课时1.5 设计海水淡化装置-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理同步学与练（北师大版2024）

第一章 物态及其变化 课时1.5 设计海水淡化装置 重、难点 学习目标 重点：认识自然界中的水循环过程，以及用水的固、液、气三态的变化解释自然界中水的物态变化现象。 难点：海水淡化装置的原理分析和方案设计。 1.结合地理学科中水循环的知识，学习自然界中水的固、液、气三态循环，了解我国水资源紧张的现状，认识水对于人类的重要意义，从而产生强烈的环保意识和节水意识。能够用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象，总结水的三态循环规律。 2.用水的固、液、气三态的变化解释自然界的云、雨、雪、冰、箱、露的形成。进一步认识熔化、擬固、汽化、液化、升华、 华的概念。 3.通过检索资料、调查研究，了解水资源危机。在学习过程中体会物理与社会生活的密切联系。 4.了解海水淡化的原理，结合物态变化，以及化学学科中的蒸馏方法，设计海水淡化装置。利用设计的海水淡化装置提取淡水，在实践过程中提升解决问题的能力。 知识点一、自然界的水循环 1.自然界的水循环 (1) 定义地球上的水以气态、液态和固态的形式在陆地、海洋和大气间不断循环，这就构成了自然界的水循环。 (2) 自然界的水循环的好处：水循环使地球上的各种水体处于不断更新的状态，从而维持全球水量的动态平衡。 (3) 水循环过程中的三大关键环节：降水、蒸发和径流。 (4) 分类：海上内循环、海陆间循环和陆上内循环等。 特别提醒 自然界中的水循环过程包含很多物态变化，这些物态变化形成了丰富的天气现象。其中云、雾、雨、露是水蒸气液化而来的，雪、霜是水蒸气凝华而来的，冰雹的形成较为复杂，发生的物态变化既有凝华又有凝固。 知识点二、海水晒盐过程中的物态变化 1. 大量饮用海水的后果 (1) 大量饮用海水会导致人体过量摄入某元素，影响人体正常的生理功能，严重的还会引起中毒。 (2) 此外，海水中含有大量盐类，其中大部分是氯化钠，大量饮用海水会引起人体脱水，甚至可能危及生命。 2. 人类利用海洋资源的重要方式 利用海水晒盐 3. 蒸发结晶 我国古代的沿海居民就会利用海水来制取食盐，把海水引入盐田，利用日光和风力蒸发浓缩海水，进一步使盐结晶出来。这种方法在化学上称为蒸发结晶。 知识点三、海水淡化装置 1. 海水淡化 海水淡化主要是使海水脱盐获得淡水的过程。 2. 海水淡化方法 冷冻法、反渗透法和蒸馏法。 3. 冷冻法 冷冻法就是冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。 4. 反渗透法 反渗透法，通常又称超过滤法，是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水中的盐分离出去。 5. 蒸馏法 蒸馏法则是先把海水加热，使海水产生水蒸气，再让水蒸气遇冷液化变成蒸馏水。 问题一：自然界的水循环 【角度1】自然界的水循环 【典例1】如图是自然界中水的循环示意图，下列说法正确的是（　　） A．高山上的积雪升华，直接变成小水滴，升入天空 B．水蒸气在高空遇冷时，有的凝固成小冰晶（多发生于冬季），有的液化成小水滴（多发生于夏季） C．过量开采地下水可以解决部分饮水问题，且对环境不会造成影响 D．江、河、湖、海表面的水通过汽化，变成水蒸气升入天空 解法通则 （1）升华指物质由固态直接转变成气态，升华要吸热； （2）凝华指物质由气态直接转变成固态，凝华要放热； （3）过量开采地下水会对环境造成影响； （4）汽化指物质由液态转化成气态，汽化要吸热。 【变式1-1】首届“节水中国行”城市主题宣传活动于2024年3月在陕西西安举办。水资源是人类永恒的话题，下列有关水循环的说法正确的是（　　） A．水的循环中，小冰晶在降落过程中遇到热气流会熔化成雨滴 B．水的循环离不开太阳，整个过程是一个吸热的过程 C．水循环过程中水量不会减少，因此不必担心缺水问题 D．水的循环中，经历了3种状态，伴随着3种物态变化 【变式1-2】如图是大自然中水循环现象的示意图。江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时， 或 ，这就形成了云。在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程中， ，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。 （1）请依次写出上文加下划线处涉及的物态变化的名称：　　、　　、　　。 （2）上面三种物态变化中，需要吸热的是：　　。 （3）我国属于缺水国家，节约用水应从我做起，请你写出日常生活中的一项节水措施。 　　。 问题二：海水晒盐过程中的物态变化 1.【角度1】海水晒盐过程蒸发结晶 【典例1】海水淡化一直是我省重要研究课题，膜技术的引入使研究有了突破性进展。如图对醋酸纤维膜右侧的海水加压，水分子可透过膜进入左侧淡水池，而海水中各种离子不能通过膜，从而得到淡水。下列有关说法正确的是（　　） A．加压后a口排出液中离子的种类不变 B．a口排出液通过蒸发结晶得到精制食盐 C．持续增大压强更有利于得到更多的淡水 D．在未加压的情况下，也可使淡水量增加 影响液体蒸发快慢的因素有液体温度、液体的表面积、液面上气流的快慢。 【变式1-1】冬季寒冷的气温给我们生活带来了许多变化，下列说法不正确的是（　　） A．冬季食物保质期较长，与温度降低导致化学反应速率减小有关 B．盐碱湖附近居民“夏天晒盐，冬天捞碱”都是利用了蒸发结晶的原理 C．为防止停车时冷却液凝固，可添加以乙二醇为主要成分的防冻液 D．冬季清晨常能见到一束束阳光穿过白雾的美景，雾是一种气溶胶 【变式1-2】盐场积极推广盐田藻垫新技术，目前全场推广面积已达7540公，占全场蒸发池面积90%．食盐生产时先把海水引入蒸发池中，经过风吹日晒，海水发生　　（选填“蒸发”或“沸腾”）后，盐度提高而结晶析出食盐。小芳在参观完盐场后建议盐田周围种树，既遮荫又美化环境，工人师傅告诉她这样会使食盐产量降低，其原因是：一是种树使盐田表面的　　减慢，二是遮荫会使　　降低，都会使海水　　减慢，影响食盐产量。 问题三：海水淡化装置 1. 【角度1】海水淡化装置 【典例1】缺水已是世界性问题，因此我们要珍惜每一滴水，海水淡化是解决缺水问题的方法之一，蒸馏法是海水淡化的常用方法，即先将海水中的水变成水蒸气而把盐等杂质留下，再将水蒸气冷凝为液态的水。关于以上过程涉及的物态变化，下列说法正确的是（　　） A．先升华后凝华 B．先汽化后凝固 C．先液化后汽化 D．先汽化后液化 （1）物质从固态变为液态的过程是熔化，物质从液态变为固态是凝固，物质从液态变成气态称为汽化，物质从气态变成液态称为液化，物质直接从固态变成气态的现象称为升华，物质直接从气态变为固态是凝华。 （2）解题过程中只需要抓住关键字词，选出对应的物态变化即可。 【变式1-1】目前全球海水淡化日产量约为3500万立方米，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的用水问题。现在所用海水淡化的方法有很多种，其中一种是蒸馏法，使海水中的水变成水蒸气而把盐留下，再将水蒸气冷凝为液态的淡水。以下说法正确的有（　　） A．水变成水蒸气是汽化现象 B．水变成水蒸气的过程中放热 C．水蒸气变成小水滴是凝固现象 D．水蒸气变成小水滴的过程中吸热 【变式1-2】淡水严重短缺的海岛，海水淡化是解决这一问题的有效措施。如图是小明同学设计的海水淡化流程图，在这一过程中海水先后发生的物态变化　　和　　。 【基础强化】 1．现在所用的海水淡化的方法有很多种，其中一种是“蒸馏法”，即将海水中的水蒸发而把盐结晶留下，然后再将水蒸气冷凝为液态的淡水。以上过程涉及到水的物态变化有（　　） A．汽化、液化 B．汽化、凝固 C．液化、凝华 D．升华、凝华 2．“二十四节气”是中华民族智慧的结晶，下面是一些有关节气的俗语和诗句，对于其中涉及的物态变化不正确的是（　　） A．“小寒冻土，大寒冻河”，河水结冰是凝固现象，需要放热 B．“白露暖秋色，月明清漏中”，露的形成是液化现象，需要放热 C．“露深花气冷，霜降蟹膏肥”，霜的形成是凝华现象，需要放热 D．“时候频过小雪天，江南寒色未曾偏”，雪的形成是凝固现象，需要放热 3．下列现象属于结晶的是（　　） A．将水放入冰箱制成冰块 B．海水晒盐 C．熔化的玻璃冷却后结成块 D．碘蒸气凝华成固态碘 4．“二十四节气”是中华民族智慧的结晶，有谚语说道“夏至翻白云，平地见鱼鳞”，云的形成涉及的物态变化是（　　） A．汽化 B．升华 C．液化 D．凝固 5．王亚平在太空进行“冰雪”实验，她用沾了结晶核的毛根轻轻触碰由过饱和乙酸钠溶液形成的“液体球”，如图甲，“液体球”迅速变成了固态“冰球”如图乙。这一过程发生的物态变化是 　　；王老师用手摸它，还有发热的感觉，说明这一过程要 　　（选填“吸热”或“放热”）。植物为了适应环境，分布有一定规律，如图丙是南方的芭蕉树，叶子比较宽大，是利用了 　　的方法加快水分的蒸发，利用蒸发吸热作用，从而适应南方的炎热湿润气候。 6．按图所示是海水淡化方法。在地面上挖一水池往池内灌海水，完成设备的安装，即可收淡水。则： （1）阳光照射使池内海水的温度 　　，加快 　　，形成水蒸气； （2）水蒸气在塑料膜上 　　（填一物态变化名称），形成小水滴。 7．竹林盐场是北海的产盐基地之一。如图，整个盐田面积很大，涨潮时海水灌入盐田，海水蒸发后就出现了结晶盐。有哪些因素加快了水分的蒸发？请你写出其中两条： （1）　　；（2）　　。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/9/4 15:47:54；用户：傅七七；邮箱：tuziyouzi@163.com；学号：1302833 【素养提升】 8．如图为小明设计的太阳能海水淡化器，在海水淡化过程中发生的物态变化是（　　） A．先升华后液化 B．先汽化后液化 C．先汽化后凝华 D．先液化后汽化 9．小慧利用所学知识设计了一种海水淡化装置，如图所示。其工作原理是海水先 　　（填物态变化名称）成水蒸气后遇到玻璃从而液化成小水滴；在液化过程中，水蒸气需要 　　（选填“吸热”或“放热”）。 10．如图所示，小华制作的一简易海水淡化装置，装置底部是一个盛有海水的容器A。上部盖着一个透明玻璃罩B。太阳光通过透明玻璃罩照射容器A内的海水，产生大量水蒸气，水蒸气在透明罩内壁凝结成水珠，通过收集即可得到淡水。 （1）上述过程中发生的物态变化是先 　　后 　　； （2）为了提高获得淡水的速度，请你给该装置提出一条改进建议：　　。 11．阅读短文，回答问题。 新的水纯化技术，可以为世界解渴 ㅤㅤ全世界18亿人常年缺水，如何利用太阳能进行海水淡化，是人类水资源领域共同关注的焦点。2019年，33岁的南京大学教授朱嘉及其团队，模仿蘑菇的碳基吸收体，设计制作了集热蒸发一体化的人工蒸腾器件，如图所示是它的结构示意图。 ㅤㅤ供水通道利用毛细效应，把水供应到碳基吸收体上，碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发。顶端像蘑菇一样的伞状结构，增大了水的表面积。这种材料和结构的巧妙设计使蒸汽转化效率显著提高。在供水通道与海水接触处，团队受睡莲叶启发，设计了多级结构，成功实现水蒸发后，盐全部留在容器底部，让水和盐完全分离，保障器件不结垢，能长效利用。 ㅤㅤ这项变革性水纯化技术，便携、高效、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化，为世界解渴、造福全人类。 （1）朱嘉及其团队设计的人工蒸腾器件采用的碳基吸收体具有 　　的特性；这项变革性水纯化技术的优点是 　　（两空均写出一条即可）。 （2）通过此器件收集到大量的水蒸气，还要经历 　　（填写物态变化名称），才能变成淡水，这一过程需要 　　（选填“吸热”或“放热”）。 12．假如你身处偏远海岛，缺乏生存所需的淡水怎么办？小明为你提供一种简便的海水淡化方法。在地面上挖一水池，往池内灌海水，按图1所示完成设备的安装，即可收淡水。则： （1）阳光照射使池内海水加快　　，形成水蒸气； （2）水蒸气在塑料膜上　　，形成小水滴； （3）塑料膜下表面结成的水滴受重力的作用滑到量低处后滴入水桶中，得到淡水。 （4）图2是一种可粗略测量气温的装置，我们可以根据玻璃管中液面的高度变化来测量空气温度，当气温上升时，玻璃管中的液面会　　（上升、下降、不变）。它是利用　　（选填“气体”或“液体”）的热胀冷缩的原理工作的。 【能力培优】 13．请阅读《海水淡化，为世界解渴》并回答问题。 海水淡化，为世界解渴 水是生命之源，在全球面临缺水的严峻情况下，海水淡化成为水资源领域科学家们共同关注的焦点。所谓海水淡化就是从海水中取得淡水的过程，目前的方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法以及碳酸铵离子交换法。 最早投入工业化应用的是蒸馏法海水淡化技术，甲图是其原理图，通过加热海水使之沸腾为蒸气，再把蒸气冷凝成淡水，在此过程中即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也能产出纯度高的淡水。 我国科学家朱嘉教授团队于2019年打破技术垄断，研发出新材料——纳米黑金，首次用于海水淡化。他们模仿蘑菇的碳基吸收体，设计制作了一种太阳能蒸汽驱动的反渗透装置，乙图是它的结构示意图。该装置供水通道利用毛细效应，把水供应到碳基吸收体（主要由纳米黑金材料构成）上，碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发。顶端像蘑菇一样的伞状结构，增大了水的表面积。这种材料和结构的巧妙设计使光蒸汽转化效率显著提高。在供水通道与海水接触处，团队受睡莲叶启发，设计了多级结构。成功实现水蒸发后，盐全部躺在容器底部，让水和盐溶质完全分离，保障器件不结垢，能长效利用。这项变革性水纯化技术，产水速度快、产水质量高、适用于各种水质、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化，为世界解渴，造福全人类。 根据上述材料，回答下列问题： （1）请你归纳出利用图甲和图乙淡化海水需要经历的过程，依次是（此题有两空需要作答）：　　； 　　。 （2）请你简述我国科学家研发的海水淡化装置的优点。 （3）请列举我国科学家的海水淡化技术还可以运用在哪些方面？ 14．阅读下面的短文。 超低温水 你肯定知道水的冰点是0摄氏度，但这并非水能达到的最低温。低于冰点的水名叫“超低温水”，水有时会违背我们在课本上学到的规则：地球上的水可以低至零下35摄氏度，却仍能保持液态。 水是否会“冻结成冰”形成晶体，除了温度，还要取决于其它因素﹣﹣需要先形成凝结核，随后逐渐吸引其它水分。水在低于冰点时很容易形成晶体，但科学家通过将微型液滴喷入真空中来制造超低温水。液滴越小，能够维持液态的最低温度就越低，结晶的可能性也越低。通过减小液滴体积，更多液体可以暴露在真空中，产生特殊的真空降温现象。简单来说，降低气压可使液态表面粒子迅速变为气态，从而带走液滴热量，实现快速降温。 测温结果显示，这些液滴的温度极低。而测定温度同样困难。科学家实验时采用了激光脉冲测定液滴在真空中移动和蒸发时的温度。通过分析水滴离开喷嘴前后的直径变化，研究人员可得到一个数值，再用数学公式转化为温度。 请回答以下问题： （1）通过阅读文章发现，水达到0摄氏度，并且继续放热，　　（一定/不一定）会凝固； （2）水在凝固时，除了满足温度条件，还需要形成 　　； （3）在制造超低温水时应该加入 　　（雾状水滴/整杯的水）； （4）科学家在制造超低温水时，为了快速降温，经历的物态变化过程是 　　； A.凝固 B.汽化 C.升华 D.液化 （5）将一滴“超低温水”滴入常见的冰水混合物中，结果 　　。 A.部分冰熔化成水 B.部分水凝固成冰 C.无变化 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 物态及其变化 课时1.5 设计海水淡化装置 重、难点 学习目标 重点：认识自然界中的水循环过程，以及用水的固、液、气三态的变化解释自然界中水的物态变化现象。 难点：海水淡化装置的原理分析和方案设计。 1.结合地理学科中水循环的知识，学习自然界中水的固、液、气三态循环，了解我国水资源紧张的现状，认识水对于人类的重要意义，从而产生强烈的环保意识和节水意识。能够用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象，总结水的三态循环规律。 2.用水的固、液、气三态的变化解释自然界的云、雨、雪、冰、箱、露的形成。进一步认识熔化、擬固、汽化、液化、升华、 华的概念。 3.通过检索资料、调查研究，了解水资源危机。在学习过程中体会物理与社会生活的密切联系。 4.了解海水淡化的原理，结合物态变化，以及化学学科中的蒸馏方法，设计海水淡化装置。利用设计的海水淡化装置提取淡水，在实践过程中提升解决问题的能力。 知识点一、自然界的水循环 1.自然界的水循环 (1) 定义地球上的水以气态、液态和固态的形式在陆地、海洋和大气间不断循环，这就构成了自然界的水循环。 (2) 自然界的水循环的好处：水循环使地球上的各种水体处于不断更新的状态，从而维持全球水量的动态平衡。 (3) 水循环过程中的三大关键环节：降水、蒸发和径流。 (4) 分类：海上内循环、海陆间循环和陆上内循环等。 特别提醒 自然界中的水循环过程包含很多物态变化，这些物态变化形成了丰富的天气现象。其中云、雾、雨、露是水蒸气液化而来的，雪、霜是水蒸气凝华而来的，冰雹的形成较为复杂，发生的物态变化既有凝华又有凝固。 知识点二、海水晒盐过程中的物态变化 1. 大量饮用海水的后果 (1) 大量饮用海水会导致人体过量摄入某元素，影响人体正常的生理功能，严重的还会引起中毒。 (2) 此外，海水中含有大量盐类，其中大部分是氯化钠，大量饮用海水会引起人体脱水，甚至可能危及生命。 2. 人类利用海洋资源的重要方式 利用海水晒盐 3. 蒸发结晶 我国古代的沿海居民就会利用海水来制取食盐，把海水引入盐田，利用日光和风力蒸发浓缩海水，进一步使盐结晶出来。这种方法在化学上称为蒸发结晶。 知识点三、海水淡化装置 1. 海水淡化 海水淡化主要是使海水脱盐获得淡水的过程。 2. 海水淡化方法 冷冻法、反渗透法和蒸馏法。 3. 冷冻法 冷冻法就是冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。 4. 反渗透法 反渗透法，通常又称超过滤法，是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水中的盐分离出去。 5. 蒸馏法 蒸馏法则是先把海水加热，使海水产生水蒸气，再让水蒸气遇冷液化变成蒸馏水。 问题一：自然界的水循环 【角度1】自然界的水循环 【典例1】如图是自然界中水的循环示意图，下列说法正确的是（　　） A．高山上的积雪升华，直接变成小水滴，升入天空 B．水蒸气在高空遇冷时，有的凝固成小冰晶（多发生于冬季），有的液化成小水滴（多发生于夏季） C．过量开采地下水可以解决部分饮水问题，且对环境不会造成影响 D．江、河、湖、海表面的水通过汽化，变成水蒸气升入天空 【解答】解：A、高山上的积雪升华，直接变成水蒸气，升入天空，故A错误； B、水蒸气在高空遇冷时，有的凝华成小冰晶，有的液化成小水滴，故B错误； C、过量开采地下水可以解决部分饮水问题，但对环境会造成影响，故C错误； D、江河湖海、土壤、植物中的水通过汽化，变成水蒸气升入天空，故D正确。 【答案】故选：D。 解法通则 （1）升华指物质由固态直接转变成气态，升华要吸热； （2）凝华指物质由气态直接转变成固态，凝华要放热； （3）过量开采地下水会对环境造成影响； （4）汽化指物质由液态转化成气态，汽化要吸热。 【变式1-1】首届“节水中国行”城市主题宣传活动于2024年3月在陕西西安举办。水资源是人类永恒的话题，下列有关水循环的说法正确的是（　　） A．水的循环中，小冰晶在降落过程中遇到热气流会熔化成雨滴 B．水的循环离不开太阳，整个过程是一个吸热的过程 C．水循环过程中水量不会减少，因此不必担心缺水问题 D．水的循环中，经历了3种状态，伴随着3种物态变化 【解答】解：A、水的循环中，小冰晶在降落过程中遇到热气流吸热会使冰晶熔化，形成雨滴，故A正确； BD、自然界水循环过程中，包括地表的水汽化成水蒸气、冰升华成水蒸气、或冰熔化成水后再汽化成水蒸气，这些都需要吸热；同时还存在的物态变化有：空中的水蒸气液化成水、水蒸气凝华成冰晶、或者水蒸气液化成水再凝固成冰晶，这些都需要放热，因此，整个自然界的水循环经历了三种状态，伴随着六种物态变化，故BD错误； C、水循环过程中水量不会减少，但是有些水在循环过程中会被污染，会出现缺水的现象，所以一定要节约用水，故C错误。 【答案】故选：A。 【变式1-2】如图是大自然中水循环现象的示意图。江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气。当含有很多水蒸气的空气升入高空时， 或 ，这就形成了云。在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程中， ，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。 （1）请依次写出上文加下划线处涉及的物态变化的名称：　　、　　、　　。 （2）上面三种物态变化中，需要吸热的是：　　。 （3）我国属于缺水国家，节约用水应从我做起，请你写出日常生活中的一项节水措施。 　　。 【解答】解：（1）由水蒸气变为小水滴，由气态变为液态，是一种液化现象； 由水蒸气变为小冰粒，是一种凝华现象； 小冰晶变为小水滴是由固态变为液态，是一种熔化现象。 （2）在物态变化中，吸热的有熔化、汽化、升华。在第一问的三种物态变化中，只有熔化是吸热的，液化和凝华是放热的。 （3）可以从一水多用或者是尽量防止水的无谓的损耗这两个角度来考虑如何节约用水，例如：用淘完米的水浇花、用洗完衣服的水冲厕所等。 【答案】故答案为：（1）液化；凝华；熔化；（2）熔化；（3）用淘完米的水浇花。 问题二：海水晒盐过程中的物态变化 1.【角度1】海水晒盐过程蒸发结晶 【典例1】海水淡化一直是我省重要研究课题，膜技术的引入使研究有了突破性进展。如图对醋酸纤维膜右侧的海水加压，水分子可透过膜进入左侧淡水池，而海水中各种离子不能通过膜，从而得到淡水。下列有关说法正确的是（　　） A．加压后a口排出液中离子的种类不变 B．a口排出液通过蒸发结晶得到精制食盐 C．持续增大压强更有利于得到更多的淡水 D．在未加压的情况下，也可使淡水量增加 【解答】解：A、因为对醋酸纤维膜右侧的海水加压，水分子可透过膜进入左侧淡水池，而海水中各种离子不能通过膜，所以加压后a口排出液中离子的种类不变，故A正确； B、a口排出液通过蒸发结晶得到粗盐，而不是精制食盐，故B错误； C、持续增大压强达到一定浓度后，水分子就很少可以透过膜进入左侧淡水池，不会持续得到更多的淡水，故C错误； D、在未加压的情况下，水分子很少透过膜进入左侧淡水池，不能使淡水量增加，故D错误。 【答案】故选：A。 影响液体蒸发快慢的因素有液体温度、液体的表面积、液面上气流的快慢。 【变式1-1】冬季寒冷的气温给我们生活带来了许多变化，下列说法不正确的是（　　） A．冬季食物保质期较长，与温度降低导致化学反应速率减小有关 B．盐碱湖附近居民“夏天晒盐，冬天捞碱”都是利用了蒸发结晶的原理 C．为防止停车时冷却液凝固，可添加以乙二醇为主要成分的防冻液 D．冬季清晨常能见到一束束阳光穿过白雾的美景，雾是一种气溶胶 【解答】解：A、温度降低，化学反应速率降低，因此冬季食物保质期较长，故A正确； B、食盐的溶解度随温度的变化不大，所以在夏天可以利用天气较热的条件进行“晒盐”，即蒸发结晶，可得到食盐；碱为碳酸钠，由于其溶解度随温度的变化较大，温度高的时候溶解度大，温度低的时候溶解度低，因此在冬天由于温度低，碳酸钠结晶析出，即可以直接“捞碱”，故B错误； C、乙二醇能以任何比例与水相溶并降低凝固点，所以为防止停车时冷却液凝固，可添加以乙二醇为主要成分的防冻液，故C正确； D、冬季清晨常能见到一束束阳光穿过白雾的美景，雾是由悬浮在大气中的微小液滴构成的气溶胶，故D正确。 【答案】故选：B。 【变式1-2】盐场积极推广盐田藻垫新技术，目前全场推广面积已达7540公，占全场蒸发池面积90%．食盐生产时先把海水引入蒸发池中，经过风吹日晒，海水发生　　（选填“蒸发”或“沸腾”）后，盐度提高而结晶析出食盐。小芳在参观完盐场后建议盐田周围种树，既遮荫又美化环境，工人师傅告诉她这样会使食盐产量降低，其原因是：一是种树使盐田表面的　　减慢，二是遮荫会使　　降低，都会使海水　　减慢，影响食盐产量。 【解答】解：用海水晒盐的过程，实际是一个海水发生蒸发，从而使食盐结晶而析出的过程； 盐田周围种树，会使盐田表面的空气流动减慢，同时遮荫会使温度降低，这些因素都会使海水蒸发减慢，从而影响食盐产量。 【答案】故答案为：蒸发；空气流动；温度；蒸发。 问题三：海水淡化装置 1. 【角度1】海水淡化装置 【典例1】缺水已是世界性问题，因此我们要珍惜每一滴水，海水淡化是解决缺水问题的方法之一，蒸馏法是海水淡化的常用方法，即先将海水中的水变成水蒸气而把盐等杂质留下，再将水蒸气冷凝为液态的水。关于以上过程涉及的物态变化，下列说法正确的是（　　） A．先升华后凝华 B．先汽化后凝固 C．先液化后汽化 D．先汽化后液化 【解答】解：先将海水中的水变成水蒸气，则是由液体变为气体，属于汽化现象；再将水蒸气冷凝为液态的水，则是由气体变为液体的过程，属于液化现象，故涉及到的物态变化是先汽化后液化，故D选项说法正确； 【答案】故选：D。 （1）物质从固态变为液态的过程是熔化，物质从液态变为固态是凝固，物质从液态变成气态称为汽化，物质从气态变成液态称为液化，物质直接从固态变成气态的现象称为升华，物质直接从气态变为固态是凝华。 （2）解题过程中只需要抓住关键字词，选出对应的物态变化即可。 【变式1-1】目前全球海水淡化日产量约为3500万立方米，其中80%用于饮用水，解决了1亿多人的用水问题。现在所用海水淡化的方法有很多种，其中一种是蒸馏法，使海水中的水变成水蒸气而把盐留下，再将水蒸气冷凝为液态的淡水。以下说法正确的有（　　） A．水变成水蒸气是汽化现象 B．水变成水蒸气的过程中放热 C．水蒸气变成小水滴是凝固现象 D．水蒸气变成小水滴的过程中吸热 【解答】解：AB.水变成水蒸气是汽化现象，汽化过程要吸热，故A正确、B错误； CD.水蒸气变成小水滴是液化现象，液化过程要放热，故CD错误。 【答案】故选：A。 【变式1-2】淡水严重短缺的海岛，海水淡化是解决这一问题的有效措施。如图是小明同学设计的海水淡化流程图，在这一过程中海水先后发生的物态变化　　和　　。 【解答】解：由图知：海水从右上方的管中进入，流到左下角设备中被加热，有大量的水蒸气产生，水蒸气上升遇到冷的海水液化成淡水，下面的盐水再流入右边的设备，二次淡化。最后盐水流出。故发生的物态变化是先汽化，后液化。 【答案】故答案为：汽化；液化。 【基础强化】 1．现在所用的海水淡化的方法有很多种，其中一种是“蒸馏法”，即将海水中的水蒸发而把盐结晶留下，然后再将水蒸气冷凝为液态的淡水。以上过程涉及到水的物态变化有（　　） A．汽化、液化 B．汽化、凝固 C．液化、凝华 D．升华、凝华 【解答】解：海水中的水蒸发是由液态变成气态，属于汽化现象；水蒸气冷凝为液态的水是气态变成液态，属于液化现象。 【答案】故选：A。 2．“二十四节气”是中华民族智慧的结晶，下面是一些有关节气的俗语和诗句，对于其中涉及的物态变化不正确的是（　　） A．“小寒冻土，大寒冻河”，河水结冰是凝固现象，需要放热 B．“白露暖秋色，月明清漏中”，露的形成是液化现象，需要放热 C．“露深花气冷，霜降蟹膏肥”，霜的形成是凝华现象，需要放热 D．“时候频过小雪天，江南寒色未曾偏”，雪的形成是凝固现象，需要放热 【解答】解：A．液态的水凝固成固态的冰，需要向外放热。故A正确； B．空气中的水蒸气液化成小水珠，即是露，整个过程要向外放热。故B正确； C．空气中的水蒸气直接凝华成为霜，这个过程要放热。故C正确； D．雪是空气中的水蒸气凝华形成的。故D错误。 【答案】故选：D。 3．下列现象属于结晶的是（　　） A．将水放入冰箱制成冰块 B．海水晒盐 C．熔化的玻璃冷却后结成块 D．碘蒸气凝华成固态碘 【解答】解：A、将水放入冰箱制成冰块，是因为水遇冷变为固体，是凝固现象，不属于结晶，故A错误； B、海水晒盐，是利用了氯化钠的溶解度受温度的变化影响不大，利用阳光和风力，使海水中的水分蒸发掉，使氯化钠结晶出来，故B正确； C、熔化的玻璃冷却后结成块，是温度降低，玻璃变为固体，是凝固现象，不属于结晶，故C错误； D、碘蒸气凝华成固体碘，是因为温度降低后碘蒸气变为固体，不属于结晶，故D错误。 【答案】故选：B。 4．“二十四节气”是中华民族智慧的结晶，有谚语说道“夏至翻白云，平地见鱼鳞”，云的形成涉及的物态变化是（　　） A．汽化 B．升华 C．液化 D．凝固 【解答】解：云是空气中的水蒸气液化形成的。 【答案】故选：C。 5．王亚平在太空进行“冰雪”实验，她用沾了结晶核的毛根轻轻触碰由过饱和乙酸钠溶液形成的“液体球”，如图甲，“液体球”迅速变成了固态“冰球”如图乙。这一过程发生的物态变化是 　　；王老师用手摸它，还有发热的感觉，说明这一过程要 　　（选填“吸热”或“放热”）。植物为了适应环境，分布有一定规律，如图丙是南方的芭蕉树，叶子比较宽大，是利用了 　　的方法加快水分的蒸发，利用蒸发吸热作用，从而适应南方的炎热湿润气候。 【解答】解：物质由液态变为固态的过程叫凝固，过饱和乙酸钠溶液凝固成固态是放热过程，所以“冰球”是热乎乎的；南方的芭蕉树叶子比较宽大，是为了增大表面积，从而加快水分的蒸发，蒸发时会吸收热量，从而使植物适应南方的炎热湿润气候。 【答案】故答案为：凝固；放热；增大表面积。 6．按图所示是海水淡化方法。在地面上挖一水池往池内灌海水，完成设备的安装，即可收淡水。则： （1）阳光照射使池内海水的温度 　　，加快 　　，形成水蒸气； （2）水蒸气在塑料膜上 　　（填一物态变化名称），形成小水滴。 【解答】解：（1）阳光照射使池内海水的温度升高，加快蒸发，形成水蒸气； （2）水蒸气在塑料膜上液化，形成小水滴。 【答案】故答案为：（1）升高；蒸发；（2）液化。 7．竹林盐场是北海的产盐基地之一。如图，整个盐田面积很大，涨潮时海水灌入盐田，海水蒸发后就出现了结晶盐。有哪些因素加快了水分的蒸发？请你写出其中两条： （1）　　；（2）　　。 【解答】解：由题意可知，盐的过程主要是海水蒸发后出现结晶盐，根据影响蒸发快慢的因素可知，可采取的措施有：增大海水的表面积，提高海水表面温度，加快海水表面空气流动等。 【答案】故答案为：（1）增大海水的表面积；（2）提高海水表面温度。（其他答案合理即可） 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/9/4 15:47:54；用户：傅七七；邮箱：tuziyouzi@163.com；学号：1302833 【素养提升】 8．如图为小明设计的太阳能海水淡化器，在海水淡化过程中发生的物态变化是（　　） A．先升华后液化 B．先汽化后液化 C．先汽化后凝华 D．先液化后汽化 【解答】解：容器中的海水从周围吸热后，由液态变为气态，即发生了汽化现象；水蒸气在塑料罩内壁遇冷形成小水珠，气态又变为液态，即发生了液化现象。 【答案】故选：B。 9．小慧利用所学知识设计了一种海水淡化装置，如图所示。其工作原理是海水先 　　（填物态变化名称）成水蒸气后遇到玻璃从而液化成小水滴；在液化过程中，水蒸气需要 　　（选填“吸热”或“放热”）。 【解答】解：当将海水放在太阳下照射时，海水吸热会由水变成水蒸气，发生汽化现象；水蒸气遇到冷的玻璃罩由水蒸气变成小液滴，发生液化现象。 【答案】故答案为：汽化；放热。 10．如图所示，小华制作的一简易海水淡化装置，装置底部是一个盛有海水的容器A。上部盖着一个透明玻璃罩B。太阳光通过透明玻璃罩照射容器A内的海水，产生大量水蒸气，水蒸气在透明罩内壁凝结成水珠，通过收集即可得到淡水。 （1）上述过程中发生的物态变化是先 　　后 　　； （2）为了提高获得淡水的速度，请你给该装置提出一条改进建议：　　。 【解答】解：（1）当将海水放在太阳下照射时，海水吸热会由水变成水蒸气，发生汽化现象；水蒸气遇到冷的玻璃罩会由水蒸气变成小液滴，发生液化现象，整个过程是先汽化，后液化； （2）可以从影响液体蒸发的因素上改进该装置，可把A换成直径更大的容器，以增大液体的表面积；也可以用酒精灯对容器A加热，以提高液体的温度。 【答案】故答案为：（1）汽化；液化；（2）把A换成直径更大的容器，以增大液体的表面积。 11．阅读短文，回答问题。 新的水纯化技术，可以为世界解渴 ㅤㅤ全世界18亿人常年缺水，如何利用太阳能进行海水淡化，是人类水资源领域共同关注的焦点。2019年，33岁的南京大学教授朱嘉及其团队，模仿蘑菇的碳基吸收体，设计制作了集热蒸发一体化的人工蒸腾器件，如图所示是它的结构示意图。 ㅤㅤ供水通道利用毛细效应，把水供应到碳基吸收体上，碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发。顶端像蘑菇一样的伞状结构，增大了水的表面积。这种材料和结构的巧妙设计使蒸汽转化效率显著提高。在供水通道与海水接触处，团队受睡莲叶启发，设计了多级结构，成功实现水蒸发后，盐全部留在容器底部，让水和盐完全分离，保障器件不结垢，能长效利用。 ㅤㅤ这项变革性水纯化技术，便携、高效、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化，为世界解渴、造福全人类。 （1）朱嘉及其团队设计的人工蒸腾器件采用的碳基吸收体具有 　　的特性；这项变革性水纯化技术的优点是 　　（两空均写出一条即可）。 （2）通过此器件收集到大量的水蒸气，还要经历 　　（填写物态变化名称），才能变成淡水，这一过程需要 　　（选填“吸热”或“放热”）。 【解答】解：（1）根据题意知，人工蒸腾器采用碳基吸收体，因为碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发；（2）通过器件收集到大量的水蒸气，水蒸气遇冷液化成小水滴，变成淡水，这个过程放热。 【答案】故答案为：（1）吸光性强且内部热导很低；只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发；（2）液化；放热。 12．假如你身处偏远海岛，缺乏生存所需的淡水怎么办？小明为你提供一种简便的海水淡化方法。在地面上挖一水池，往池内灌海水，按图1所示完成设备的安装，即可收淡水。则： （1）阳光照射使池内海水加快　　，形成水蒸气； （2）水蒸气在塑料膜上　　，形成小水滴； （3）塑料膜下表面结成的水滴受重力的作用滑到量低处后滴入水桶中，得到淡水。 （4）图2是一种可粗略测量气温的装置，我们可以根据玻璃管中液面的高度变化来测量空气温度，当气温上升时，玻璃管中的液面会　　（上升、下降、不变）。它是利用　　（选填“气体”或“液体”）的热胀冷缩的原理工作的。 【解答】解：（1）阳光照射使池内海水加快蒸发，形成水蒸气； （2）水蒸气在塑料膜上液化，形成小水滴； （3）塑料膜下表面结成的水滴受重力的作用滑到最低处后滴入水桶中，得到淡水； （4）当外界气温上升的时候，球形容器内的气体受热膨胀，由于密闭，所以压强增大，使管内的液面下降。 【答案】故答案为：（1）汽化；（2）液化；（3）下降；气体。 【能力培优】 13．请阅读《海水淡化，为世界解渴》并回答问题。 海水淡化，为世界解渴 水是生命之源，在全球面临缺水的严峻情况下，海水淡化成为水资源领域科学家们共同关注的焦点。所谓海水淡化就是从海水中取得淡水的过程，目前的方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法以及碳酸铵离子交换法。 最早投入工业化应用的是蒸馏法海水淡化技术，甲图是其原理图，通过加热海水使之沸腾为蒸气，再把蒸气冷凝成淡水，在此过程中即使在污染严重、高生物活性的海水环境中也能产出纯度高的淡水。 我国科学家朱嘉教授团队于2019年打破技术垄断，研发出新材料——纳米黑金，首次用于海水淡化。他们模仿蘑菇的碳基吸收体，设计制作了一种太阳能蒸汽驱动的反渗透装置，乙图是它的结构示意图。该装置供水通道利用毛细效应，把水供应到碳基吸收体（主要由纳米黑金材料构成）上，碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发。顶端像蘑菇一样的伞状结构，增大了水的表面积。这种材料和结构的巧妙设计使光蒸汽转化效率显著提高。在供水通道与海水接触处，团队受睡莲叶启发，设计了多级结构。成功实现水蒸发后，盐全部躺在容器底部，让水和盐溶质完全分离，保障器件不结垢，能长效利用。这项变革性水纯化技术，产水速度快、产水质量高、适用于各种水质、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化，为世界解渴，造福全人类。 根据上述材料，回答下列问题： （1）请你归纳出利用图甲和图乙淡化海水需要经历的过程，依次是（此题有两空需要作答）：　　； 　　。 （2）请你简述我国科学家研发的海水淡化装置的优点。 （3）请列举我国科学家的海水淡化技术还可以运用在哪些方面？ 【解答】解：（1）由文中：甲图通过加热海水使之沸腾为蒸气，再把蒸气冷凝成淡水；乙图碳基吸收体具有吸光性强且内部热导很低的特性，使其只能给界面处的水加热，让水一层一层蒸发可知，海水淡化过程海水先汽化为水蒸气，然后液化为淡水； （2）我国科学家研发的海水淡化装置的优点为：产水速度快、产水质量高、适用于各种水质、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化。 （3）根据该技术适用于各种水质可知还可以运用在城市污水处理、荒漠地区紧急获取饮用水等方面。 【答案】（1）汽化；水蒸气； （2）我国科学家研发的海水淡化装置的优点为：产水速度快、产水质量高、适用于各种水质、低成本、无污染，让太阳能海水淡化技术成功产业化。 （3）我国科学家的海水淡化技术还可以运用在城市污水处理、荒漠地区紧急获取饮用水等方面。 14．阅读下面的短文。 超低温水 你肯定知道水的冰点是0摄氏度，但这并非水能达到的最低温。低于冰点的水名叫“超低温水”，水有时会违背我们在课本上学到的规则：地球上的水可以低至零下35摄氏度，却仍能保持液态。 水是否会“冻结成冰”形成晶体，除了温度，还要取决于其它因素﹣﹣需要先形成凝结核，随后逐渐吸引其它水分。水在低于冰点时很容易形成晶体，但科学家通过将微型液滴喷入真空中来制造超低温水。液滴越小，能够维持液态的最低温度就越低，结晶的可能性也越低。通过减小液滴体积，更多液体可以暴露在真空中，产生特殊的真空降温现象。简单来说，降低气压可使液态表面粒子迅速变为气态，从而带走液滴热量，实现快速降温。 测温结果显示，这些液滴的温度极低。而测定温度同样困难。科学家实验时采用了激光脉冲测定液滴在真空中移动和蒸发时的温度。通过分析水滴离开喷嘴前后的直径变化，研究人员可得到一个数值，再用数学公式转化为温度。 请回答以下问题： （1）通过阅读文章发现，水达到0摄氏度，并且继续放热，　　（一定/不一定）会凝固； （2）水在凝固时，除了满足温度条件，还需要形成 　　； （3）在制造超低温水时应该加入 　　（雾状水滴/整杯的水）； （4）科学家在制造超低温水时，为了快速降温，经历的物态变化过程是 　　； A.凝固 B.汽化 C.升华 D.液化 （5）将一滴“超低温水”滴入常见的冰水混合物中，结果 　　。 A.部分冰熔化成水 B.部分水凝固成冰 C.无变化 【解答】解：（1）从“地球上的水可以低至零下35摄氏度，却仍能保持液态”可知，水达到0摄氏度，并且继续放热，不一定会凝固； （2）从“水是否会“冻结成冰”形成晶体，除了温度，还要取决于其它因素﹣﹣需要先形成凝结核，随后逐渐吸引其它水分”可知，水在凝固时，除了满足温度条件，还需要形成凝结核； （3）从“水在低于冰点时很容易形成晶体，但科学家通过将微型液滴喷入真空中来制造超低温水”可知，在制造超低温水时应该加入雾状水滴； （4）从“简单来说，降低气压可使液态表面粒子迅速变为气态，从而带走液滴热量，实现快速降温”可知，科学家在制造超低温水时，为了快速降温，经历的物态变化过程是汽化； （5）由于超低温水的温度低于冰点，所以将一滴“超低温水”滴入常见的冰水混合物中，冰水混合物中的水达到冰点并与超低温水接触后持续放热，凝固成冰。 【答案】故答案为：（1）不一定；（2）凝结核；（3）雾状水滴；（4）B；（5）B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$