海水中的化学元素.doc

《海水中的化学元素.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、海水中蕴含着丰富的元素，元素周期表中列出的110多种元素，有80多种在海水中能找到。这些元素大部分以盐的形式存在，其中NaCl的含量较高，食盐主要是用海水晒盐的方法获得，氯碱工业就是以食盐为原料进行生产的。从海水中还可以提取出MgCl2，然后电解MgCl2得到金属镁，还能提炼出溴、碘等，可以说，海水是一个巨大的化学资源宝库。　　【重点难点】　　重点：从海水中获取NaCl、Mg、Br2。　　难点：氯碱工业，提取镁、溴的化学原理。　　【知识讲解】　　地壳中含有丰富的元素，而海水占地球表面的70％以上，其中蕴含的元素更丰富，研

2、究海水中的化学资源，就能从海水中得到很多有用的物质。　　一、海水——化学元素宝库　　1、海水中含丰富的元素　　元素周期表中的110多种元素，海水中含有80多种，而且海水的量又比较多，故有些元素的含量极其丰富，有很大的开采、使用价值。　　2、海水中各种元素的来源　　海水中的这些元素，是通过河流、大气及海底火山活动等途径，从地球的其他圈层进入海洋的。由陆地河流和大气进入海洋的物质，90％是由江河输入海洋的，10％由冰和大气尘埃输入。虽然来源不同，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，但海水的浩大，还能使某一海

3、区海水的性质趋于一致。　　3、海水中的常量元素和微量元素　　(1)常量元素：每升海水中含量大于1mg的元素为常量元素。　　常见的常量元素有Cl、Na、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F这11种元素，它们的总量占海水所溶解物质总量的99.9％。Cl、Na两种元素的含量最高，海水中NaCl的含量特别丰富。　　(2)微量元素：每升海水中含量低于1mg的元素称为微量元素。　　虽然微量元素的含量较低，但由于海水的质量很大，故含的这些元素的质量也很可观，还是有很大的开采价值，如：海水中锂元素的含量达到2.5×1011吨，而锂

4、可用于制造心脏起博器中的锂电池，是热核反应的重要材料之一。铀元素(235U)用做制原子弹和核反应堆的燃料，1kg235U全部裂变释放的能量相当于2500吨优质煤燃烧释放出的能量，故铀的使用价值相当大。可知，用海水为原料提取一些重要的物质，是工业生产的一个方向，现在应用较广的为海水提取盐、提取Mg和溴。　　二、海水晒盐　　1、海水中盐的含量　　海水中所含的元素大部分以盐的形式存在，整个海洋中溶解盐类物质高达5×1017吨之多，其中NaCl的含量80％以上，我们的生活用盐、工业用盐都是从海水中提取出来的。　　2、海水晒盐的原

5、理　　由于NaCl的溶解度随温度的升高而变化不大，故实验室从饱和食盐水中获得NaCl一般不采用冷却热饱和溶液法，而是采用蒸发溶剂法，同样，工业生产食盐也是利用该原理，海水晒盐就是把水分挥发掉而析出NaCl晶体。　　3、食盐对人体的作用　　食盐常用于生活中的调味品，是因为它是人体所必需的物质，对人体的血液循环和新陈代谢有重要作用。　　若人体缺盐就会使人头晕、无力，长期缺盐会导致心脏病，但过多地摄入食盐又可能引发肾脏疾病和高血压病等。可见，NaCl是人体不可缺少的物质，NaCl不仅对人体有用，在工业生产中，它也是一种很重要的

6、工业原料。　　4、氯化钠在工业上的应用　　[实验]　　如图，U形管中注入饱和食盐水，并滴入几滴酚酞试液，然后插入电极，接通电源。　　现象：a、b两极都有气泡产生，a极产生的气体为无色气体，收集后在酒精灯火焰上点燃，有尖锐的爆鸣声，b极产生的气体为黄绿色气体，能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。同时a极区溶液变红。　　　　分析：a极产生了可燃性气体，为H2，同时，溶液变红，说明有OH-生成，b极产生的为黄绿色的Cl2，这就是电解食盐水的反应，该反应是氯碱工业的生产原理。　　(1)氯碱工业的原理：　　a极(阴极)：2H+＋2e-＝H

7、2↑，H+被消耗，H2O电离的OH-增多，溶液呈碱性，使酚酞呈红色。　　b极(阳极)：2Cl-―2e-＝Cl2↑　　总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑　　(2)氯碱工业的应用　　通过氯碱工业，可制得H2、Cl2、NaOH，Cl2、NaOH可作为重要的工业原料合成其它物质。　　　　(3)NaCl制取金属钠　　2NaCl(熔融)2Na＋Cl2　　工业上利用该反应制取金属钠和Cl2，电极反应为阳极：2Cl-―2e-＝Cl2↑，　　阴极：2Na+＋2e-＝2Na。　　三、镁和海水提取镁　　海水中镁元素的总储

8、量约为2×1015吨，故镁主要从海水中提取。　　1、海水提取镁的原理　　(1)海水加碱(Ca(OH)2)：Mg2+＋2OH-＝Mg(OH)2↓　　(2)沉淀过滤，加入盐酸：Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O　　(3)蒸发结晶得MgCl2·6H2O晶体，然后电解熔融的MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl