为的差异是很大的。例如，氯元素的总量约为2.61019Kg,而氡元素的含量还不到而氡元素的含量还不到1Kg。2.微量元素微量元素练习练习1:在每升海水中元素含量含量低于在每升海水中元素含量含量低于1mg的元素的元素称为海水中的称为海水中的微量元素微量元素。例如，氯元素的总量。例如，氯元素的总量约为约为2.

5、61019Kg，而氡元素的含量还不到，而氡元素的含量还不到1Kg。为维持人体内电解质平衡，人在大量出汗后为维持人体内电解质平衡，人在大量出汗后应及时补充的离子是应及时补充的离子是 （）A.Mg2+B.Ca2+C.Na+D.Fe2+C练习练习2 浩瀚的海洋不仅繁衍着无数水生生物，还浩瀚的海洋不仅繁衍着无数水生生物，还蕴藏着丰富的化学资源，如氯化钠、氯化镁、蕴藏着丰富的化学资源，如氯化钠、氯化镁、溴化镁等大量的无机盐。溴化镁等大量的无机盐。请设计两种鉴别海请设计两种鉴别海水和蒸馏水的方法（只需说明原理）。化学方水和蒸馏水的方法（只需说明原理）。化学方法法_；物理方法：；物理方法：_。粗盐中所含的粗

6、盐中所含的不溶性杂质，可采取不溶性杂质，可采取_、_、_的方法除去。的方法除去。答案答案:加硝酸银溶液，有白色沉淀生成的加硝酸银溶液，有白色沉淀生成的是海水，另一种是蒸馏水；尝味道，有咸味的是海水，另一种是蒸馏水；尝味道，有咸味的是海水，无味的是蒸馏水。是海水，无味的是蒸馏水。溶解、过滤、蒸溶解、过滤、蒸发。发。练习练习3:(1)碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性问题，我国碍的主要原因。为解决这一全国性问题，我国已经开始实施已经开始实施“智力工程智力工程”，最经济可行的措，最经济可行的措施是施是 （）A.食盐加碘食盐加碘 B.大量

7、食用海带大量食用海带 C.面包加碘面包加碘 D.注射含碘药剂注射含碘药剂 (2)制备加碘食盐时，通常在食盐中加入下列制备加碘食盐时，通常在食盐中加入下列物质中的物质中的 （）A.单质碘单质碘 B.碘化钾碘化钾 C.含碘元素即可含碘元素即可 D.碘酸钾碘酸钾AD 问题问题1：海水中含有较大量的海水中含有较大量的Na+、K+、Ca2+和和Mg2+等阳离子，如何把等阳离子，如何把Mg2+从中分离出从中分离出来？来？二、镁和海水提镁二、镁和海水提镁1.海水提镁的工艺流程海水提镁的工艺流程市市场场价价格格试剂试剂氢氧化氢氧化钾钾氢氧氢氧化钠化钠氢氧氢氧化钙化钙氢氧化氢氧化钡钡价格价格(元元/吨吨)616

8、0 2300 5803700问题问题2：海水中镁离子的浓度约为海水中镁离子的浓度约为1.28g/L，浓，浓度太稀了，我们该怎么办？度太稀了，我们该怎么办？贝壳贝壳(CaCO3)煅烧煅烧CaOCa(OH)2如何由贝壳制得氢氧化钙？如何由贝壳制得氢氧化钙？水水问题问题3：在海边如何获得石灰乳？在海边如何获得石灰乳？问题问题4:如何把如何把Mg(OH)2转化为转化为单质镁？单质镁？物质物质氧化镁氧化镁（MgO）氯化镁（氯化镁（MgCl2）熔点熔点2825714 Mg(OH)2熔融电解熔融电解浓缩浓缩加入盐酸加入盐酸MgCl2(无水无水)Mg 工业制镁工业制镁的过程中，没有涉及到的反应类的过程中，没有

9、涉及到的反应类型是型是 （）A.置换反应置换反应 B.分解反应分解反应 C.复分解反应复分解反应 D.化合反应化合反应A练习练习42.金属镁金属镁(1)与非金属单质的反与非金属单质的反应应2 82+12MgMg2+28+12易失去易失去2e-具有较强具有较强的还原性的还原性 镁是银白色镁是银白色(有色金属有色金属)、密度小、密度小(只有铝的只有铝的2/3，轻金属，轻金属)的常见金属。的常见金属。与与O2反应：反应：常温下与空气中常温下与空气中O2反反应生成一层致密的氧应生成一层致密的氧化膜，从而失去光泽，阻止内部金属的进一化膜，从而失去光泽，阻止内部金属的进一步氧化，故镁具有抗腐蚀的性能。步氧

10、化，故镁具有抗腐蚀的性能。实验实验1:擦去氧化物擦去氧化物保护膜的镁条点燃保护膜的镁条点燃后伸入氮气中。后伸入氮气中。擦去氧化膜，点燃燃烧发出耀眼的白光：擦去氧化膜，点燃燃烧发出耀眼的白光：2MgO2=2MgO点燃点燃与与N2反应：反应：3MgN2=Mg3N2点燃点燃Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3Mg+S=MgS点燃点燃Mg+X2=MgX2 (X=F、Cl、Br、I)与卤素单质等反应与卤素单质等反应:MgCl2=MgCl2点燃点燃与硫单质等反应与硫单质等反应:实验实验2:擦去氧化物保护膜的镁条点燃后伸擦去氧化物保护膜的镁条点燃后伸入二氧化碳中。入二氧化碳中。(2)与氧化物反应

11、与氧化物反应点燃点燃2MgCO2 2MgOC(耀眼白光耀眼白光,黑烟黑烟)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2沸水沸水 将镁在将镁在SO2中燃烧后，生成的物质可能有中燃烧后，生成的物质可能有方程式为方程式为 。(SO2与与CO2性质性质类似类似)SO22Mg=S 2MgO点燃点燃练习练习6Mg+S=MgS点燃点燃 MgCuSO4=Cu MgSO4MgH2SO4(稀稀)MgSO4H2(3)与酸或盐反应与酸或盐反应与非氧化性酸反应与非氧化性酸反应(稀稀H2SO4、HCl等等)反应反应Mg2HClMgCl2H2 与强氧化性酸反应与强氧化性酸反应(浓浓H2SO4、HNO3等等)反反应，但不放出应，但不

12、放出H2Mg2H2SO4(浓浓)=MgSO4SO2+2H2O4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+N2O+5H2O与盐与盐反应反应(4)与盐溶液反应与盐溶液反应:Mg+Cu2+=Mg 2+CuMg+2Ag+=Mg 2+2AgMg+2NH4+=Mg 2+2NH3+H2 主要用途：主要用途：1.制合金制合金(约含镁约含镁80%)密度小，但硬度和密度小，但硬度和强度很大，强度很大，可用于汽车、飞机制造业可用于汽车、飞机制造业。2.信号弹信号弹、照明弹照明弹、焰火、焰火。3.制耐火材料制耐火材料(MgO)熔点高。熔点高。奥迪轿车镁合金外壳奥迪轿车镁合金外壳用镁合金做车架用镁合金做车架的捷安特自行车

13、的捷安特自行车焰火焰火信信号号弹弹耐高温材料：耐高温材料：氧化镁耐火砖氧化镁耐火砖飞机镁合金外壳飞机镁合金外壳练习练习7:工业上制取镁粉是将镁蒸气进行冷却，可工业上制取镁粉是将镁蒸气进行冷却，可选用的作为冷却气的有选用的作为冷却气的有 ()A.N2、He、H2O、CO2 B.Cl2、O2、空气、空气、H2 C.He、Ar、H2 D.空气、空气、H2、SO2练习练习8:锂和镁在周期表中有特殊的锂和镁在周期表中有特殊的”对角线对角线”关关系系,它们的性质相似，下列关于锂及其化合物它们的性质相似，下列关于锂及其化合物的性质叙述正确的是的性质叙述正确的是 ()A.Li2SO4难溶于水难溶于水 B.Li

14、在在N2中燃烧生成中燃烧生成Li3N C.LiOH易溶于水易溶于水 D.LiOH、Li2CO3受热分解受热分解BD练习练习9 有固体有固体Mg(OH)2存在的饱和水溶液中存在存在的饱和水溶液中存在如下平衡如下平衡:Mg(OH)2 Mg2+2OH-加入下列物质加入下列物质:水水 MgCl2固体固体 NaOH固体固体 盐酸盐酸 NH4Cl固体固体,能能使使Mg(OH)2 固体减少的是固体减少的是 ()A.B.C.D.C三三.溴与海水提溴溴与海水提溴1.溴溴(bromine)和碘和碘(iodine)的物理性质的物理性质物理性质物理性质溴单质溴单质碘单质碘单质颜色颜色状态状态溶解溶解性和性和溶液溶液颜

15、色颜色水中水中酒精中酒精中四氯化四氯化碳中碳中实验记录实验记录:深棕红色深棕红色紫黑色紫黑色液体液体固体固体溶解度小溶解度小溶解度大溶解度大溶解度大溶解度大黄色黄色深黄色深黄色橙红色橙红色棕褐色棕褐色橙红色橙红色紫色紫色 思考思考:在保存溴和碘单质时应分别注意哪些在保存溴和碘单质时应分别注意哪些问题问题?盛溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发盛溴的试剂瓶里加一些水来防止溴挥发(即即水封水封)，且放在阴凉处保存。由于溴蒸气腐蚀，且放在阴凉处保存。由于溴蒸气腐蚀性很强，取用时要戴皮手套。性很强，取用时要戴皮手套。I2因易升华而置因易升华而置于阴凉处，并密封保存。这常用于碘的制取于阴凉处，并密封保存。这

16、常用于碘的制取和从混合物中的分离、提取指纹等。和从混合物中的分离、提取指纹等。Br2和和I2在水中的溶解度不大，在有机溶剂在水中的溶解度不大，在有机溶剂(如苯、如苯、CCl4、汽油、酒精等、汽油、酒精等)中的溶解度较大中的溶解度较大故可用有机溶剂故可用有机溶剂(如苯、如苯、CCl4、汽油等、汽油等)从水中从水中萃取溴和碘。象这样利用混合物中一种溶质在萃取溴和碘。象这样利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的差别，用一溶剂把互不相溶的溶剂里溶解性的差别，用一溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法叫萃取。来的方法叫萃取。萃取剂的选择必需具备以下条件萃取剂的选择必需具备以下条件:(1)萃取剂和被萃取剂和被萃取的物质不得发生反应。萃取的物质不得发生反应。(2)萃取剂和原溶剂萃取剂和原溶剂不得混溶。不得混溶。(3)被萃取的物质在萃取剂中的溶解度一定被萃取的物质在萃取剂中的溶解度一定要远远大于原溶剂中的溶解度。要远远大于原溶剂中的溶解度。萃取后可以用分液漏斗把互不相溶的两种萃取后可以用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开，先打开活塞放出下层