《海水中的元素》课件4.ppt
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1、第4节海水中的元素1.1.了解海水中元素的存在形式和用途了解海水中元素的存在形式和用途,认识认识海水海水综综合开合开发发利用利用的意的意义义。2.2.了解海水提了解海水提镁镁的的过过程和原理程和原理,认识镁单质认识镁单质的性的性质质。3.3.了解溴、碘及其化合物的性了解溴、碘及其化合物的性质质和主要用途。和主要用途。4.4.以海水提溴以海水提溴为为例例,了解化学方法在了解化学方法在实现实现物物质间转质间转化中的作用。化中的作用。一、海水一、海水元素宝元素宝库库常量元素常量元素微量元素微量元素元素元素含量含量每升海水中的含量每升海水中的含量_每升海水中的含每升海水中的含量量_元素元素类别类别氯氯
2、、钠钠、镁镁、硫、硫、钙钙、钾钾、碳、碳、锶锶、溴、硼、溴、硼、氟氟锂锂、碘、碘、铀铀等等应应用用食食盐盐是是调调味品味品,是人体必是人体必需物需物质质,对对新新陈陈代代谢谢和血和血液循液循环环有重要作用有重要作用锂锂可作可作为热为热核反核反应应材料材料,碘可用碘可用于制于制药药,铀铀可做可做核燃料核燃料大于大于1 mg1 mg低于低于1 mg1 mg二、镁与海水提镁二、镁与海水提镁1.1.海水提镁海水提镁(1)(1)流程:浓缩的海水流程:浓缩的海水 _ _ _ Mg_ Mg。(2)(2)主要化学反主要化学反应应(写化学方程式或离子方程式写化学方程式或离子方程式):):Mg(OH)Mg(OH)
3、2 2的生成的生成:_:_。MgClMgCl2 2的生成的生成:_:_。镁镁的制取的制取:_:_Mg(OH)Mg(OH)2 2MgClMgCl2 2MgMg2+2+2OH+2OH-=Mg(OH)=Mg(OH)2 2Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl=MgCl+2HCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O OMgClMgCl2 2(熔融熔融)Mg+Cl)Mg+Cl2 2通电通电=2.2.镁镁的性的性质质(1)(1)物理性物理性质质:颜颜色色状状态态 密度密度熔沸点熔沸点强强度度机械性能机械性能银银白色白色 固体固体 较较_ 较较_高高好好小小低低(2)(2)化学性质化学性质:镁是较活泼的金
4、属镁是较活泼的金属,具有金属的通性具有金属的通性,且有较强的且有较强的还原性。还原性。反反应应 现现象象反反应应原理原理与氧气与氧气反反应应剧剧烈燃烈燃烧烧,发发出耀眼出耀眼的白光的白光,生成白色固生成白色固体体_与二氧与二氧化碳反化碳反应应剧剧烈燃烈燃烧烧,发发出耀眼出耀眼的白光的白光,生成白色固生成白色固体中有黑色体中有黑色颗颗粒粒_与酸反与酸反应应固体减少固体减少,有气泡有气泡产产生生_与与热热水水反反应应镁镁条附近有少量气泡条附近有少量气泡镁镁与与热热水反水反应应生成生成氢氢氧化氧化镁镁和和氢氢气气2Mg+O2Mg+O2 2 2MgO 2MgO2Mg+CO2Mg+CO2 2 2MgO+
5、C 2MgO+CMg+2HMg+2H+=Mg=Mg2+2+H+H2 2点燃点燃=点燃点燃=三、溴与海水提溴三、溴与海水提溴1.1.溴的存在溴的存在溴元素在海水中主要以溴元素在海水中主要以_形式存在形式存在,99%,99%的溴元素存在于海洋的溴元素存在于海洋中中,故溴被称故溴被称为为“_”。BrBr-海洋元素海洋元素2.2.氯、溴、碘单质性质比较氯、溴、碘单质性质比较(1)(1)物理性质物理性质:物理性物理性质质ClCl2 2BrBr2 2I I2 2颜颜色色_色色_色色_色色状状态态(常温常温)气体气体液体液体固体固体溶溶液液颜颜色色水中水中_色色_色色_色色有有机机溶溶剂剂酒精酒精中中浅黄浅
6、黄绿绿色色_色色_色色CClCCl4 4中中浅黄浅黄绿绿色色橙橙红红色色紫紫红红色色特性特性有毒、氧化、有毒、氧化、爆炸、腐爆炸、腐蚀蚀易易挥发挥发、强强氧化氧化易易_、遇淀粉遇淀粉变变_黄黄绿绿深深红红棕棕紫黑紫黑浅黄浅黄绿绿橙橙黄黄橙橙红红褐褐升升华华蓝蓝(2)Cl(2)Cl2 2、BrBr2 2、I I2 2氧化性比氧化性比较较:实验实验内容内容实验现实验现象象实验结论实验结论 溶液由无色溶液由无色变为变为_色色,滴加滴加CClCCl4 4,振振荡荡后后,溶液分溶液分层层,下下层层液体呈液体呈_色色化学方程式化学方程式为为:_,_,说说明明ClCl2 2的的氧化性比氧化性比BrBr2 2
7、强强橙橙红红ClCl2 2+2NaBr=2NaCl+2NaBr=2NaCl+BrBr2 2橙橙实验实验内容内容实验现实验现象象实验结论实验结论溶液由无色溶液由无色变为变为_色色,滴加滴加CClCCl4 4,振振荡荡后后,溶液溶液_,_,下下层层液体液体呈呈_色色化学方程式化学方程式为为:_,_,说说明明ClCl2 2的氧化的氧化性比性比I I2 2强强黄黄分分层层紫紫红红ClCl2 2+2KI=2KCl+I+2KI=2KCl+I2 2实验实验内容内容实验现实验现象象实验结论实验结论溶液由无色溶液由无色变变为为_色色,滴加滴加CClCCl4 4,振振荡荡后后,溶液分溶液分层层,下下层层液体呈液体
8、呈_色色化学方程式化学方程式为为:_,_,说说明明BrBr2 2的氧化的氧化性比性比I I2 2强强卤卤素素单质单质的氧化性的氧化性强强弱弱顺顺序序为为:_:_阴离子的阴离子的还还原性原性强强弱弱顺顺序序为为:_:_黄黄紫紫红红BrBr2 2+2KI=2KBr+I+2KI=2KBr+I2 2ClCl2 2BrBr2 2II2 2ClCl-BrBr-IBrBr2 2FeFe3+3+II2 2,多种还多种还原剂共存原剂共存,与同一氧化剂反应时与同一氧化剂反应时,还原性强的先反应还原性强的先反应,少量氯气少量氯气通入通入FeBrFeBr2 2溶液中时溶液中时,氯气先与氯气先与FeFe2+2+反应再与
9、反应再与BrBr-反应。反应。(2)(2)向向NaBrNaBr、NaINaI的混合溶液中通入足量的混合溶液中通入足量氯氯气后气后,将溶液蒸干并将溶液蒸干并充分灼充分灼烧烧,得到的剩余固体物得到的剩余固体物质质是什么是什么?提示提示:通入足量氯气发生反应通入足量氯气发生反应:Cl:Cl2 2+2NaBr=2NaCl+Br+2NaBr=2NaCl+Br2 2、ClCl2 2+2NaI=2NaCl+I+2NaI=2NaCl+I2 2,而生成的而生成的BrBr2 2易挥发易挥发,I,I2 2易升华易升华,蒸干并充蒸干并充分灼烧分灼烧,最后得到的剩余固体物质只有氯化钠。最后得到的剩余固体物质只有氯化钠。
10、三、三、检验检验ClCl-、BrBr-、I I-的两种方法的两种方法1.1.沉淀沉淀检验检验法法2.2.氧化氧化检验检验法法(主要主要针对针对BrBr-和和I I-的的检验检验)【知知识备选识备选】离子离子检验检验中的明中的明显显外外观现观现象象常常见见离子的离子的检验检验一般是通一般是通过过溶液中溶液中发发生化学反生化学反应应来来实现实现。用来。用来鉴鉴定离子的化学反定离子的化学反应应不不仅仅要迅速要迅速,灵敏度高灵敏度高,而且要有明而且要有明显显的外的外观观特征特征,这这些外些外观观特征一般是特征一般是:(1)(1)产产生气体生气体:根据反根据反应应中中产产生气体的生气体的颜颜色色,气味或
11、气味或产产生的气体生的气体跟一定跟一定试剂试剂的反的反应应可可检验检验出某离子。例如出某离子。例如,在含有碳酸根离子在含有碳酸根离子的的试试液中滴入稀酸液中滴入稀酸,产产生无色的能使澄清石灰水生无色的能使澄清石灰水变浑浊变浑浊的气体的气体,可以可以检检出碳酸根离子的存在。出碳酸根离子的存在。(2)(2)沉淀的生成或溶解沉淀的生成或溶解:根据根据对试对试液中加入一定的液中加入一定的试剂试剂,观观察是察是否有沉淀否有沉淀产产生生,沉淀是什么沉淀是什么颜颜色色,该该沉淀是否能溶解在酸或某种沉淀是否能溶解在酸或某种试剂试剂中的中的现现象象,可可检检出某种离子的存在。例如出某种离子的存在。例如,在含有在
12、含有ClCl-的的试试液液中中,加入少量加入少量AgNOAgNO3 3溶液溶液,产产生白色沉淀生白色沉淀,该该沉淀放入稀硝酸溶液沉淀放入稀硝酸溶液中中,沉淀不溶解沉淀不溶解,可以可以检检出出ClCl-的存在。的存在。(3)(3)颜颜色的色的变变化化:根据根据对试对试液中加入一定的液中加入一定的试剂试剂,观观察溶液中察溶液中颜颜色的色的变变化化,可可对试对试液的性液的性质质作出判断。例如作出判断。例如,在在NaOHNaOH溶液中溶液中,滴滴入一滴酚入一滴酚酞试酞试液液显红显红色色,说说明溶液呈碱性。明溶液呈碱性。【学而后思学而后思】(1)(1)能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀的离子有哪些?能与硝酸
13、银溶液反应生成白色沉淀的离子有哪些?提示:提示:有有ClCl-、等。等。(2)(2)如何检验溶液中存在着如何检验溶液中存在着BrBr-?提示:提示:方法一:加硝酸酸化的硝酸银溶液,现象:有淡黄色沉方法一:加硝酸酸化的硝酸银溶液,现象:有淡黄色沉淀产生;淀产生;方法二:先向溶液中通入足量氯气,再向溶液中滴加四氯化方法二:先向溶液中通入足量氯气,再向溶液中滴加四氯化碳,现象:下层溶液呈现橙红色。碳,现象:下层溶液呈现橙红色。类型一类型一 海水的综合利用海水的综合利用【典典例例】从从海海水水中中可可提提取取多多种种化化工工原原料料,下下面面是是工工业业上上对对海海水水的几项综合利用的示意图。的几项综
14、合利用的示意图。试试回答下列回答下列问题问题:(1)(1)目前国目前国际际上使用的上使用的“海水淡化海水淡化”主要技主要技术术之一是蒸之一是蒸馏馏法。法。蒸蒸馏馏法是将海水法是将海水变变成蒸汽成蒸汽,蒸汽蒸汽经过经过冷却而得高冷却而得高纯纯度淡水度淡水,由此由此可判断蒸可判断蒸馏馏法是法是_(_(填填“物理物理变变化化”或或“化学化学变变化化”)。(2)(2)工工业业上用上用电电解解饱饱和食和食盐盐水的方法制取水的方法制取氢氢氧化氧化钠钠、氯氯气和气和氢氢气。但气。但电电解前要解前要进进行粗行粗盐盐精制。精制。为为有效除去有效除去CaCa2+2+、MgMg2+2+、,加入加入试剂试剂的合理的合
15、理顺顺序序为为_(_(选选填填a,b,c)a,b,c)。a.a.先加先加NaOH,NaOH,后加后加NaNa2 2COCO3 3,再加再加钡试剂钡试剂b.b.先加先加NaOH,NaOH,后加后加钡试剂钡试剂,再加再加NaNa2 2COCO3 3c.c.先加先加钡试剂钡试剂,后加后加NaOH,NaOH,再加再加NaNa2 2COCO3 3(3)(3)写出下列化学方程式写出下列化学方程式:用海用海滩滩上的上的贝贝壳制取壳制取Ca(OH)Ca(OH)2 2:_:_。电电解解饱饱和和氯氯化化钠钠溶液溶液:_,:_,电电解熔融解熔融氯氯化化镁镁制取制取镁镁:_:_。【解题指南解题指南】解答本题要注意以下
16、解答本题要注意以下3 3点点:(1)(1)判断物理变化和化学变化的标准是看是否有新物质生成判断物理变化和化学变化的标准是看是否有新物质生成;(2)(2)除杂时要注意不要引入新的杂质除杂时要注意不要引入新的杂质;(3)(3)电解氯化钠溶液制氢氧化钠、氢气、氯气时的另一反应物电解氯化钠溶液制氢氧化钠、氢气、氯气时的另一反应物是水。是水。【解析解析】(1)(1)蒸发、结晶、过滤属于物理变化蒸发、结晶、过滤属于物理变化;(2)(2)若先加若先加NaOH,NaOH,后加后加NaNa2 2COCO3 3,再加钡试剂再加钡试剂,则过量的则过量的BaBa2+2+无法除无法除去去;(3)(3)贝壳的主要成分是碳
17、酸钙贝壳的主要成分是碳酸钙,煅烧碳酸钙可制得氧化钙煅烧碳酸钙可制得氧化钙,氧化氧化钙与水反应即可制得氢氧化钙钙与水反应即可制得氢氧化钙;电解饱和氯化钠溶液的方程式电解饱和氯化钠溶液的方程式的书写可根据原子守恒配平。的书写可根据原子守恒配平。答案答案:(1)(1)物理变化物理变化(2)b(2)b、c c(3)CaCO(3)CaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2,H,H2 2O+CaO=Ca(OH)O+CaO=Ca(OH)2 22NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2MgClMgCl2 2 Mg+Cl Mg+Cl2 2高温高温=通
18、电通电=通电通电=【名师点评名师点评】讲解本题时应注意以下讲解本题时应注意以下2 2点点:(1)(1)讲解粗食盐水的精制时注意讲清前面所加试剂中的杂质离讲解粗食盐水的精制时注意讲清前面所加试剂中的杂质离子必须要通过后续所加试剂除去子必须要通过后续所加试剂除去,强调该题加试剂时关键是碳强调该题加试剂时关键是碳酸钠一定要加在钡试剂之后酸钠一定要加在钡试剂之后;(2)(2)加强学生对方程式书写的训练与指导。不熟悉的化学反应加强学生对方程式书写的训练与指导。不熟悉的化学反应方程式的书写要根据题干信息弄清反应物和生成物方程式的书写要根据题干信息弄清反应物和生成物,一定注意一定注意方程式的配平。方程式的配
19、平。【方法规律方法规律】解答除杂质一类问题的思路解答除杂质一类问题的思路(1)(1)除杂的原则除杂的原则:不增不增,不减不减,易分。易分。不增不增在除掉杂质的同时在除掉杂质的同时,不得引入新杂质。不得引入新杂质。不减不减被提纯的物质不能减少或改变被提纯的物质不能减少或改变,所选用的试剂不能所选用的试剂不能跟被提纯的物质发生反应。跟被提纯的物质发生反应。易分易分操作简单易行操作简单易行,杂质容易被分离除去。杂质容易被分离除去。总之总之,“除杂除杂”的方法常常是相互关联的的方法常常是相互关联的,解答问题时要具体情解答问题时要具体情况具体分析况具体分析,灵活运用。灵活运用。(2)(2)三要领三要领:
20、根据物理性质或化学性质的差异根据物理性质或化学性质的差异;确定除杂质确定除杂质方法方法;选择适宜试剂。选择适宜试剂。(3)(3)除杂质思路分析方法除杂质思路分析方法(化学方法化学方法):):沉淀法沉淀法:加入某种试剂加入某种试剂,跟杂质反应形成沉淀跟杂质反应形成沉淀,滤去沉淀滤去沉淀,即可即可除掉杂质。除掉杂质。化气法化气法:加入某种试剂加入某种试剂,跟杂质反应跟杂质反应,化为气体逸出化为气体逸出,即可除掉即可除掉杂质。常见于杂质中含有能生成气体的离子或原子团杂质。常见于杂质中含有能生成气体的离子或原子团(如如 、)。溶解法溶解法:将杂质用化学方法溶解而除去。将杂质用化学方法溶解而除去。置换法
21、置换法:用活泼金属置换盐中的不活泼金属元素用活泼金属置换盐中的不活泼金属元素,而达到除杂而达到除杂的目的。的目的。加热法加热法:通过加热通过加热,使杂质分解使杂质分解,从而除掉杂质。从而除掉杂质。吸收法吸收法:用某种物质做吸收剂用某种物质做吸收剂,把杂质吸收。把杂质吸收。【变变式式训练训练】(双双选选)从海水中提从海水中提镁镁,可按如下步可按如下步骤进骤进行行:把把贝贝壳制成石灰乳壳制成石灰乳;在引入的海水中加入石灰乳反在引入的海水中加入石灰乳反应应,沉降、沉降、过滤过滤、洗、洗涤涤沉淀物沉淀物;将沉淀物与将沉淀物与盐盐酸反酸反应应,结结晶、晶、过滤过滤、干燥、干燥产产物物;将得到的将得到的产
22、产物熔融后物熔融后电电解解关于提取关于提取镁镁的下列的下列说说法正确的是法正确的是()A.A.此法的此法的优优点之一是原料来源丰富点之一是原料来源丰富B.B.进进行行步步骤骤的目的是从海水中提取的目的是从海水中提取氯氯化化镁镁C.C.以上提取以上提取镁镁的的过过程中涉及的反程中涉及的反应类应类型有型有4 4种种D.D.第第步步电电解解时时会会产产生生氯氯气气【解析解析】选选A A、D D。步骤的目的是为得到氢氧化镁步骤的目的是为得到氢氧化镁;提取镁提取镁的过程中的过程中,贝壳煅烧是分解反应贝壳煅烧是分解反应,氧化钙与水反应是化合反应氧化钙与水反应是化合反应,氢氧化钙与氯化镁反应是复分解反应氢氧
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