海洋元素

第4节海水中的化学元素

授课教师：王盼军

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蔚蓝色的星球，这与地球表面70%以上的面积被海洋覆盖有着很大的关系。尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。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？它们在海水的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？

研习教材重难点

研习点1海水——化学元素宝库

1．海水中的元素

微量元素：锂、碘、铀。

常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟。

说明：常量元素的总量占海水所溶解物质总量的99.9%。溴被人们称为“海洋元素”，因为地球上99%以上的溴都蕴藏在大海中。

2．氯化钠、锂、碘、铀的重要用途

氯化钠：食用、生理盐水、化工原料

锂：热核反应的重要材料之一，是锂电池、特种合金等的原料之一。

碘：碘酒消毒，人体必需元素

铀：核燃料

3．氯碱工业

（1）概念：工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。

（2）原料：饱和食盐水

（3）原理：2NaCl + 2H2O 电解2NaOH + Cl2↑+ H2↑

(4 ) 设备：离子交换膜法电解槽

【交流·研讨】

①写出电解饱和食盐水的离子方程式。

②粗食盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，不符合电解要求，思考如何除去杂质，使食盐水得到精制？

【领悟·整合】

海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。

典例1：中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是。

典例2：医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带，这是由于海带中含有丰富的；碘缺乏病是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性的问题，我国已经开始实施“智力工程”，最经济的可行措施是。

研习点2 镁和海水提镁

1. 海水提镁的方法

（1）海水提镁的3个环节：①碱的制取——贝壳高温分解产生CaO，再与水反应得碱。

②Mg2+的浓缩——海水加碱，得氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来，再加盐酸，得到浓的MgCl2

溶液。③Mg的制取——MgCl2溶液经过蒸发、浓缩、干燥，得到MgCl2固体，电解熔融的MgCl2得到Mg。

（2）相关化学（或离子）方程式：

①CaCO3高温CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2

②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓；Mg(OH)2＋2H+＝Mg2+＋2H2O

③MgCl2通电Mg+Cl2↑

2．镁的性质

（1）物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。

（2）化学性质

①与非金属单质反应

2Mg + O2点燃2MgO 3Mg + N2点燃Mg3N2Mg + Cl2点燃MgCl2

②与酸反应

与镁与非氧化性酸，如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气：Mg + 2H+＝Mg2+ + H2↑

与镁与氧化性酸，如浓硫酸、硝酸等反应，但不生成氢气：

Mg + 2 H2SO4(浓) ＝MgSO4 + SO2↑+ 2H2O

③与某些氧化物反应2Mg + CO2点燃2MgO + C

【领悟·整合】

（1）“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、Ca、Na、Mg等可燃物则是助燃剂。

（2）镁是活泼的金属，易被氧化，但镁又具有抗腐蚀性能。这是因为在常温下，镁在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，故镁有抗腐蚀性能。

典例3：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装饰材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是

A．不易生锈B．导电性好C．密度小D．强度高

典例4：镁不仅能在O2中燃烧，它还能在不支持燃烧的氮气、能灭火的CO2中燃烧。

与CO2性质相似，镁亦能在SO2和灼热的水蒸气中燃烧，写出有关反应的化学方程式并指出实验时观察到的现象。

（1）Mg＋SO2 ①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。

（2）Mg＋H2O(g) ①反应方程式：_______________；②实验现象：_______________。

1