海水制碱的三个化学方程式

第三单元海水中的化学一、海洋化学资源1、海水中的物质（1）海水由96.5%的水和3.5%的溶解的盐组成。

①海水中主要有4种金属离子（Na+、Mg2+、Ca2+、K+）和2种酸根离子（Cl-、SO42-）。

当把海水蒸干时，任一金属离子和酸根离子都可以结合构成一种盐，故海水中主要的盐有：Na2SO4、NaCl、MgSO4、MgCl、CaSO4、CaCl、K2SO4、KCl。

②海水之最：含量最多的金属离子：Na+，含量最多的非金属离子或酸根离子：Cl-含量最多的非金属元素：O，含量最多的金属元素：Na海水盐分中含量最多的非金属元素：Cl。

（2）海水制镁Ⅰ.流程：Ⅱ.化学方程式：①MaCl2+Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓+CaCl2②Mg(OH)2+2HCl＝2H2O+MgCl2③MgCl2通电Mg+Cl2↑注意：①海水中原本就有氯化镁，为什么要先加石灰乳生成氢氧化镁沉淀，再加盐酸得到氯化镁呢？海水中氯化镁的含量很低，要想得到它，首先要设法使之富集。

提取镁时，如果直接以海水为原料，则将其中的氯化镁转化为沉淀的过程就是为了使镁元素富集；如果以卤水为原料，则在海水晒盐阶段就经过了一次富集，转化为沉淀的目的即可使镁元素进一步富集，又可除去其中的氯化钠等杂质。

②从海水中提取镁时，选择石灰乳做沉淀剂的原因是什么？因为石灰乳价廉易得，大海中富含贝壳，它们的主要成分为碳酸钙，可就地取材通过大海制得石灰乳，反应的化学方程式为：CaCO3高温CaO+CO2↑、CaO+H2O＝Ca(OH)22、海底矿物（1）可燃冰①可燃冰——天然气水合物——固体——极易燃烧②形成：由天然气（主要成分是CH4）和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。

③优点：燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多。

燃烧后几乎不产生任何残渣或废气，被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。

注意：①纯净的天然气水合物呈白色，形似白雪，可以像固体酒精一样直接被点燃，被形象的称为“可燃冰”。

第三节海水“制碱”第一课时氨碱法制纯碱教学目标【知识与技能】(1)了解氨碱法制纯碱的原料和步骤。

(2)知道氨碱法制纯碱的化学反应原理。

(3)了解纯碱和碳酸氢钠在日常生活和工农业生产中的应用。

【过程与方法】通过氨碱法制纯碱原理的学习，体会反应媒介促进反应发生和提高生产效率的方法。

【情感态度与价值观】通过了解侯德榜的事迹，激发学生的爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。

教学重难点【重点】氨碱法制纯碱的化学反应原理；纯碱和碳酸氢钠的用途。

【难点】氨碱法制纯碱的流程及原理。

教学过程知识点一氨碱法制纯碱【自主学习】阅读教材第43～44页的内容，完成下列填空：1．氨碱法制纯碱(1)原料：食盐、二氧化碳。

媒介：氨气。

(2)原理：先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，在加压并不断通入二氧化碳的条件下使碳酸氢钠结晶析出，过滤后，将碳酸氢钠加热分解即得纯碱。

(3)流程：上述流程中涉及的化学反应方程式为：①NaCl ＋NH 3＋CO 2＋H 2O===NaHCO 3＋NH 4Cl②2NaHCO 3 =====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O(4)氨气的回收：向滤出碳酸氢钠晶体的氯化铵溶液中加入熟石灰以回收氨，反应的化学方程式为2NH 4Cl ＋Ca(OH)2===CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

(5)优点：原料经济易得，CO 2和NH 3可回收使用，可连续生产。

缺点：回收氨时产生的大量CaCl 2用处不大，且污染环境。

2．联合制碱法(侯氏制碱法)(1)原理：在氨碱法的基础上，向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化铵溶液中加入食盐，使其中的氯化铵单独结晶析出。

(2)优点：结晶析出的氯化铵可用作氮肥，氯化钠溶液可循环使用。

【合作探究】1．在生产过程中为什么要先通入氨气得到饱和氨盐水后再通入二氧化碳气体？ 答：使溶液显碱性，以吸收更多的二氧化碳，提高产率。

2．氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，哪种物质先结晶析出？为什么？ 答：碳酸氢钠，因为在同一温度下，碳酸氢钠的溶解度小于氯化铵的溶解度。

第二单元 海水中的化学知识梳理：一、海洋化学资源海洋中蕴藏着丰富的资源，海洋需要科学合理的开发利用，为人类造福。

本部分复习可从了解海洋中的物质到从海洋中提取相关物质的思路进行复习。

1、海水中的物质：（1）物质种类：水（96.5％）和可溶性盐（3.5％）（2）离子种类：Cl - 、Na + 、SO 42 -、Mg 2+、Ca 2+、K +2、海底矿物：（1）化石燃料：煤、石油、天然气（2）新型矿产资源：天然气水合物（可燃冰）――未来能源、21世纪能源。

甲烷燃烧的方程式：CH 4+2O 2=点燃==CO 2+2H 2O（3）多种金属矿物：多金属结核（锰结核）3、海洋资源：（1）分类：化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源。

（2）保护措施：海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平。

二、海洋工业：通过本部分复习，进一步了解如何从海水中提取我们需要的物质。

充分体现化学与社会的密切关系。

1、海水淡化：从海水中获取淡水，解决日益加剧的淡水危机淡化的方法有（1）蒸馏法（2）结晶法 （3）膜法。

（都是物理方法）其中最常用的是多级闪急蒸馏法。

海水与淡水的鉴别：分别取样加入硝酸银溶液和稀硝酸，产生大量白色沉淀的是海水，没有沉淀（或沉淀很少）的是淡水。

2、海水制镁：（3） 原理：将石灰乳加入海水或卤水中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就能制得金属镁。

（2）生产流程：海水或卤水→氢氧化镁→氯化镁→氯化镁晶体→熔融氯化镁→镁（3）化学方程式：MgCl 2＋Ca(OH)2＝Mg (OH)2↓＋CaCl 2Mg (OH)2＋2HCl ＝MgCl 2＋2H 2O讨论并明确：从海水中提取MgCl 2时，经历了“MgCl 2→Mg (OH)2→MgCl 2”，的转化过程，这样做的目的是： 将MgCl 2富集起来，获得比较纯净的MgCl 2.通电 MgCl 2 Mg ＋Cl 2↑3\海水晒盐：从海水中获取食盐，解决生产、生活中需求的大量食盐（1）原理：蒸发海水使其中的无机盐（主要是食盐）结晶（2）生产流程：海水→蒸发池→结晶池→粗盐和母液（又称苦卤）原料也可采用海水淡化后的残液晒盐，更经济快捷。

海洋化学资源海水“制碱”【知识讲解】一、海洋是巨大的资源宝库1、海水中的物质：①海水是溶液：海洋中含水96.5％，其中的盐类化合物约3.5％，盐类主要有：NaCl、MgCl2、CaCl2、Na2SO4、等。

②利用海水制取金属镁的原理：海水中主要含有的盐为NaCl，其次是MgCl2，利用化学反应可以将MgCl2中镁元素转化为镁单质，具体操作是：将石灰乳加入到海水中沉淀出氢氧化镁，过滤出来氢氧化镁，氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态氯化镁即能制得金属镁。

金属镁广泛用于火箭、导弹和飞机制造业。

化学反应原理：MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2+2HCl＝MgCl2＋2H2O MgCl2Mg＋Cl2↑2、海底矿物：(1)海底蕴藏常规化石燃料：煤、石油、天然气，此外，在海底还发现了“可燃冰”这种新型矿产资源。

所谓“可燃冰”是由天然气(主要成份为甲烷)和水在低温、高压下形成的冰状固体，是一种天然气水合物(CH4·H2O)，因其极易燃烧，又被称为可燃冰。

可燃冰优点：①产热量高或热值大；②燃烧后不产生残渣或废气。

可燃冰被称为“未来能源”，“21世纪能源”。

思考：可燃冰燃烧后生成物有什么？请写出甲烷(CH4) 燃烧的化学方程式。

可燃冰燃烧后生成CO2和H2O。

甲烷(CH4)燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O(2)海底蕴藏金属矿物金属矿物主要以多金属结核形式存在，主要含有锰铁镍铜钴钛等20多种金属元素。

此外，海洋中还有丰富的动植物生物资源，还能提供动力资源。

可见海洋是人类共有的巨大的资源宝库。

二、海水的淡化：地球上可供人类使用的淡水不到总水量的1％，淡水资源的短缺越来越成为制约社会发展的重要因素，从海水中获取淡水对解决淡水危机具有重大意义。

海水淡化的方法：①多级闪急蒸馏法、②结晶法、③膜法。

70％的淡化海水是采用①方法生产的。

思考海洋是人类的共同财富，人类正在运用各种方法开发利用海洋资源，在合理开发海洋资源时，如何保护海洋环境？随着海洋资源的开发，海洋污染越来越严重，为保护海洋资源，可采取多种措施，如：①海洋环境立法：禁止向其中排放工业“三废”；②建立海洋保护区；③加强对海洋环境监测；④提高消除污染的技术水平等。

↑ ＋ ↑【学海导航】专题 2 从海水中获得的化学物质 第一单元《氯、溴、碘及其化合物》导学海水是化学元素宝库，海水中溶解了大量气体物质和各种盐类。

人类在陆地上觉察的 l00 多种元素，在海水中可找到 80 多种。

海水是人类猎取氯、溴、碘、镁及其化合物的重要资源。

一、氯、溴、碘的提取〔一〕氯碱工业——电解食盐水生产氯气和烧碱的化学工业我国主要以海盐为原料。

海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质，要净化后制成饱和食盐水再电解。

2NaCl + 2H O 通=电= 2NaOH + H Cl 222氯碱工业面临问题：①产品对设备腐蚀严峻、环境污染显著。

②电能消耗量大。

〔二〕从海水中提取溴的常见工艺① 浓缩并酸化海水后， 通入适量的氯气， 使溴离子转化为溴单质：2NaBr+Cl 2 =Br 2+2NaCl②向含溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸取塔内以到达富集的目的：Br +SO +2H O==2HBr+H SO 〔也可用 NaOH 或 Na CO溶液吸取〕2222423③向吸取塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl 2==2HCl+Br2④用四氯化碳〔或苯〕萃取吸取塔内的溶液中的溴单质。

〔三〕从海洋植物中提取碘的主要工艺①用水浸泡海带或海藻灼烧后的灰烬②向水中通入适量的氯气，使碘离子转化为碘单质：2NaI+Cl2 == I2+2NaCl③过滤，用有机溶剂萃取碘单质。

二、氯、溴、碘的性质和用途〔一〕氯气〔chlorine gas〕的性质和用途氯自1774 年被舍勒觉察，到1810 年被戴维确认为一种元素，经受了36 年。

试验室制备：①原理：MnO2＋4HCl(浓) △MnCl2＋Cl2↑＋2H2O②装置：固液加热型③收集：向上排空气法④验满：潮湿的淀粉－碘化钾试纸等⑤尾气吸取：NaOH 溶液。

1、物理性质：通常是黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味气体。

能溶于水，有毒。

2、化学性质：氯原子易得电子，氯是活泼的非金属元素。

海水制碱原理
海水制碱是一种使用海水来制取碳酸氢盐盐的工艺。

海水制碱的原
理是利用海水中含有的氯化钠（NaCl）和碳酸盐（CO3）以及碳酸氢
盐（HCO3）等物质，经过一系列反应，最终得到碳酸氢盐。

制碱反应的过程可以分为以下几个步骤：
1. 钠离子（Na+）与氯离子（Cl-）分别进入电解槽。

2. 在电解槽中，钠离子沿着电流走向阴极，氯离子沿着电流走向阳极。

在阴极处，钠离子得到电子，电离成钠金属（Na），并在水中生成氢
气（H2）。

在阳极处，氯离子失去电子，电离成氯气（Cl2）。

3. 阴极和阳极之间的电解质溶液中的水分子（H2O）发生水解反应，
生成氢氧根离子（OH-）和氢离子（H+）。

4. 由于电流通过了电解质溶液，电离质（Na+和Cl-）被迫移动，使得
海水中其他离子的浓度发生变化。

例如，当Na+和Cl-离子被远离注入
电解质溶液的海水时，它们的比例会下降，使得碳酸盐离子的浓度相
对来说更高。

5. 碳酸盐离子（CO32-）在电解质溶液中与氢离子（H+）结合，生成
碳酸二氢盐（HCO3-）。

6. 碳酸二氢盐（HCO3-）在高温下分解成碳酸盐和二氧化碳（CO2）。

由于高温条件，CO2会蒸发而产生空气缺陷，只有碳酸盐留下。

7. 最后，通过过滤海水降低杂质含量，使得得到的产品是高纯度的碳
酸氢盐盐。

总之，海水制碱的原理是利用电解槽，通过电解质溶液中的水解反应
和化学反应，使得海水中的离子浓度发生变化，从而得到碳酸氢盐盐。

第三节海水“制碱”学生虽然学习了质量守恒定律，但对其认识大多仅停留在“质量守恒”的层面上，还没形成真正意义上的元素守恒观。

对于盐的认识也仅局限于几种具体物质（如接触的氯化钠、硝酸钾、硫酸铜等）的物理性质，而对盐的化学性质知之甚少，更无法根据化学性质推断用途。

教材从由氯化钠制碳酸钠还需要含什么元素的物质问题入手，引起学生对质量守恒的深入思考，形成真正意义上的元素守恒观；由学生较了解的盐——碳酸钠入手探究盐的化学性质，既体现了盐的共性，又点明了个性，使学生有全面认识。

复分解反应是重要的四种基本化学反应类型之一，同时它也是酸、碱、盐相互反应的核心内容。

本节知识的掌握有利于学生从更高的宏观角度把握酸碱盐之间的反应规律，有利于学生对复分解反应的实质理解，即复分解反应是电解质在溶液中发生的离子间的互换反应。

第1课时氨碱法制纯碱纯碱的性质【教学目标】1.知识与技能（1）理解氨碱法制纯碱的思路和反应原理。

（2）纯碱和碳酸氢钠的用途。

（3）掌握纯碱的性质，了解纯碱的用途。

（4）学会碳酸根离子的检验方法。

2.过程与方法通过对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析，树立元素守恒观。

3.情感、态度与价值观通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。

【教学重点】（1）氨碱法制纯碱的化学反应原理。

（2）侯氏制碱法的优点。

【教学难点】氨在氨碱法制纯碱的过程中所起的作用。

【教学准备】本节课课前主要应做好两方面准备：多媒体课件准备；课堂学生探究实验的分组准备。

实验用品：试管、胶头滴管、药匙；碳酸钠、稀盐酸、石灰水、氯化钡溶液、酚酞试液、蒸馏水、稀盐酸、稀硫酸。

一、导入新课碱是许多工业部门，尤其是纺织、肥皂、造纸、玻璃、火药等行业大量采用的原料。

古代那种从草木灰中提取碱液，从盐湖水中取得天然碱的方法已远远不能满足现代化的需求。

1775年，法国科学院曾用10万法郎的悬赏征求工业化的制碱方法。

1788年，勒布兰提出了以氯化钠为原料的制碱法，经过4年的努力，创制了一套完整的生产流程。