1、、第 3 章 自然界中的元素第 4 节 海水中的元素第 1 课时 海水中的元素 镁与海水提镁教学目标知识与技能目标1. 通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。2. 通过实验探究、交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。3. 了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。过程与方法目标通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。情感态度与价值观目标通过对海水中
2、化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。教学过程【引入】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？它们在海水中的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？一、海水化学元素宝库1. 元素周期表中的110多种元素，海水中含有80多种，而且海水的量又比较多，故有些元素的含量极其丰富，有很大的开采、使用价值。2. 海水中各种元素的来源海水中的这些元素，是通过河流、大气及海底火山活动等途径，从地球的其他圈层进入海洋的。由陆地河流和大气进入海洋的物质，
3、90是由江河输入海洋的，10由冰和大气尘埃输入。虽然来源不同，输入海洋的物质的数量随地理位置和时间的不同而有所变化，但海水的浩大，还能使某一海区海水的性质趋于一致。3. 海水中的常量元素和微量元素、(1)常量元素：每升海水中含量大于 1mg 的元素为常量元素。常见的常量元素有 Cl、Na、Mg、S、Ca、K、C 、Sr、Br、B、F 这 11 种元素，它们的总量占海水所溶解物质总量的 99.9。Cl、Na 两种元素的含量最高，海水中 NaCl 的含量特别丰富。(2)微量元素：每升海水中含量低于 1mg 的元素称为微量元素。虽然微量元素的含量较低，但由于海水的质量很大，故含的这些元素的质量也很可
4、观，还是有很大的开采价值，如：海水中锂元素的含量达到 2.51011 吨，而锂可用于制造心脏起博器中的锂电池，是热核反应的重要材料之一。铀元素(235U)用做制原子弹和核反应堆的燃料，1kg 235U 全部裂变释放的能量相当于 2500 吨优质煤燃烧释放出的能量，故铀的使用价值相当大。可知，用海水为原料提取一些重要的物质，是工业生产的一个方向，现在应用较广的为海水提取盐、提取 Mg 和溴。4. 海水元素对人体的重要性(1)食盐：人体的必需物质，并对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用(2)锂：可作为热核反应的重要材料；(3)铀：可作为核燃料(4)碘：可用于制药，如碘酒，人体缺碘易患甲状腺肿大
5、，加碘食盐中添加的是 KIO3。5. 氯碱工业通过氯碱工业，可制得 H2、 Cl2、NaOH，Cl 2、NaOH 可作为重要的工业原料合成其它物质。2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2NaCl 制取金属钠2NaCl(熔融) 2NaCl 2工业上利用该反应制取金属钠和 Cl2，电极反应为阳极： 2Cl-2e -Cl 2，阴极：2Na +2e -2Na二、镁和海水提取镁海水中镁元素的总储量约为 21015 吨，故镁主要从海水中提取。1. 海水提取镁的原理(1)海水加碱 (Ca(OH)2)：Mg 2+2OH -Mg(OH) 2(2)沉淀过滤，加入盐酸：Mg(OH) 22HCl MgCl 2
6、2H 2O(3)蒸发结晶得 MgCl26H2O 晶体，然后电解熔融的、MgCl2：MgCl 2(熔融 )MgCl 2 另一种方法为：以光卤石 (KClMgCl26H2O)为原料，用结晶法从光卤石溶液中提出 KCl，剩下的溶液浓缩成 MgCl26H2O，同样用电解MgCl2(熔融 )的方法制金属 Mg。2. 镁的重要性及用途(1)镁的物理性质：镁为银白色金属，密度较小，镁铝合金机械性能好，强度高，故该合金常用于制飞机、火箭的重要原料，故 Mg 又称为“国防金属”。(2)镁的化学性质：单质镁为活泼金属，能做还原剂实验：把两根镁条，用砂纸擦去表面的氧化物，然后用坩埚钳夹住，在酒精灯上点燃，观察现象，
7、然后分别伸进盛有 CO2、N 2 的集气瓶中，观察现象。现象：镁条在空气中燃烧，发出耀眼的强光，生成白色粉末，伸进盛有 CO2、N 2 的镁条也都继续燃烧。分析：Mg 与 O2、CO 2、N 2 在点燃的条件下都发生反应，方程式分别为2MgO 2 2MgO3MgN 2 Mg3N22MgCO 2MgOCMg 常温下在空气中，其表面会被空气中的氧气氧化生成致密的氧化膜(MgO)，对 Mg 起到保护作用，Mg 与 N2 生成的 Mg3N2 可以水解生成 Mg(OH)2、NH 3，这些反应在物质转化方面起到很重要的作用。Mg 与酸反应能放出 H2，有时 Mg 也能与一些盐溶液反应：Mg 粉撒入 NH4Cl 溶液中能放出气体，反应为：Mg2NH 4Cl2NH 3 MgCl2H 2三、Mg 的单质及常见化合物的转化关系如下图所示、
