第八单元海水中的化学知识点

第八单元 海水中的化学

、海洋化学资源

1、海水中的物质

（ 1）海水由 96.5%的水 和 3.5%的溶解的盐组成。 ①

海水中主要有 4种金属

离子（ Na +、Mg 2+、Ca 2+、K +）和 2种酸根离子（ Cl -、SO 42-）。当把海水蒸 干时，任一金属离子和酸根离子都可以结合构成一种盐，故海水中主要的盐有：

Na 2SO 4、 NaCl 、

MgSO 4、 MgCl 、CaSO 4、CaCl 、 K 2SO 4、KCl 。

② 海水之最：含量最多的金属离子： Na +，含量最多的非金属离子或酸根离子： Cl -

含量最多的非金属元素： O ，含量最多的金属元素： Na 海水盐分中含量最多的非金属元素： Cl 。

2）海水制镁

Ⅱ.化学方程式：

① MaCl 2+Ca(OH) 2＝Mg(OH) 2↓+CaC 2l ② Mg(OH) 2+2HCl ＝2H 2O+MgCl 2 ③ MgCl 2通电 Mg+Cl 2↑ 注意：

① 海水中原本就有氯化镁，为什么要先加石灰乳生成氢氧化镁沉淀，再加盐酸得到氯化镁呢？ 海水中氯化镁的含量很低，要想得到它，首先要设法使之富集。提取镁时，如果直接以海水为原料， 则将其中的氯化镁转化为沉淀的过程就是为了使镁元素富集；如果以卤水为原料，则在海水晒盐阶 段就经过了一次富集，转化为沉淀的目的即可使镁元素进一步富集，又可除去其中的氯化钠等杂质。 ②从海水中提取镁时，选择石灰乳做沉淀剂的原因是什么？ 因为石灰乳价廉易得，大海中富含贝壳，它们的主要成分为碳酸钙，可就地取材通过大海制得石灰 乳，反应的化学方程式为： CaCO 3 高温 CaO+CO 2↑、CaO+H 2O ＝Ca （OH ）2

2、海底矿物

（1）可燃冰

① 可燃冰 ——天然气水合物 —— 固体——极易燃烧

② 形成：由天然气（主要成分是 CH 4）和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。

③ 优点：燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多。燃烧后几乎不产生任何残渣 或废气，被科学家誉为 “未来能源 ”、 “21世纪能源 ”。

Ⅰ.流程：

注意：①纯净的天然气水合物呈白色，形似白雪，可以像固体酒精一样直接被点燃，被形象的称为

“可燃冰”。②人类开采可燃冰，面临着许多问题：

A. 收集海水中的气体十分困难，可燃冰在海底大面积分，其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集，而且一离开海床便迅速分解，容易发生喷井意外。

B. 甲烷的温室效应很强，若处理不当，分解出来可能造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方，甚至导致大规模海啸，带来灾难性后果。因此，可燃冰也是一种存在安全隐患的能源。

（2）锰结核

①海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物——多金属结核，也称：锰结核（含锰最多）。

②锰结核含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等20多种金属

元素，多金属结核的全球总储量在30000 亿吨

以上。

3、海洋资源的开发和利用

海洋资源指的是与海水水体本身有着直接关系的物质和能量。

①海洋资源：

化学资源（溶解于海水中的化学元素——工业用冷却水源、食盐等各种盐类、淡水、溴）矿产资源（滨海、大陆架及深海海底所蕴藏的矿产资源——滨海砂矿：富含砂、贝壳等建筑材料，

大陆架：石油、天然气、煤、硫、磷，金属矿产；海盆：深海锰结核。）动力资源（海水波浪、潮汐及海流所产生的能量、贮存的热量——潮汐发电、波浪发电）

生物资源（海水中生存的生物——鱼、虾、贝、藻）

②海洋污染：陆源污染、海上污染。

③防止污染措施：海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术注意：开发海洋资源的同时要保护海洋过度索取会遭到海洋的报复。

4、海水淡化（1）蒸馏法淡化海水Ⅰ .实验装置：如右图所示。

Ⅱ.实验现象：加热后大试管中的海水沸腾，小试管中有少量无色液

体；向小试管的冷凝水中滴加硝酸银溶液后无白色沉淀产生。Ⅲ.注

意事项：

①实验前要先检查装置的气密性，气密性良好才能使用；

②玻璃导管尽量长些（延长水蒸气在导管中的滞留时间，有利于热的

水蒸气冷凝）；③为防止暴沸，可在大试管中加几粒沸石或碎瓷片；

④试管中的液体量不能超过试管容积的1/3.

Ⅳ.实验结论：

采用蒸馏的方法可除去海水中的可溶性杂质得到淡水

①蒸馏是通过加热蒸发而将液体从溶液中分离出来的一种方法，是分离液体混合物的一种方法。 （分离混合物的方法：过滤、蒸发结晶、蒸馏）

② NaCl 溶液中加入 AgNO 3溶液会产生白色沉淀，其反应化学方程式为：

NaCl+AgNO 3＝ AgCl ↓ +NaNO 3

向溶液中加入 AgNO 3溶液，看是否产生白色沉淀，是检验溶液中有无 Cl -的常用方法。

（2）世界范围内海水淡化能做到规模化和产业化的主要方法： ①膜法 —— 反渗透法（利用的是渗透压的原理） ②热法 —— 低温多效蒸馏法、多级闪急蒸馏法 二、海水 “晒盐 ”

1、海水“晒盐”的过程 （1）海水提盐的方法——盐田法（太阳能蒸发法）

（ 2）流程

粗盐

海水 →蒸发池 →结晶池

母液（苦卤） 2、粗盐提纯（实际问题）：

海水 “晒盐”得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（如

Na 2SO 4、CaCl 2、MgCl 2等）和不溶性杂质（如泥

沙等），必须对其进行分离和提纯，才能用于工业生产和人们的生活。

（1）除去粗盐中的不溶性杂质 ①方法：将粗盐晶体溶解在水中，过滤除去不溶物，再通过蒸发结晶得到比较纯净的氯化钠晶体。

②步骤：溶解 →过滤 → 蒸发 （2）除去粗盐中的可溶性杂质 粗盐中可溶性杂质主要有 Na 2SO 4、CaCl 2、MgCl 2。 ①方法：加入过量的 BaCl 2可除去 Na 2SO 4，加入过量的 NaOH 可除去 MgCl 2，加入过量的 Na 2CO 3可 除去 CaCl 2和过量的 BaCl 2，然后进行过滤把沉淀除去，再加入适量的盐酸，将溶液的 pH 调为 7，除

去多余的 Na 2CO 3 和 NaOH 。

②原理： Na 2SO 4+BaCl 2＝BaSO 4↓ +2NaC 、l MgCl 2+2NaOH ＝ Mg （OH ） 2↓+2NaCl

CaCl 2+Na 2CO 3＝CaCO 3↓+2NaC 、l BaCl 2+Na 2CO 3＝ BaCO 3↓ +2NaCl Na 2CO 3+2HCl ＝2NaCl+H 2O+CO 2↑、NaOH+HCl ＝ NaCl+H 2O

（ 1）所用试剂都是过量的： 每滴加一滴试剂，都要观察一次现象，看沉淀是否继续增加。若有沉淀增加，则需继续滴加试剂； 若不再有沉淀增加，则停止滴加试剂。故最后一滴试剂不参加反应，所以所用试剂都是过量的。 （2）除杂质时所

Ⅴ.实验改进