第三单元海水中的化学知识点.pdf
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1、精心整理 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。 海水中主要有4 种金属离子( Na+、Mg 2+、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、K2SO4、KCl 。 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
2、水制镁 .流程: .化学方程式: MaCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl2H2O+MgCl2 MgCl2通电 Mg+Cl2 注意: 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。 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
3、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+CO2 、CaO+H2OCa(OH)2 2、海底矿物 (1)可燃冰 可燃冰 天然气水合物 固体极易燃烧 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。 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: 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 精心整理 冰” 。 人类开采可燃冰,面临着许多问题: A.收集
4、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 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)。 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。 海洋资源: 化学资源(溶解于海水中
5、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) 海洋污染:陆源污染、海上污染。 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 .实验装置:如右图所示。 .实验现象: 加热后大试
6、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。 .注意事项: 实验前要先检查装置的气密性,气密性良好才能使用; 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); 为防止暴沸,可在大试管中加几粒沸石或碎瓷片; 试管中的液体量不能超过试管容积的1/3. .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。 .实验改进: 精心整理 使冷凝效果 更好的方法 换成较长的玻璃导管 将玻璃导管改为冷凝器 在玻璃导管上敷上冷毛巾 把接收冷凝水的小试管放在盛有冷水的烧杯中 注意: 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
7、,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) 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+AgNO3AgCl+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: 膜法 反渗透法(利用的是渗透压的原理) 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
8、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 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。 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Na2SO4、CaCl2、MgCl2。 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 NaOH。 原理: Na2SO4+BaCl2BaSO4+2NaCl 、MgCl2+
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- 第三 单元 海水 中的 化学 知识点
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