1、第三單元 海水中化學(xué)一、海洋化學(xué)資源1、海水中物質(zhì)（1）海水由96.5%水 和3.5%溶解鹽組成。海水中主要有4種金屬離子（Na+、Mg2+、Ca2+、K+）和2種酸根離子（Cl-、SO42-）。當(dāng)把海水蒸干時(shí)，任一金屬離子和酸根離子都可以結(jié)合構(gòu)成一種鹽，故海水中主要鹽有：Na2SO4、 NaCl、MgSO4、MgCl、CaSO4、CaCl、K2SO4、KCl。海水之最：含量最多金屬離子：Na+，含量最多非金屬離子或酸根離子：Cl-含量最多非金屬元素：O，含量最多金屬元素：Na海水鹽分中含量最多非金屬元素：Cl。（2）海水制鎂.流程：.化學(xué)方程式：MaCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+Ca

2、Cl2Mg(OH)2+2HCl2H2O+MgCl2MgCl2通電Mg+Cl2注意：海水中原本就有氯化鎂，為什么要先加石灰乳生成氫氧化鎂沉淀，再加鹽酸得到氯化鎂呢？海水中氯化鎂含量很低，要想得到它，首先要設(shè)法使之富集。提取鎂時(shí)，如果直接以海水為原料，則將其中氯化鎂轉(zhuǎn)化為沉淀過程就是為了使鎂元素富集；如果以鹵水為原料，則在海水曬鹽階段就經(jīng)過了一次富集，轉(zhuǎn)化為沉淀目即可使鎂元素進(jìn)一步富集，又可除去其中氯化鈉等雜質(zhì)。從海水中提取鎂時(shí)，選擇石灰乳做沉淀劑原因是什么？因?yàn)槭胰閮r(jià)廉易得，大海中富含貝殼，它們主要成分為碳酸鈣，可就地取材通過大海制得石灰乳，反應(yīng)化學(xué)方程式為：CaCO3高溫CaO+CO2、Ca

3、O+H2OCa(OH)22、海底礦物（1）可燃冰可燃冰天然氣水合物固體極易燃燒形成：由天然氣（主要成分是CH4）和水在低溫、高壓條件下形成冰狀固體。優(yōu)點(diǎn)：燃燒產(chǎn)生熱量比同等條件下煤或石油產(chǎn)生熱量多得多。燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)驈U氣，被科學(xué)家譽(yù)為“未來能源”、“21世紀(jì)能源”。注意：純凈天然氣水合物呈白色，形似白雪，可以像固體酒精一樣直接被點(diǎn)燃，被形象稱為“可燃冰”。人類開采可燃冰，面臨著許多問題：A.收集海水中氣體十分困難，可燃冰在海底大面積分，其分解出來甲烷很難聚集在某一地區(qū)內(nèi)收集，而且一離開海床便迅速分解，容易發(fā)生噴井意外。B.甲烷溫室效應(yīng)很強(qiáng)，若處理不當(dāng)，分解出來可能造成大陸架邊緣動(dòng)蕩

4、而引發(fā)海底塌方，甚至導(dǎo)致大規(guī)模海嘯，帶來災(zāi)難性后果。因此，可燃冰也是一種存在安全隱患能源。（2）錳結(jié)核海底還蘊(yùn)藏著一種含有多種金屬礦物多金屬結(jié)核，也稱：錳結(jié)核（含錳最多）。錳結(jié)核含有錳、鐵、鎳、銅、鈷和鈦等20多種金屬元素，多金屬結(jié)核全球總儲(chǔ)量在30000億噸以上。3、海洋資源開發(fā)和利用海洋資源指是與海水水體本身有著直接關(guān)系物質(zhì)和能量。海洋資源：化學(xué)資源（溶解于海水中化學(xué)元素工業(yè)用冷卻水源、食鹽等各種鹽類、淡水、溴）礦產(chǎn)資源（濱海、大陸架及深海海底所蘊(yùn)藏礦產(chǎn)資源濱海砂礦：富含砂、貝殼等建筑材料，大陸架：石油、天然氣、煤、硫、磷，金屬礦產(chǎn)； 海盆：深海錳結(jié)核。）動(dòng)力資源（海水波浪、潮汐及海流所產(chǎn)

5、生能量、貯存熱量潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電）生物資源（海水中生存生物魚、蝦、貝、藻）海洋污染：陸源污染、海上污染。防止污染措施：海洋環(huán)境立法、建立海洋自然保護(hù)區(qū)、加強(qiáng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、提高消除污染技術(shù)水平等。注意：開發(fā)海洋資源同時(shí)要保護(hù)海洋過度索取會(huì)遭到海洋報(bào)復(fù)。4、海水淡化（1）蒸餾法淡化海水.實(shí)驗(yàn)裝置：如右圖所示。.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱后大試管中海水沸騰，小試管中有少量無色液體；向小試管冷凝水中滴加硝酸銀溶液后無白色沉淀產(chǎn)生。.注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置氣密性，氣密性良好才能使用；玻璃導(dǎo)管盡量長(zhǎng)些（延長(zhǎng)水蒸氣在導(dǎo)管中滯留時(shí)間，有利于熱水蒸氣冷凝）；為防止暴沸，可在大試管中加幾粒沸石或碎瓷片；試管中液體量不

6、能超過試管容積1/3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：采用蒸餾方法可除去海水中可溶性雜質(zhì)得到淡水。.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：使冷凝效果更好方法換成較長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管將玻璃導(dǎo)管改為冷凝器在玻璃導(dǎo)管上敷上冷毛巾把接收冷凝水小試管放在盛有冷水燒杯中注意：蒸餾是通過加熱蒸發(fā)而將液體從溶液中分離出來一種方法，是分離液體混合物一種方法。（分離混合物方法：過濾、結(jié)晶、蒸餾）NaCl溶液中加入AgNO3溶液會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3向溶液中加入AgNO3溶液，看是否產(chǎn)生白色沉淀，是檢驗(yàn)溶液中有無Cl-常用方法。（2）世界范圍內(nèi)海水淡化能做到規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化主要方法：膜法反滲透法（利用是滲透壓原理）熱法低

7、溫多效蒸餾法、多級(jí)閃急蒸餾法二、海水“曬鹽”1、粗鹽提純（實(shí)際問題）：海水“曬鹽”得到粗鹽，往往含有可溶性雜質(zhì)（如Na2SO4、CaCl2、MgCl2等）和不溶性雜質(zhì)（如泥沙等），必須對(duì)其進(jìn)行分離和提純，才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們生活。（1）除去粗鹽中不溶性雜質(zhì)方法：將粗鹽晶體溶解在水中，過濾除去不溶物，再通過蒸發(fā)結(jié)晶得到比較純凈氯化鈉晶體。步驟：溶解過濾蒸發(fā)（2）除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)粗鹽中可溶性雜質(zhì)主要有Na2SO4、CaCl2、MgCl2。方法：加入過量BaCl2可除去Na2SO4，加入過量NaOH可除去MgCl2，加入過量Na2CO3可除去CaCl2和過量BaCl2，然后進(jìn)行過濾把沉淀除去，

8、再加入適量鹽酸，將溶液pH調(diào)為7，除去多余Na2CO3和NaOH。原理：Na2SO4+BaCl2BaSO4+2NaCl、MgCl2+2NaOHMg(OH)2+2NaClCaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl、BaCl2+Na2CO3BaCO3+2NaClNa2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2、NaOH+HClNaCl+H2O注意：.所用試劑都是過量：每滴加一滴試劑，都要觀察一次現(xiàn)象，看沉淀是否繼續(xù)增加。若有沉淀增加，則需繼續(xù)滴加試劑；若不再有沉淀增加，則停止滴加試劑。故最后一滴試劑不參加反應(yīng)，所以所用試劑都是過量。.除雜質(zhì)時(shí)所加試劑順序要求是：Na2CO3必須在BaCl2之后

9、加入，目：除去過量Ba2+。過濾之后加HCl，目：除去過量CO32-和OH-。除以上兩點(diǎn)要求外，其它試劑順序可調(diào)整。如：BaCl2、NaOH、Na2CO3、過濾、HCl；或BaCl2、Na2CO3、NaOH、過濾、HCl；或NaOH、BaCl2、Na2CO3、過濾、HCl。2、食鹽用途工業(yè)：制造燒堿、純堿、氮?dú)?、鹽酸、化學(xué)肥料、塑料、合成橡膠、染料等。生活：用作調(diào)味品和食品添加劑。醫(yī)療：生理鹽水是使用氯化鈉配制。農(nóng)業(yè)：用一定濃度氯化鈉溶液選種。三、海水“制堿”1、氨堿法質(zhì)純堿.原料及產(chǎn)物：原料產(chǎn)物食鹽、二氧化碳、氨氣純堿（主要產(chǎn)物）、氯化銨（次要產(chǎn)物）.媒介：氨.原理：向飽和食鹽水中通入氨氣制

10、成飽和氨鹽水，然后在加壓條件下向氨鹽水中通入足量二氧化碳生成碳酸氫鈉，由于碳酸氫鈉在該狀態(tài)下溶解度小，呈晶體析出，過濾得到NaHCO3固體，NaHCO3不穩(wěn)定，受熱后會(huì)分解成Na2CO3、H2O和CO2，因此給NaHCO3加熱就可得到Na2CO3。.相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2NH4Cl處理：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：原料易得、便宜。CO2和NH3可回收使用，能連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)：食鹽利用率不高?；厥誑H3時(shí)產(chǎn)生大量污染環(huán)境CaCl2。2、侯氏制堿法（聯(lián)合制堿

11、法）優(yōu)點(diǎn)：食鹽利用率高。產(chǎn)生兩種有用產(chǎn)物NH4Cl和Na2CO3，不產(chǎn)生污染環(huán)境CaCl2。3、純堿性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：白色粉末，易溶于水。（2）化學(xué)性質(zhì)：與指示劑作用純堿溶于水溶液顯堿性，能使無色酚酞試液變紅，使紫色石蕊試液變藍(lán)。注意：A.碳酸鈉屬于鹽而不屬于堿，它水溶液呈堿性，是因?yàn)樗芘c水反應(yīng)生成很少量氫氧化鈉。B.鹽類物質(zhì)水溶液有呈中性如NaCl，有呈堿性如Na2CO3，有呈酸性如CuSO4。C.家庭中利用純堿溶液顯堿性性質(zhì)除去油污。與Ca(OH)2反應(yīng)現(xiàn)象：產(chǎn)生白色沉淀?；瘜W(xué)方程式：Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3注意：A.工業(yè)制燒堿方法就是利用上述反應(yīng)。B.制取堿

12、類物質(zhì)原理：選取含有相應(yīng)金屬離子（或銨根離子）鹽類物質(zhì)溶液與氫氧化鈉等可溶性堿反應(yīng)。如氫氧化銅制取可用：CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4與酸（HCl、H2SO4）反應(yīng)現(xiàn)象：生成無色、無味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁。化學(xué)方程式：Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2注意：Na2CO3和NaHCO3都能與酸（HCl、H2SO4）反應(yīng)產(chǎn)生CO2，檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)中是否含有CO32-或HCO3-方法為：A.試劑：稀鹽酸、澄清石灰水、待測(cè)樣品。B.操作方法：取待測(cè)樣品于試管中，向其中滴加適量稀鹽酸，觀察到有氣泡冒出，將生成氣

13、體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，證明待測(cè)樣品中含有CO32-或HCO3-。與某些鹽（如BaCl2、CaCl2）反應(yīng)現(xiàn)象：生成白色沉淀?；瘜W(xué)方程式：Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaClNa2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl（3）Na2CO3與NaHCO3比較Na2CO3NaHCO3俗名純堿、蘇打小蘇打色、態(tài)白色粉末狀固體白色粉末狀晶體溶解性碳酸鈉比碳酸氫鈉易溶于水受熱穩(wěn)定性穩(wěn)定，受熱不易分解受熱易分解2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2用途石油精煉、粗鹽精制、硬水軟化、人造纖維及玻璃生產(chǎn)應(yīng)用于冶金、造紙、紡織印染、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域滅火器中產(chǎn)生二氧化碳原料食品工業(yè)上發(fā)酵

14、粉原料制造飲料常用原料醫(yī)療上治療胃酸過多藥劑之一4、鹽性質(zhì)鹽+酸新鹽+新酸條件：反應(yīng)物鹽可溶或難溶，酸必須可溶；生成物必須有氣體、沉淀或水。例如：Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2、CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2AgNO3+HClAgCl+HNO3、BaCl2+H2SO4BaSO4+2HCl注意：氯化銀（AgCl）和硫酸鋇（BaSO4）既不溶于水，也不溶于酸。鹽+堿新鹽+新堿條件：反應(yīng)物鹽與堿都必須溶于水；生成物必須有氣體、沉淀或水。例如：Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH、CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2鹽+鹽新鹽+新鹽 條件：反應(yīng)物兩種鹽必須都溶于水；生成物必須有沉淀。 例