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1、第4节海水中的元素第1课时海水元素宝库镁与海水提镁目标导航1.了解海水微量元素的存在和应用。认识海洋对人类的重要性。2.了解镁及其化合物的主要性质及应用，海水提镁的方法。一、海水元素宝库1海水中的元素每升海水中的含量元素常量元素大于1_mgNa、Cl、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F 共11种微量元素低于1_mgLi、I、U等2海水中几种元素的主要用途(1)食盐：常用做调味品，也是氯碱工业的原料，食盐对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用。(2)碘：可用于制药，如碘酒，人缺碘可引起甲状腺肿瘤。我国规定食盐中必须加入碘酸钾以确保人体的摄碘量。(3)锂：热核反应的重要材料之一，也是制造
2、锂电池和特种合金的原料。(4)铀：可做为核燃料。3氯碱工业(1)工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列的化工产品，称为氯碱工业。(2)反应原理：电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。二、镁与海水提镁1镁的性质(1)物理性质：颜色密度硬度熔、沸点银白色较小较小较低(2)化学性质：镁是一种比较活泼的金属，具有较强的还原性。性质化学方程式与非金属反应2MgO22MgO，MgCl2MgCl2，MgSMgS,3MgN2Mg3N2续表与水反应Mg2H2OMg(OH)2H2与非氧化性酸反应Mg2H=Mg2H2与氧化性酸反应与浓硫酸和硝
3、酸常温下反应，但不生成氢气与某些非金属氧化物反应2MgCO22MgOC(3)用途：制造业中，用来制造轻合金。在国防工业中有重要应用，被誉为国防金属。冶金工业上，金属镁常用做还原剂和脱氧剂。2海水提镁(1)流程：浓缩的海水Mg(OH)2MgCl2Mg。(2)主要化学反应：Mg(OH)2的生成：Mg22OH=Mg(OH)2。MgCl2的生成：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。镁的生成：MgCl2MgCl2。【练一练】1正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)向加碘盐中加入几滴淀粉溶液，则溶液变蓝()(2)从海水中获得NaCl不经过化学变化，而获得H2、Cl2、NaOH，则必须经过化学变
4、化()(3)镁是一种活泼金属，所以镁不耐腐蚀()(4)CO2是一种灭火剂，所以CO2不能支持燃烧()(5)铁的冶炼可以用CO还原铁的氧化物获得，镁的冶炼也可以通过CO还原MgO获得()答案(1)(2)(3)(4)(5)2为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作，正确的操作是()过滤加过量NaOH溶液加入适量稀盐酸加过量Na2CO3溶液加过量BaCl2溶液A BC D答案C解析SO用过量的BaCl2溶液除去，Mg2用过量NaOH溶液除去，Ca2用过量Na2CO3溶液除去，过量的Ba2用CO除去，过量的OH和CO用稀盐酸除去。所以应放在之后加入以除去Ba2、
5、Ca2，最后为除去OH、CO。操作可以是或或。3在一定条件下，下列物质能与Mg反应的有()H2ON2CO2H2FeCl3溶液ArA B C D全部答案A解析Mg2H2OMg(OH)2H2，3MgN2Mg3N2,2MgCO22MgOC,2FeCl33Mg=2Fe3MgCl2。海水提镁的生产过程及原理1原料苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸。2海水提镁的工艺流程图3海水提镁的反应原理(1)制碱(石灰乳)：CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2(2)沉淀：Mg22OH=Mg(OH)2(3)酸化：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O(4)蒸发、结晶、脱水：MgCl26H2OMgCl2
6、6H2O(5)电解熔融MgCl2：MgCl2MgCl2【例】从化学原理和经济利益角度分析下列从海水中提取镁单质的方法最可行的是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2MgC海水Mg(OH)2MgD海水Mg(OH)2MgCl2Mg解析Mg(OH)2难溶不易电解，且A项中使用NaOH做沉淀剂不经济，故A、C项不可行；B项中蒸发所得主要为NaCl而不是MgCl2，只有D项是经济可行的。答案D解题反思(1)镁应由电解熔融的MgCl2，而不是由电解MgO得到，因MgO的熔点比MgCl2高得多。(2)往海水中加入的碱应是石灰乳即Ca(OH)2而不是NaOH，因石灰乳可由海边贝壳来制取，比NaOH便宜得
7、多。(3)海水提镁的过程中除去MgCl26H2O中的结晶水需要在HCl气流中，主要是为了得到纯净的MgCl2。(4)Mg的还原性很强，所以不能用置换法来制取，需用电解熔融氯化镁的方法制取。变式训练海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下所示：(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。贝壳的作用是_ _，贝壳所经历变化的化学方程式为_。(2)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。溶解时：_。过滤时：_。蒸发时：_。(3)在上述利用海水制备金属镁的流程中，通常可循环利用的物质是_；写出该物质发挥作用的化学方程式：_。(4)
8、在上述利用海水制备金属镁的流程中，CaO转化为石灰乳要用到水，这种水是_。A自来水 B蒸馏水C原海水 D经过过滤的海水(5)在MgCl26H2O转化为MgCl2的过程中，需要利用HCl气体做保护气，写出MgCl26H2O转化为MgCl2的化学方程式：_。(6)假设贝壳中CaCO3的质量分数为x%，若生产1 t Mg，理论上需要煅烧贝壳的质量的代数式是_t(不必化简)。答案(1)其主要成分是CaCO3，能转化为Ca(OH)2，Ca(OH)2可以用做反应所需的碱CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2(2)搅拌，加速溶解引流，防止外洒搅拌，防止液滴飞溅(3)氯气(或Cl2)H2Cl22
9、HCl(4)D(5)MgCl26H2OMgCl26H2O(6)解析电解MgCl2生成副产物Cl2，溶解Mg(OH)2需要盐酸(HCl)，H2在Cl2中燃烧生成HCl。故通常将Cl2循环利用，提高经济效益。从海水中获取Mg(OH)2用的是经过过滤的海水，故将CaO转化为石灰乳用经过过滤的海水最经济。由物质转化关系：CaCO3CaOCa(OH)2Mg(OH)2MgCl2Mg可知，CaCO3与Mg的物质的量之比为11。设理论上需要煅烧贝壳的质量为y，则：CaCO3Mg 100 24 yx% 1 t10024(yx%)1 ty t。1许多国家十分重视海水资源的综合利用。下列不需要化学变化就能够从海水中
10、获得的物质是()A氯、溴、碘 B钠、镁、铝C烧碱、氢气 D食盐、淡水答案D解析获得Cl2、NaOH、H2需要电解饱和食盐水；获得Na、Mg、Al需电解相应熔融物，Br2、I2需由Br、I氧化得到；食盐、淡水分别通过海水蒸发、蒸馏即可得到，为物理变化。2海水中含有的氯化镁是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降，过滤，洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，干燥产物；将产物熔融后电解。关于提取镁的下列说法中，不正确的是()A此法的优点之一是原料来源丰富B进行步骤的目的是从海水中提取MgCl2C第步除生成镁外还有Cl2D以上提取镁的
11、过程中涉及到的反应有分解反应、复分解反应、化合反应和置换反应答案D解析海水中存在一定量的MgCl2，以海水为原料制取镁，原料丰富，同时海滩上的贝壳来源丰富；从海水中提取MgCl2，先引入海水，再加入石灰乳，使MgCl2转化为Mg(OH)2，过滤后再加HCl使Mg(OH)2转化为MgCl2，整个过程是为了富集提取MgCl2；C中，MgCl2MgCl2，故C项正确；D项提取镁的过程中未涉及到置换反应。故答案为D。3从海水中提取镁时，用不到的化学反应是()AMgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2BMg(OH)22HCl=MgCl22H2OCMg(OH)2H2SO4=MgSO42H2ODM
12、gCl2(熔融)MgCl2答案C解析海水中镁元素的主要存在形态为MgCl2，工业制备Mg的步骤为用熟石灰将Mg2变成Mg(OH)2沉淀，将镁元素进一步富集，所以用到的反应为MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2；用盐酸将Mg(OH)2溶解，所以化学方程式为Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；将溶液蒸发结晶变成MgCl26H2O晶体，电解MgCl2得到Mg单质：MgCl2(熔融)MgCl2，所以用不到的化学方程式为C。4下列有关镁的叙述中， 正确的是()A镁条燃烧引起的火灾不可用干粉灭火器扑灭B镁不能与浓硝酸反应C镁制容器可以贮存、运输浓硫酸D镁在CO2中燃烧的产物为MgO答案A解析干粉灭火器中充有NaHCO3粉末，喷出后受热易分解生成CO2来灭火，但镁与CO2能反应生成MgO和C，故A正确，D不正确；常温下镁可与浓HNO3、浓H2SO4反应，B、C都错。5从海水中可提取多种化工原料，如图是工业上对海水的几项综合利用的示意图：请回答下列问题：(1)海水提镁要用到贝壳，用化学方程式表示其在流程中的作用：_。(2)写出电解饱和氯化钠溶液的化学方程式：_
