鲁科必修1第03章第4节.doc

第4节 海水中的化学元素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？Œ 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 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？解答：① 2Cl + 2 H2 O 2OH- + H2↑+ Cl2 ↑；②先加入过量的BaCl2溶液使SO42-完全沉淀，再加入过量的NaOH 溶液除去Fe3+和Mg2+，再加过量的Na2CO3溶液除去Ca2+和Ba2+，过滤后，向滤液中加入盐酸调pH为7即可领悟·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A．蒸馏 B．蒸发 C．过滤 D．搅拌研析：实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的答案：B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 研析：碘是海水中的微量元素，有非常重要的用途，不仅可以制药，而且有极其重要的生理作用人体的碘主要存在于甲状腺里，如果缺碘，就容易患甲状腺肿大，而海带中含有丰富的碘多食海带，可以在一定程度上缓解我国缺碘严重的状况，但毕竟解决不了根本问题为了消除碘缺乏病，我国政府规定在食盐中必须加入一定量的碘酸钾，以确保人体对碘的摄入量答案：碘元素；食盐加碘（盐）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Mg2）相关化学（或离子）方程式：①CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O＝Ca(OH)2②Mg2+＋2OH－＝Mg(OH)2↓； Mg(OH)2＋2H+＝ Mg2+＋2H2O③MgCl2Mg+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 2MgO 3Mg + N2 Mg3N2 Mg + Cl2 MgCl2②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 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．强度高研析：此题是引导学生关注生活、生产实际，从化学视角解释生活现象，真正做到学以致用。

建筑装饰材料属于长期使用的材料，其不易生锈、密度小；强度高等性质有利于建筑物的长久安全使用但建筑材料没有必要要求导电性好，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它导致建筑物遭雷击答案：B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＋SO2①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：_______________研析：（类比法）Mg与CO2反应的实质是Mg夺取了CO2中的氧，本身被氧化为MgO，把C还原了出来： 2Mg＋CO22MgO＋C由题意可知，Mg也能夺去SO2（或H2O）中的氧，本身被氧化为MgO，把S（或H2）还原出来与Mg与CO2反应不完全相同的是，部分Mg还能和生成的硫继续反应，生成硫化镁答案：（1）①2Mg＋SO22MgO＋S Mg＋SMgS ②Mg在SO2中燃烧，产生白色固体，也产生黄色固体（2）①Mg＋H2O(g) MgO＋H2 ②Mg在H2O(g)燃烧，生成白色固体研习点3 溴和海水提溴1．与溴关系密切的一组元素——卤素溴和氯、碘等元素在原子结构和元素性质方面有一定的相似性，它们在元素周期表中排在同一纵列（同一族）里，常一起研究。

由于这些元素易形成盐，所以它们被称为卤素（卤是“成盐”的意思）2．溴单质和碘单质的物理性质（1）实验探究溴和碘的物理性质：重点色、态、味及溶解性物理性质溴单质碘单质颜色深红棕色紫黑色状态液体固体溶解性和溶液颜色水中可溶；橙黄色难溶；黄褐色酒精中易溶；橙红色易溶；褐色四氯化碳中易溶；橙红色易溶；紫红色（2）萃取实验探究溴水和碘水中加入CCl4的现象实验表明，用CCl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，这种分离方法叫萃取利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取，萃取所用的仪器是分液漏斗领悟·整合】溴、碘在水中溶解度不大，但易溶于有机溶剂溴是常温下唯一呈液态的非金属，保存时应盛放在棕色、磨砂玻璃塞、细口瓶中，通常还加入少量水，形成水封，减少挥发碘易升华，遇淀粉变蓝，这是碘的特性3．氯、溴、碘单质氧化性的强弱实验探究氯、溴、碘氧化性的强、弱：实验项目实验操作实验现象实验结论氯置换溴将少量氯水加入盛有NaBr溶液的试管中溶液由无色变为橙黄色氯可以置换出溴Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2氯置换碘将少量氯水加入盛有KI溶液的试管中溶液由无色变为褐色氯可以置换碘Cl2+2KI=2NaCl+I2溴置换碘将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中溶液由无色变为褐色溴可以置换碘Br2+2KI=2NaBr+I2结论氯、溴、碘的氧化性：Cl2>Br2>I2;还原性：Cl-

如碘与铁反应生成FeI2② 氯、溴、碘的单质都能与H2反应，生成HX;HCl、HBr、HI都易溶于水，且都是强酸③ 氯、溴、碘的单质都能与水反应：X2＋H2O=HX+HXO,但反应程度依次减弱④ AgBr为浅黄色难溶物；AgI为黄色难溶物二者见光都易分解⑤ 卤素离子的检验：在含有Cl－、Br－、I－的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀，若再加入稀硝酸．沉淀不溶解（AgF能溶于水）4．海水提溴与海洋的综合利用（1）海水提溴：溴单质的氧化性介于氯和碘之间，因此海水提溴可以选取氯气作氧化剂大体分为三个步骤：浓缩：海水中的Br-的浓度很小，大约0.067g/L,海水晒盐剩下的苦卤中的Br-浓度较大，可作提取溴的原料氧化：向苦卤中通入氯气Cl2+2Br－=2Cl－+Br2 提取：向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气，使溴挥发而分离出来溴的用途很广泛可用于制造燃料的抗爆剂、感光材料、杀虫剂、镇静剂等 （2）海水的综合利用目前，我国海水资源的综合利用，以及从海水中直接提取溴、钾等还处在发展中，海水中大量的宝藏还有待于进一步开发，随着科学技术的进步，我国海水资源的开发和利用，必将为我国的经济建设提供越来越多的重要物质。

典例5：a、b、c、d四个集气瓶中装有Cl2、H2、HCl、HBr中的任一种气体若a、d两瓶气体混合见光爆炸，a、b两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴则c瓶装的气体是A．HBr B．HCl C．Cl2 D．H2研析：a、d两瓶气体混合见光爆炸，必为H2和Cl2而a、b两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴（液溴），必为Cl2和HBr（发生了Cl2＋2HBr＝2HCl＋Br2的反应）则c中必盛有HCl，同时推出a中为Cl2，b中为HBr，d中为H2答案：B典例6：从海水里提取溴的过程中，有如下反应：5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O与上述反应在原理上最相似的反应是A．2NaBr＋Cl2＝Br2＋2NaCl B．2KI＋Br2＝I2＋2KBrC．2H2S＋SO2＝3S＋2H2O D．Cl2＋H2O＝HCl＋HClO研析：在5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4＝3Br2＋3Na2SO4＋3H2O反应中，反应物中Br－被氧化，BrO－3被还原，最后都生成Br2。

也就是在此反应中被氧化和被还原的为不同价态的同一元素（溴），而且都被还原和氧化成同一价态物质在4个答案中，只有C中被氧化和被还原的元素为不同价态同一元素（硫），最后都生成单质硫，两者原理最相似答案： C 探究解题新思路▲ 基础思维探究题型一、有关镁及其化合物的简单计算典例1：把等质量的金属镁分别放在：①纯氧气(O2)中；②二氧化碳气体中；③空气中完全燃烧后，。