内容正文:
海水中的化学
第一节 海洋化学资源
一、海水中的物质
1. 丰富的海洋化学资源
海水中含量最多的物质是 H2O ,含量前两位的金属离子为 Na+、Mg2+ ,含量最多的非金属离子为 Cl- 。
2. 海水提取镁
(1)海水制取镁的过程:
(2)原理:
① MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2 ;
② Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O ;
③ MgCl2Mg+Cl2↑ 。
二、海底矿物
1. 常规化石燃料
海底蕴藏着大量的煤、 石油 、 天然气 等化石燃料。
2. 天然气水合物——“ 可燃冰 ”
它是由 天然气 (主要成分为 甲烷 )和 水 在低温、高压的条件下形成的冰状固体,因其极易 燃烧 ,又被称为“可燃冰”。
3. 多金属结核
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 ,它含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等20多种金属元素。
三、海水淡化
1. 实验室:蒸馏法
将海水加热到水的 沸点 ,水汽化后被冷凝成液态得到 蒸馏水 ,从而除去水中的 可溶性 物质。
2. 工业上:膜法和热法
膜法又称为 反渗透法 ,热法中较常见的是 多级闪急蒸馏法 。
【判一判】
1. 向海水中加入硝酸银溶液会产生白色沉淀。 ( √ )
2. 海水中最多的物质是氯化钠,最多的元素是氢元素。 ( × )
3. 蒸馏、过滤、蒸发等分离混合物的方法都能将海水淡化。 ( × )
4. “可燃冰”作为燃料的优点是燃烧后几乎不产生任何污染物,是清洁能源。 ( √ )
5. 多金属结核中含量最高的金属是锰。 ( √ )
6. 膜法淡化海水时,加压后,原海水一侧可溶物的浓度会增大。 ( √ )
海洋资源
海洋是人类的母亲,是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。我国海岸线长3. 2万千米,拥有300万平方千米的海洋专属经济区,海洋资源开发前景十分广阔。
探究 海洋资源
阅读教材30~32页,回答下列问题。
1. 海洋中有哪些资源?
答:海洋资源包括化学资源、海底矿物资源、海洋动力资源和海洋生物资源等。
2. 人们在利用海洋资源时一定涉及化学变化吗?举例说明。
答:不一定。海水淡化、海水晒盐等都没有新的物质生成,发生的是物理变化;海水提取镁、海水制碱等有新的物质生成,发生了化学变化。
1. 海水中含量最高的元素是( B )
A. H B. O
C. Na D. Cl
2. 海洋是巨大的资源宝库,下列有关海洋资源及其综合利用的说法正确的是( B )
A. 海水中含量最多的物质是NaCl
B. 膜法淡化海水是利用了海水中各组分的颗粒大小不同
C. 近年来海水因CO2的增加而酸化,海水的pH增大
D. 可以从海水中直接获取金属镁
海洋资源的利用
海水中有大量可以利用的化学资源,例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等。综合利用海水制备金属镁的流程如图所示。
探究 海水制镁
阅读教材30~31页,思考下列问题。
1. 以海水制取镁的过程中,为什么通常选择贝壳为原料?它有哪些优点?
答:贝壳的主要成分是碳酸钙,可以用来制取石灰乳的主要成分氢氧化钙,反应如下:
CaCO3CaO+CO2↑、CaO+H2O===Ca(OH)2。
优点:就地取材,节约成本,废物利用,保护环境。
2. 海水中有氯化镁,为什么不直接电解海水制取氯化镁?
答:(1)海水中氯化镁的含量很低,必须将氯化镁富集起来。(2)海水是混合物,含有杂质而得不到金属镁,只有电解熔融状态的氯化镁(纯净物)才能得到单质镁。
1. 浩瀚无际的海洋为人类提供了丰富的资源,下列关于海洋资源的叙述错误的是( D )
A. 利用多级闪急蒸馏法可淡化海水
B. 利用锰结核可获取多种金属
C. 利用向海水中加入石灰乳的方法可以将海水中的Mg2+富集沉淀出来
D. 利用海底蕴藏的大量“可燃冰”作燃料,不会加剧温室效应
2. 从海水中提取镁的主要步骤如图:
下列说法正确的是( C )
A. 试剂Ⅰ只能是NaOH溶液
B. ①中操作必须使用的仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒、酒精灯、铁架台
C. ②中发生反应的化学方程式是Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
D. ③中电解MgCl2溶液可得到金属镁
解析:A. 试剂Ⅰ能与海水中的氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀,溶液中含有氯化钠、氯化钙,试剂Ⅰ也可以是氢氧化钙溶液,故错误;B. ①中操作能使溶液与沉淀分离,是过滤操作,①中操作必须使用的仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台,无需使用酒精灯,故错误;C. ②中是氢氧化镁沉淀转化为氯化镁溶液,所需的试剂是稀盐酸,氢氧化镁与稀盐酸反应生成氯化镁和水,发生反应的化学方程式是Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O,故正确;D. ③中电解MgCl2溶液得不到金