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?
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