海水中的化学 知识点.docx

第三单元海水中的化学一、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+、Mg2+、Ca2+、K+）和2种酸根离子（Cl- 、SO42-）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： Na2SO4、NaCl、MgSO4、MgCl、CaSO4、CaCl、 S、心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：Cl2）海水制镁I.流程：II .化学方程式：① MaCl2+Ca（OH）2(OH®+ClCTOS② Mg(OH\(+2HCi^2i O+Mget-'2 2 2③ MgCl2 通电 Mg+Cl2注意：沉淀MgC七通电My① 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： CaCO3高温CaO+COJ、CaO+H2O=Ca（OH）22、海底矿物（1）可燃冰① 可燃冰一一天然气水合物一一固体——极易燃烧② 形成：由天然气（主要成分是ch4）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”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、钻和钛等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、漠）矿产资源（滨海、大陆架及深海海底所蕴藏的矿产资源一一滨海砂矿：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水平等注意：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.W.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。

V.实验改进：使冷凝效果更好的方法①换成较长的玻璃导管②将玻璃导管改为冷凝器③在玻璃导管上敷上冷毛巾④把接收冷凝水的小试管放在盛有冷水的烧杯中注意：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、结晶、蒸馏）② NaCl溶液中加入AgNO3溶液会产生白色沉淀，其反应化学方程式为：NaCl+AgNO3=AgClJ+NaNO3向溶液中加入AgNO3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、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Na2SO4、CaCl2、MgCl2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：溶解一过滤一蒸发（2）除去粗盐中的可溶性杂质粗盐中可溶性杂质主要有Na2SO4、CaCl2、MgCl2。

① 方法：加入过量的BaCl2可除去Na2SO4，加入过量的NaOH可除去MgCl2，加入过量 的Na2CO3可除去CaCl2和过量的BaCl2，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Na2CO3和NaOH② 原理：Na SO+BaCl =BaSO」+2NaCl、MgCl+2NaOH=Mg（OH!；+2NaCl24 2 4 2 2CaCl+Na CO =CaCO J+2NaCl、BaCl+Na CO =BaCO !+2NaCl2 2 3 3* 2 2 3 3*Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+COJ、Na°H+HCl=NaCl+H2O注意：I .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II.除杂质时所加试剂的顺序要求是：① Na2CO3必须在BaCl2之后加入，目的：除去过量的Ba2+② 过滤之后加HCl，目的：除去过量的CO32-和OH-③ 除以上两点要求外，其它试剂顺序可调整如：BaCl、NaOH、Na CO、过滤、HCl；或 BaCl、NaCO、NaOH、过滤、2 2 3 2 2 3HCl；或 NaOH、BaCl2、Na2CO3、过滤、HCl。

2、食盐的用途① 工业：制造烧碱、纯碱、氮气、盐酸、化学肥料、塑料、合成橡胶、染料 等② 生活：用作调味品和食品添加剂③ 医疗：生理盐水是使用氯化钠配制的④ 农业：用一定浓度的氯化钠溶液选种三、海水“制碱”1、氨碱法质纯碱I .原料及产物：原料产物食盐、二氧化碳、氨气纯碱（主要产物）、氯化铵（次要产物）II .媒介：氨m.原理：向饱和食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水，然后在加压的条件下向氨盐水中通 入足量的二氧化碳生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠在该状态下溶解度小，呈晶体 析出，过滤得到NaHCO3固体，NaHCO3不稳定，受热后会分解成Na2CO3、 H2O和CO2，因此给NaHCO3加热就可得到Na2CO3W.相关反应化学方程式：®NaCl+NH3+CO2+H2O = NaHCO3+NH4Cl② 2 NaHCO3ANa2CO3+H2O+CO2$NH4C1 的处理：2NH Cl+Ca(OH!ACaCl+2H O+2NH $4 ，2^ 2 2 3V.优缺点优点：①原料易得、便宜②CO2和NH3可回收使用，能连续生产缺点：①食盐利用率不高②回收NH3时产生大量污染环境的CaC122、 侯氏制碱法(联合制碱法)优点：①食盐利用率高。

②产生两种有用产物NH4C1和Na2CO3，不产生污染 环境的CaC123、 纯碱的性质(1) 物理性质：白色粉末，易溶于水2) 化学性质：① 与指示剂的作用一一纯碱溶于水溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，使紫 色石蕊试液变蓝注意：A. 碳酸钠属于盐而不属于碱，它的水溶液呈碱性，是因为它能与水反应生成很 少量的氢氧化钠B. 盐类物质的水溶液有的呈中性如NaCl，有的呈碱性如Na2CO3，有的呈酸性 如 CuSQC. 家庭中利用纯碱溶液显碱性的性质除去油污② 与Ca(OH)2反应现象：产生白色沉淀化学方程式：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3l注意：A. 工业制烧碱的方法就是利用上述反应B. 制取碱类物质原理：选取含有相应金属离子(或铵根离子)的盐类物质的溶液与氢氧化钠等可溶性 碱反应如氢氧化铜的制取可用：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2l+Na2SO4③ 与酸(HCl、H2SO4)反应现象：生成无色、无味的气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊化学方程式：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2fNa CO+H SO =Na SO+H O+CO$2 3 2 4 2 4 2 2 1注意：Na2CO3和NaHCO3都能与酸（HCl、H2SO4）反应产生CO2,检验某物质中是 否含有CO32-或HCO3-的方法为：A. 试剂：稀盐酸、澄清石灰水、待测样品。

B. 操作方法：取待测样品于试管中，向其中滴加适量的稀盐酸，观察到有气泡 冒出，将生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明待测样品中含有 CO32-或 HCO3-O④与某些盐（如BaCl2、CaCl2）反应 现象：生成白色沉淀化学方程式：Na2CO3+BaCl2=BaCO3l+2NaClNa2CO3+CaCl2 = CaCO3；+2NaCl(3 ) Na2CO3 与 NaHCO3 比较Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色、态白色粉末状固体白色粉末状晶体溶解性碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水受热稳定性稳定，受热不易分解受热易分解2NaHCO3ANa2CO3+H2O+CO2$用途① 石油精炼、粗盐精制、硬水 软化、人造纤维及玻璃生产② 应用于冶金、造纸、纺织印 染、洗涤剂生产等领域① 灭火器中产生二氧化碳的原料② 食品工业上发酵粉的原料③ 制造饮料常用的原料④ 医疗上治疗胃酸过多的药剂之一4、盐的性质① 盐+酸一新盐+新酸条件：反应物一一盐可溶或难溶，酸必须可溶；生成物——必须有气体、沉淀或水例如：Na CO+2HCl=2NaCl+H O+CO$> CaCO+2HCl=CaCl+H O+CO $2 3 2 2' 3 2 2 21AgNO+HCl=AgCl；+HNO、BaCl+H SO =BaSO ；+2HClt>3 ov 3 2 2 4 4*注意：氯化银（AgCl）和硫酸钡（BaSO4 ）既不溶于水，也不溶于酸。

② 盐+碱—新盐+新碱条件：反应物——盐与碱都必须溶于水；生成物——必须有气。