第八单元 海洋化学资源的利用（知识清单）化学新教材鲁教版九年级下册

第八单元 海洋化学资源的利用 01 思维导图 02 考点速记 第一节 海洋化学资源 一、海水中的物质 1.海水的成分非常复杂，除了含有巨量的水，还溶有大量的盐。全球海水中含有的盐类总质量约为5亿亿吨，其中氯化钠约占盐类总质量的80%。 2.海水淡化 方法 原理 （1）　热法　，较为常用的是多级闪急蒸馏法，通过加热蒸发，实现水与盐的分离  （2）　膜法　，又称为反渗透法，利用一种只允许水分子通过，不允许盐的离子通过的渗透膜，实现水与盐的分离  二、海底矿物 1.海底蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料，以及天然气水合物，它是由天然气和水在低温、高压条件不形成的冰状固体，因其极易燃烧，又被称为“可燃冰”。天然气水合物燃烧产生的热量远比同等条件下的煤或石油燃烧产生的热量多，而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气，被科学家称为“未来能源”“21世纪能源”。 CH4+2O2CO2+2H2O 2.海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物——多金属结核，也称为锰结核，它含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等几十种金属元素。 3.除了海水化学资源和海底矿物资源，海洋还蕴含着丰富的海洋生物资源和海洋动力资源。 三、海洋资源的开发 在海洋资源的开发过程中，也伴随海洋环境污染和海洋生态破坏等问题的出现。为保护人类共有的海洋资源，维护国家海洋权益，促进我国海洋经济的全面发展，我国不断健全和完善相关海洋法律法规，建立系统的海洋资源开发和管理体系，保障我国海洋资源开发的可持续发展。 第二节 海水“晒盐” 一、海水“晒盐”的过程 1．从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)。使用该法，需要在气候温和、光照充足的地区选择大片平坦的海边滩涂构筑盐田。盐田通常分为两部分：蒸发池和结晶池。先将海水(或海边地下卤水)引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，再导人结晶池，继续日晒，海水就会成为食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出食盐。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液(也称“苦卤”)，可从中提取多种化工原料。 回答问题： （1）海水是饱和溶液还是不饱和溶液，如何检验? 氯化钠的不饱和溶液，检验方法是加入少量氯化钠仍可继续溶解 （2）在海水晒盐的过程中，是将海水完全蒸干吗? 不是 （3）海水晒盐后，剩余的液体叫什么? 母液(也称“苦卤”) （3）母液中是否含有氯化钠? 含有 （5）母液是氯化钠的饱和溶液还是不饱和溶液呢? 饱和溶液 （6）为什么不把溶液完全蒸干获得更多的食盐呢? 食盐中含有杂质 （7）“盐田法”晒盐与你制得的食盐的方法有什么不同?成分上有什么区别? 盐田晒盐主要成份是食盐，课堂制得的盐是一定量的海水中所有的盐 （8）你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”? 阳光充足、风力大、雨量少、湿度低等 （9）怎样对母液进一步加工，如何利用呢? 作为原料，生产多种重要的化工产品 观察·思考 常温下，取少许不饱和氯化钠溶液滴在洁净的玻璃片实验操作上，用吹风机向玻璃片上的溶液吹热风，观察现象。 实验现象：一段时间后有白色晶体析出 思考： （1）上述过程中，氯化钠溶液从不饱和变为饱和的途径是什么?蒸发溶剂你根据什么现象判断溶液已经变饱和了? 溶液开始有晶体析出时的状态为饱和状态 （2）你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”?为什么? 高温、大风 2．结晶：固体物质从它的饱和溶液中以晶体的形式析出的过程。 蒸发结晶：使溶剂不断减少，溶质的质量分数逐渐增大，直至形成饱和溶液，继而析出晶体的过程。蒸发结晶也是物质结晶的途径之一。 二、海水“晒盐”的原理 许多物质在水中的溶解都是有限度的。一定温度下，一定量的水中所能溶解的物质的最大质量就是形成它的饱和溶液时所能溶解的质量。 （一）固体的溶解度 1．概念：固体物质溶解度指的是在一定温度下 ，某固态物质在 100g溶剂 里达到饱和状态 时所溶解的 质量。 2．理解溶解度概念的四要素：①条件：一定温度 ②标准：100g溶剂 ③状态：饱和状态 ④单位：g 四要素 解释 条件 一定温度 固体物质的溶解度会随温度的变化而变化，只有指明温度，溶解度才有意义 标准 100g 溶剂 固体物质溶解量的多少与溶剂量的多少成正比，要比较固体物质溶解度的大小，必须设定等量的溶剂。此处100 g是指溶剂质量，而不是溶液质量 状态 饱和 只有在100 g溶剂中达到饱和状态（溶质溶解达到最大量）时，所溶解溶质的质量才是一个确定的值，这个值能够代表该物质在确定温度下，溶解能力的强弱 单位 g 溶解度的实质是溶解溶质的最大质量，质量的常用单位为“g” 3．影响固体物质的溶解度因素：内因溶剂种类、溶质种类；外因是温度。 4．溶解度（S）和溶解性 溶解性 易溶物质 可溶物质 微溶物质 难溶物质 20℃溶解度(g) S≥10g 1g≤S<10g 0.01g≤S<1g S<0.01g （二）气体的溶解度 1．定义：气体的溶解度是指气体物质在一定压强、一定温度下一体积水最多溶解气体的体积来表示。 注意：气体溶解度定义中的四要素 2．条件∶压强为101 kPa和一定温度 3．标准∶1体积水 4．状态∶达到饱和状态 5．单位∶体积 2．影响气体的溶解度因素：内因溶剂种类、溶质种类；外因是温度、压强。 3．在一定压强下，温度越高气体的溶解度越小，温度越低气体的溶解度越大；在一定温度下，压强越大气体的溶解度越大，压强越小气体的溶解度越小。 4．会用气体溶解度的影响因素解释简单实际问题： ①喝汽水易打嗝是因为：体内温度高，二氧化碳溶解度变小逸出。 ②打开汽水瓶盖会冒出大量气泡是因为：打开瓶盖时瓶内压强变小，二氧化碳溶解度变小逸出。 ③水沸腾前就会出现气泡是因为：温度升高，水中空气的溶解度变小逸出。 三、溶解度曲线 （1）溶解度曲线概念：用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，根据物质在不同温度下的溶解度绘制成不同物质随温度变化的曲线。 （2）意义 内容 表示意义 点 曲线上的点 表示某物质在对应温度下的溶解度 两曲线的交点 表示两物质在该点对应温度下的溶解度相等 线 表示某物质在不同温度下的溶解度以及溶解度随温度的变化规律 面 曲线以上的区域 表示溶液中有溶质剩余，表示的是对应温度下该物质的饱和溶液 曲线以下的区域 表示的是对应温度下该物质的不饱和溶液 （3）应用 ①查出某物质在不同温度下的溶解度； ②比较不同物质在同一温度下的溶解度大小； ③判断物质的溶解度受温度影响的变化趋势； ④确定某物质的不饱和溶液和饱和溶液相互转化的方法； ⑤比较不同物质的溶解度受温度变化影响的大小，确定混合物分离、提纯的方法。 四、结晶的两种方法 结晶方法 原理 举例 冷却热饱和溶液(降温结晶) 将热的饱和溶液降温冷却，使其析出晶体 冷却热的硝酸钾饱和溶液，得到硝酸钾晶体 蒸发溶剂(蒸发结晶) 通过加热、风吹、日晒等方法蒸发溶液中的溶剂，溶液达到饱和后继续蒸发，使其析出晶体 海水晒盐 一、粗盐中难溶性杂质的去除 1．实验用品 粗盐(含难溶性杂质)、蒸馏水； 托盘天平(含砝码)、研钵、漏斗、纸片、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸、酒精灯、菜发皿、坩埚钳、陶土网、火柴、剪刀等。 2．实验原理 氯化钠属于可溶性物质，用溶解、过滤的方法可以将氯化钠中混有的难溶性杂质除去。 3．实验装置及实验步骤 实验装置 实验步骤 玻璃棒的作用 称量 用托盘天平称取含有少量泥沙等杂质的粗盐 溶解 加水溶解并用玻璃棒不断搅拌，直到粗盐不再溶解为止 搅拌，加速溶解 过滤 ①将粗盐水用玻璃棒引流进入过滤器中；②若滤液浑浊应重新过滤 引流，防止液体溅出或冲破滤纸 蒸发 将过滤后的澄清滤液倒入蒸发皿中，边加热边用玻璃棒不断搅拌，当有较多晶体出现时停止加热，利用余热将其蒸干 搅拌，防止因受热不均造成液滴飞溅 计算产率 将提纯的粗盐用玻璃棒转移到指定的容器中称量并计算产率。精盐产率= 转移固体 4.误差分析 （1）精盐产率偏低的原因： ①称量时，药品和砝码放反且使用游码； ②溶解时未充分搅拌，氯化钠未全部溶解； ③过滤时液体滴到漏斗外； ④蒸发时液体溅出； ⑤转移精盐时玻璃棒上有残留固体或有洒落； （2）精盐产率偏高的原因： ①蒸发时水分未蒸干； ②精盐未蒸干，有水分； ③精盐称量偏大。 二、粗盐中可溶性杂质的去除 1.粗盐中可溶性杂质的去除 原理：　用化学方法除去可溶性杂质　。  2.蒸发结晶得到的食盐中还含有硫酸钠、氯化镁和氯化钙等可溶性杂质，可用化学方法除去，净化过程如下： 过程 化学方程式 向溶液中加过量BaCl2溶液 　Na2SO4+BaCl22NaCl+BaSO4↓　  加过量的Na2CO3溶液 　Na2CO3+BaCl22NaCl+BaCO3↓　  　Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓　  加过量NaOH溶液 　MgCl2+2NaOH2NaCl+Mg(OH)2↓　  过滤 　滤液中的溶质有NaCl、NaOH、Na2CO3  加足量盐酸 蒸发 　NaOH+HClNaCl+H2O　  　Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑　  【特别提醒】 （1）加入过量BaCl2溶液的作用：除去Na2SO4。 （2）加入过量Na2CO3溶液的作用：除去溶液中的CaCl2和过量的BaCl2。 （3）加入过量NaOH溶液的作用：除去MgCl2。 （4）加入足量盐酸的作用：除去NaOH和Na2CO3。 三、食盐的用途 食盐是人体进行正常新陈代谢的必需品，是重要的调味品和食品添加剂。食盐还是制造烧碱、氯气、盐酸和纯碱等的基本原料被广泛用于制造化学肥料、塑料、合成橡胶和染料等。 四、从海水中提炼金属镁 1.流程：海水或卤水氢氧化镁氯化镁 （操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸发） 2.原理： a.　MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2　(从海水中分离出镁元素)； b.　Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O　(转化成可电解的氯化镁)；  c.　MgCl2Mg+Cl2↑　。  思考： （1）海水提镁的过程中，为什么要将苦卤中的氯化镁先转化为氢氧化镁，再将氢氧化镁重新转化为氯化镁? 海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁的方法可以使镁离子富集，浓度高，且成本低 （2）海水中的含盐量虽远超陆地，但是分布非常分散，需要通过物理或化学方法进行“富集”才能提炼使用。想一想本单元你学习了哪些富集方法？ 第三节 碳酸氢钠和碳酸钠 一、碳酸氢钠和碳酸钠的物理性质和用途 碳酸盐 俗称 微观构成 颜色状态 溶解性 用途 碳酸氢钠NaHCO3 小苏打 Na+、HCO3- 白色粉末状晶体 可溶于水，水溶液呈碱性 制作苏打水饮料，做发酵粉（如用于焙制糕点）； 医疗上治疗胃酸过多； 干粉灭火器的主要成分。 碳酸钠 Na2CO3 纯碱、苏打 Na+、CO32- 白色粉末 易溶于水，水溶液呈碱性 重要化工原料，用于石油精炼、粗盐精制、冶金、人造纤维和玻璃、造纸、纺织、洗涤等领域。 注：我国制碱工业的先驱侯德榜，发明了侯氏制碱法。这里的碱是指纯碱。 二、碳酸氢钠和碳酸钠的化学性质 1．碳酸氢钠受热分解。化学方程式：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。 2．碳酸盐和酸的反应 药品 实验现象 化学方程式 反应微观实质 碳酸氢钠+稀盐酸 反应快，产生大量气泡 NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑ HCO3-+H+=H2O+CO2↑ 碳酸钠+稀盐酸 反应较快，产生大量气泡 Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑ 碳酸钠+稀硫酸 反应较快，产生大量气泡 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑ 碳酸钠与盐酸反应的微观实质 3．碳酸钠和碱的反应 碳酸钠+氢氧化钙反应的化学方程式：Na2CO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋2NaOH。 三、复分解反应 1．定义：两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。 2．实质：酸碱盐解离出的离子相互结合，生成沉淀气体或水的过程。 3．通式：AB + CD = AD + CB 4．特征：“两交换，价不变，交换时，正价前，负价后” 发生在两种化合物间，反应前后元素或原子团互相交换, 各元素或原子团化合价不变。 5．反应条件：两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀或气体或水生成。 6．酸碱盐之间发生的复分解反应 ①酸+金属氧化物→盐+水 ②酸+碱→盐+水 ③酸+盐→新酸+新盐 ④碱+盐→新碱+新盐 ⑤盐+盐→新盐+新盐 反应物 反应物的溶解性 相互交换成分条件 碱+盐 二者都可溶 至少具备下列三个条件中的一个： （1）有沉淀生成 （2）有气体生成 （3）有水生成 盐+盐 二者都可溶 盐+酸 盐可溶或难溶，酸必须可溶 酸+碱 一种可溶即可 部分酸、碱、盐的溶解性口诀 酸类易溶除硅酸；碱溶钾钠钡钙氨；钾钠铵盐硝酸盐，都能溶在水中间；盐酸盐中除去银；硫酸盐中钡不溶；碳酸(盐)只溶钾钠铵。 03 素养提升 一、溶解度曲线应用：（注：A、B、C代表物质依次为——硝酸钾、氯化钠、熟石灰或气体） ⑴会比较S大小：0℃时溶解度大小顺序为B、C、A ，t2℃时三种物质溶解度大小顺序为A、B、C。50 ⑵会查S并进行简单推算、判断： ①t2℃50g水中最多能溶解A物质25g。 50 ②t2℃一瓶饱和A溶液的浓度为33.3%。 ③t2℃把25gA物质放入100g 水中，所 得溶液质量为125g， 浓度为20%，所得溶液是否饱和：不是；降温至t1℃，所得溶液质量为115g， 此时溶液是否饱和：是。 ⑶会判断饱和溶液浓度随温度变化情况： ①t2℃三物质的饱和溶液降温至t1℃，A溶液浓度将变小，B溶液浓度将变小， C溶液浓度将不变。 ②t1℃三物质的饱和溶液升温至t2℃，A溶液浓度将不变，B溶液浓度将不变，C溶液浓度将变小。 ③t1℃三物质的饱和溶液（杯内有剩余晶体），升温至t2℃，A溶液浓度将变大，B溶液浓度将变大，C溶液浓度将变小。A溶液中能看到的现象是晶体减少，C溶液中能看到的现象是晶体增多。 ④t1℃的三种物质饱和溶液，升温时浓度变小的是C，降温时浓度变小的是A、B。 ⑤t2℃时三个物质饱和溶液的浓度大小顺序为A、B、C，降温至t1℃时溶液浓度的大小顺序为B、A、C（可画水平线判断：A溶解度虽下降但并没有低于C在t2℃的“高度”）。 ⑷M点含义是：t1℃时A和C的溶解度相等都是15g（注意：纵坐标若给出数值需指出）。 ⑸会观察溶解度曲线图选择合适的结晶方法：从溶液中析出A常用冷却热饱和溶液结晶法，从溶液中析出B常用蒸发溶剂结晶法，欲除去A中少量B常用冷却热饱和溶液结晶法，欲除去B中少量的A常用的方法是蒸发溶剂法后再趁热过滤。 ⑹会判断饱和与不饱和转化方法：欲使C的溶液达到饱和方法有加入足量C、升温、蒸发溶剂；欲使A溶液达到饱和方法有加入足量A、降温、蒸发溶剂。 ⑺在指定的温度下（即不许改变温度）考查饱和溶液与不饱和溶液的转化方法：t2℃时，使A、B、C不饱和溶液变为饱和溶液的方法依次是加入足量A、加入足量B、加入足量C，或恒温蒸发水；t2℃时，使A、B、C的饱和溶液变为不饱和溶液的方法均为加入足量水。 二、结晶方法：（注：溶解度大的物质溶解能力就强，反之即弱） （1）结晶含义：因水蒸发，或温度改变导致物质溶解度变小（溶解能力减弱），溶解在溶液中的溶质会以固体形式析出，这个过程叫结晶。这是从海水、湖水、或其他溶液中提取物质的常用方法。 （2）会根据物质溶解度差异（即溶解能力的差异）选择合适的结晶方法：像硝酸钾这样“随温度降低溶解度迅速减小至很小”的物质，欲使其从溶液中析出常用的结晶方法是冷却热饱和溶液法；像氯化钠这样“溶解度受温度影响不大（温度升高溶解度并没有迅速增大，低温下溶解度也不是很小）”的物质无法用冷却热饱和溶液法，只能用蒸发溶剂法使其从水溶液中析出。 （3）冷却热饱和溶液法也可以分离几种可溶物组成的混合物，但这类混合物的主要物质应是“溶解度受温度影响很大的”，所含的杂质应是“溶解度受温度影响不大的”，如硝酸钾中混有少量氯化钠可用冷却热饱和溶液法提纯得到硝酸钾。 （4）氯化钠中混有少量硝酸钾，因氯化钠是含量较多的主要物质，所以用冷却热饱和溶液法使氯化钠大量结晶析出是不可能的，所以提纯氯化钠之法应是蒸发溶剂法后趁热过滤。 三、粗盐提纯的四个步骤中都要用到玻璃棒，玻璃棒所起的作用各不相同： 步骤 玻璃棒的作用 溶解 加快粗盐的溶解 过滤 引流 蒸发 搅拌，使滤液受热均匀，防止局部温度过高造成液滴飞溅 计算产率 转移固体 四、配制一定溶质质量分数的溶液误差分析 质量分数偏小的原因： ①称量时“左码右物”并使用游码→m质↓。 ②将固体溶质转移到烧杯中时，散落到烧杯外面→m质↓。 ③固体溶质不纯、不干燥或已潮解→m质↓。 ④用量筒量取水时仰视读数→m剂↑。 ⑤烧杯内有残留的水→m剂↑。 质量分数偏大的原因： ①砝码生锈（比同规格原砝码重）→m质↑。 ②用量筒量取水时俯视读数→m剂↓。 ③量好的水向烧杯中倾倒时，有液体酒落烧杯外→m剂↓。 质量分数无影响： ①完全溶解后搅拌，少量液体飞溅到烧杯外。 ②完全溶解后，转移时，洒落在到细口瓶外。 五、盐的化学性质 反应 现象及方程式 ①与某些金属反应 盐＋金属→另一种盐＋另一种金属(置换反应) 盐必须可溶；金属单质(K、Ca、Na除外)的活动性要大于盐中金属的活动性 CuSO4＋Fe = FeSO4＋Cu 现象：有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色； 2AgNO3＋Cu = Cu(NO3)2＋2Ag 现象：有银白色物体析出，溶液由无色变为蓝色 ②与酸反应 盐＋酸→另一种盐＋另一种酸(复分解反应) 有沉淀、气体生成 HCl＋AgNO3 = AgCl↓＋2HNO3 现象：有白色沉淀生成 H2SO4＋BaCl2 = BaSO4↓＋2HCl 现象：有白色沉淀生成 Na2CO3＋2HCl = 2NaCl＋H2O＋CO2↑ 现象：有气泡产生 ③与碱反应 盐＋碱→新盐＋新碱(复分解反应) 反应物均溶于水，生成物有沉淀 Na2CO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋2NaOH 现象：有白色沉淀生成 2NaOH＋CuSO4 = Cu(OH)2↓＋Na2SO4 现象：有蓝色沉淀生成，溶液由蓝色变为无色 ④与某些盐反应 盐＋盐→一种新盐＋另一种新盐(复分解反应) 反应物均溶于水，生成物有沉淀 Na2CO3＋CaCl2 = CaCO3↓＋2NaCl 现象：有白色沉淀生成 Na2SO4＋BaCl2 = BaSO4↓＋2NaCl 现象：有白色沉淀生成 六、总结除杂质（括号内为杂质） 理解规律，了解所用的试剂和部分反应方程式： 氢氧化钠［碳酸钠］：●氢氧化钙溶液，Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。（沉淀法） 或氢氧化钡溶液，Ba(OH)2+Na2CO3= 。（沉淀法） 硝酸钠［碳酸钠］： ●稀硝酸，Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑。 （气体法） 或硝酸钡溶液，Na2CO3+Ba(NO3)2=BaCO3↓+2NaNO3。 或硝酸钙溶液，Na2CO3+Ca(NO3)2=CaCO3↓+2NaNO3。 氯化钠［碳酸钠］：●稀盐酸，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。 （气体法） 或氯化钡溶液，Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。 或氯化钙溶液，Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。 硫酸钠［碳酸钠］：●稀硫酸，Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。 （气体法） 氯化钠［氢氧化钠］：●稀盐酸，NaOH+HCl=NaCl+H2O。 （中和法） 或氯化铜溶液，2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl。 硫酸钠［氢氧化钠］：●稀硫酸，2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 。 （中和法） 或硫酸铜溶液，2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。 硝酸钠［氢氧化钠］：●稀硝酸，NaOH+HNO3=NaNO3+H2O 。 （中和法） 或硝酸铜溶液，2NaOH+Cu(NO3)2=Cu(OH)2↓+2NaNO3。 盐酸［硫酸］：●氯化钡溶液，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。 硝酸［硫酸］：●硝酸钡溶液，H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3。 硫酸亚铁［硫酸铜］：铁粉，Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八单元 海洋化学资源的利用 01 思维导图 02 考点速记 第一节 海洋化学资源 一、海水中的物质 1.海水的成分非常复杂，除了含有巨量的水，还溶有大量的盐。全球海水中含有的盐类总质量约为5亿亿吨，其中氯化钠约占盐类总质量的80%。 2.海水淡化 方法 原理 （1）　热法　，较为常用的是多级闪急蒸馏法，通过加热蒸发，实现水与盐的分离  （2）　膜法　，又称为反渗透法，利用一种只允许水分子通过，不允许盐的离子通过的渗透膜，实现水与盐的分离  二、海底矿物 1.海底蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料，以及天然气水合物，它是由天然气和水在低温、高压条件不形成的冰状固体，因其极易燃烧，又被称为“可燃冰”。天然气水合物燃烧产生的热量远比同等条件下的煤或石油燃烧产生的热量多，而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气，被科学家称为“未来能源”“21世纪能源”。 CH4+2O2CO2+2H2O 2.海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物——多金属结核，也称为锰结核，它含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等几十种金属元素。 3.除了海水化学资源和海底矿物资源，海洋还蕴含着丰富的海洋生物资源和海洋动力资源。 三、海洋资源的开发 在海洋资源的开发过程中，也伴随海洋环境污染和海洋生态破坏等问题的出现。为保护人类共有的海洋资源，维护国家海洋权益，促进我国海洋经济的全面发展，我国不断健全和完善相关海洋法律法规，建立系统的海洋资源开发和管理体系，保障我国海洋资源开发的可持续发展。 第二节 海水“晒盐” 一、海水“晒盐”的过程 1．从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)。使用该法，需要在气候温和、光照充足的地区选择大片平坦的海边滩涂构筑盐田。盐田通常分为两部分：蒸发池和结晶池。先将海水(或海边地下卤水)引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，再导人结晶池，继续日晒，海水就会成为食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出食盐。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液(也称“苦卤”)，可从中提取多种化工原料。 回答问题： （1）海水是饱和溶液还是不饱和溶液，如何检验? 氯化钠的不饱和溶液，检验方法是加入少量氯化钠仍可继续溶解 （2）在海水晒盐的过程中，是将海水完全蒸干吗? 不是 （3）海水晒盐后，剩余的液体叫什么? 母液(也称“苦卤”) （3）母液中是否含有氯化钠? 含有 （5）母液是氯化钠的饱和溶液还是不饱和溶液呢? 饱和溶液 （6）为什么不把溶液完全蒸干获得更多的食盐呢? 食盐中含有杂质 （7）“盐田法”晒盐与你制得的食盐的方法有什么不同?成分上有什么区别? 盐田晒盐主要成份是食盐，课堂制得的盐是一定量的海水中所有的盐 （8）你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”? 阳光充足、风力大、雨量少、湿度低等 （9）怎样对母液进一步加工，如何利用呢? 作为原料，生产多种重要的化工产品 观察·思考 常温下，取少许不饱和氯化钠溶液滴在洁净的玻璃片实验操作上，用吹风机向玻璃片上的溶液吹热风，观察现象。 实验现象：一段时间后有白色晶体析出 思考： （1）上述过程中，氯化钠溶液从不饱和变为饱和的途径是什么?蒸发溶剂你根据什么现象判断溶液已经变饱和了? 溶液开始有晶体析出时的状态为饱和状态 （2）你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”?为什么? 高温、大风 2．结晶：固体物质从它的饱和溶液中以晶体的形式析出的过程。 蒸发结晶：使溶剂不断减少，溶质的质量分数逐渐增大，直至形成饱和溶液，继而析出晶体的过程。蒸发结晶也是物质结晶的途径之一。 二、海水“晒盐”的原理 许多物质在水中的溶解都是有限度的。一定温度下，一定量的水中所能溶解的物质的最大质量就是形成它的饱和溶液时所能溶解的质量。 （一）固体的溶解度 1．概念：固体物质溶解度指的是在一定温度下 ，某固态物质在 100g溶剂 里达到饱和状态 时所溶解的 质量。 2．理解溶解度概念的四要素：①条件：一定温度 ②标准：100g溶剂 ③状态：饱和状态 ④单位：g 四要素 解释 条件 一定温度 固体物质的溶解度会随温度的变化而变化，只有指明温度，溶解度才有意义 标准 100g 溶剂 固体物质溶解量的多少与溶剂量的多少成正比，要比较固体物质溶解度的大小，必须设定等量的溶剂。此处100 g是指溶剂质量，而不是溶液质量 状态 饱和 只有在100 g溶剂中达到饱和状态（溶质溶解达到最大量）时，所溶解溶质的质量才是一个确定的值，这个值能够代表该物质在确定温度下，溶解能力的强弱 单位 g 溶解度的实质是溶解溶质的最大质量，质量的常用单位为“g” 3．影响固体物质的溶解度因素：内因溶剂种类、溶质种类；外因是温度。 4．溶解度（S）和溶解性 溶解性 易溶物质 可溶物质 微溶物质 难溶物质 20℃溶解度(g) S≥10g 1g≤S<10g 0.01g≤S<1g S<0.01g （二）气体的溶解度 1．定义：气体的溶解度是指气体物质在一定压强、一定温度下一体积水最多溶解气体的体积来表示。 注意：气体溶解度定义中的四要素 2．条件∶压强为101 kPa和一定温度 3．标准∶1体积水 4．状态∶达到饱和状态 5．单位∶体积 2．影响气体的溶解度因素：内因溶剂种类、溶质种类；外因是温度、压强。 3．在一定压强下，温度越高气体的溶解度越小，温度越低气体的溶解度越大；在一定温度下，压强越大气体的溶解度越大，压强越小气体的溶解度越小。 4．会用气体溶解度的影响因素解释简单实际问题： ①喝汽水易打嗝是因为：体内温度高，二氧化碳溶解度变小逸出。 ②打开汽水瓶盖会冒出大量气泡是因为：打开瓶盖时瓶内压强变小，二氧化碳溶解度变小逸出。 ③水沸腾前就会出现气泡是因为：温度升高，水中空气的溶解度变小逸出。 三、溶解度曲线 （1）溶解度曲线概念：用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，根据物质在不同温度下的溶解度绘制成不同物质随温度变化的曲线。 （2）意义 内容 表示意义 点 曲线上的点 表示某物质在对应温度下的溶解度 两曲线的交点 表示两物质在该点对应温度下的溶解度相等 线 表示某物质在不同温度下的溶解度以及溶解度随温度的变化规律 面 曲线以上的区域 表示溶液中有溶质剩余，表示的是对应温度下该物质的饱和溶液 曲线以下的区域 表示的是对应温度下该物质的不饱和溶液 （3）应用 ①查出某物质在不同温度下的溶解度； ②比较不同物质在同一温度下的溶解度大小； ③判断物质的溶解度受温度影响的变化趋势； ④确定某物质的不饱和溶液和饱和溶液相互转化的方法； ⑤比较不同物质的溶解度受温度变化影响的大小，确定混合物分离、提纯的方法。 四、结晶的两种方法 结晶方法 原理 举例 冷却热饱和溶液(降温结晶) 将热的饱和溶液降温冷却，使其析出晶体 冷却热的硝酸钾饱和溶液，得到硝酸钾晶体 蒸发溶剂(蒸发结晶) 通过加热、风吹、日晒等方法蒸发溶液中的溶剂，溶液达到饱和后继续蒸发，使其析出晶体 海水晒盐 一、粗盐中难溶性杂质的去除 1．实验用品 粗盐(含难溶性杂质)、蒸馏水； 托盘天平(含砝码)、研钵、漏斗、纸片、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸、酒精灯、菜发皿、坩埚钳、陶土网、火柴、剪刀等。 2．实验原理 氯化钠属于可溶性物质，用溶解、过滤的方法可以将氯化钠中混有的难溶性杂质除去。 3．实验装置及实验步骤 实验装置 实验步骤 玻璃棒的作用 称量 用托盘天平称取含有少量泥沙等杂质的粗盐 溶解 加水溶解并用玻璃棒不断搅拌，直到粗盐不再溶解为止 搅拌，加速溶解 过滤 ①将粗盐水用玻璃棒引流进入过滤器中；②若滤液浑浊应重新过滤 引流，防止液体溅出或冲破滤纸 蒸发 将过滤后的澄清滤液倒入蒸发皿中，边加热边用玻璃棒不断搅拌，当有较多晶体出现时停止加热，利用余热将其蒸干 搅拌，防止因受热不均造成液滴飞溅 计算产率 将提纯的粗盐用玻璃棒转移到指定的容器中称量并计算产率。精盐产率=_____________ 转移固体 4.误差分析 （1）精盐产率偏低的原因： ①称量时，药品和砝码放反且使用游码； ②溶解时未充分搅拌，氯化钠未全部溶解； ③过滤时液体滴到漏斗外； ④蒸发时液体溅出； ⑤转移精盐时玻璃棒上有残留固体或有洒落； （2）精盐产率偏高的原因： ①蒸发时水分未蒸干； ②精盐未蒸干，有水分； ③精盐称量偏大。 二、粗盐中可溶性杂质的去除 1.粗盐中可溶性杂质的去除 原理：　用化学方法除去可溶性杂质　。  2.蒸发结晶得到的食盐中还含有硫酸钠、氯化镁和氯化钙等可溶性杂质，可用化学方法除去，净化过程如下： 过程 化学方程式 向溶液中加过量BaCl2溶液 _______________________________________ 加过量的Na2CO3溶液 __________________________ _____________ 加过量NaOH溶液 _______________________________________ 过滤 _______________________________________ 加足量盐酸 蒸发 _______________________________________ _______________________________________ 【特别提醒】 （1）加入过量BaCl2溶液的作用：除去Na2SO4。 （2）加入过量Na2CO3溶液的作用：除去溶液中的CaCl2和过量的BaCl2。 （3）加入过量NaOH溶液的作用：除去MgCl2。 （4）加入足量盐酸的作用：除去NaOH和Na2CO3。 三、食盐的用途 食盐是人体进行正常新陈代谢的必需品，是重要的调味品和食品添加剂。食盐还是制造烧碱、氯气、盐酸和纯碱等的基本原料被广泛用于制造化学肥料、塑料、合成橡胶和染料等。 四、从海水中提炼金属镁 1.流程：海水或卤水氢氧化镁氯化镁 （操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸发） 2.原理： a._______________________________________(从海水中分离出镁元素)； b._______________________________________(转化成可电解的氯化镁)；  c._______________________________________。  思考： （1）海水提镁的过程中，为什么要将苦卤中的氯化镁先转化为氢氧化镁，再将氢氧化镁重新转化为氯化镁? 海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁的方法可以使镁离子富集，浓度高，且成本低 （2）海水中的含盐量虽远超陆地，但是分布非常分散，需要通过物理或化学方法进行“富集”才能提炼使用。想一想本单元你学习了哪些富集方法？ 第三节 碳酸氢钠和碳酸钠 一、碳酸氢钠和碳酸钠的物理性质和用途 碳酸盐 俗称 微观构成 颜色状态 溶解性 用途 碳酸氢钠NaHCO3 小苏打 Na+、HCO3- 白色粉末状晶体 可溶于水，水溶液呈碱性 制作苏打水饮料，做发酵粉（如用于焙制糕点）； 医疗上治疗胃酸过多； 干粉灭火器的主要成分。 碳酸钠 Na2CO3 纯碱、苏打 Na+、CO32- 白色粉末 易溶于水，水溶液呈碱性 重要化工原料，用于石油精炼、粗盐精制、冶金、人造纤维和玻璃、造纸、纺织、洗涤等领域。 注：我国制碱工业的先驱侯德榜，发明了侯氏制碱法。这里的碱是指纯碱。 二、碳酸氢钠和碳酸钠的化学性质 1．碳酸氢钠受热分解。化学方程式：_______________________________________。 2．碳酸盐和酸的反应 药品 实验现象 化学方程式 反应微观实质 碳酸氢钠+稀盐酸 反应快，产生大量气泡 NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑ HCO3-+H+=H2O+CO2↑ 碳酸钠+稀盐酸 反应较快，产生大量气泡 Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑ 碳酸钠+稀硫酸 反应较快，产生大量气泡 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ CO32-+2H+=H2O+CO2↑ 碳酸钠与盐酸反应的微观实质 3．碳酸钠和碱的反应 碳酸钠+氢氧化钙反应的化学方程式：Na2CO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋2NaOH。 三、复分解反应 1．定义：两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。 2．实质：酸碱盐解离出的离子相互结合，生成沉淀气体或水的过程。 3．通式：AB + CD = AD + CB 4．特征：“两交换，价不变，交换时，正价前，负价后” 发生在两种化合物间，反应前后元素或原子团互相交换, 各元素或原子团化合价不变。 5．反应条件：两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀或气体或水生成。 6．酸碱盐之间发生的复分解反应 ①酸+金属氧化物→盐+水 ②酸+碱→盐+水 ③酸+盐→新酸+新盐 ④碱+盐→新碱+新盐 ⑤盐+盐→新盐+新盐 反应物 反应物的溶解性 相互交换成分条件 碱+盐 二者都可溶 至少具备下列三个条件中的一个： （1）有沉淀生成 （2）有气体生成 （3）有水生成 盐+盐 二者都可溶 盐+酸 盐可溶或难溶，酸必须可溶 酸+碱 一种可溶即可 部分酸、碱、盐的溶解性口诀 酸类易溶除硅酸；碱溶钾钠钡钙氨；钾钠铵盐硝酸盐，都能溶在水中间；盐酸盐中除去银；硫酸盐中钡不溶；碳酸(盐)只溶钾钠铵。 03 素养提升 一、溶解度曲线应用：（注：A、B、C代表物质依次为——硝酸钾、氯化钠、熟石灰或气体） ⑴会比较S大小：0℃时溶解度大小顺序为B、C、A ，t2℃时三种物质溶解度大小顺序为A、B、C。50 ⑵会查S并进行简单推算、判断： ①t2℃50g水中最多能溶解A物质25g。 50 ②t2℃一瓶饱和A溶液的浓度为33.3%。 ③t2℃把25gA物质放入100g 水中，所 得溶液质量为125g， 浓度为20%，所得溶液是否饱和：不是；降温至t1℃，所得溶液质量为115g， 此时溶液是否饱和：是。 ⑶会判断饱和溶液浓度随温度变化情况： ①t2℃三物质的饱和溶液降温至t1℃，A溶液浓度将变小，B溶液浓度将变小， C溶液浓度将不变。 ②t1℃三物质的饱和溶液升温至t2℃，A溶液浓度将不变，B溶液浓度将不变，C溶液浓度将变小。 ③t1℃三物质的饱和溶液（杯内有剩余晶体），升温至t2℃，A溶液浓度将变大，B溶液浓度将变大，C溶液浓度将变小。A溶液中能看到的现象是晶体减少，C溶液中能看到的现象是晶体增多。 ④t1℃的三种物质饱和溶液，升温时浓度变小的是C，降温时浓度变小的是A、B。 ⑤t2℃时三个物质饱和溶液的浓度大小顺序为A、B、C，降温至t1℃时溶液浓度的大小顺序为B、A、C（可画水平线判断：A溶解度虽下降但并没有低于C在t2℃的“高度”）。 ⑷M点含义是：t1℃时A和C的溶解度相等都是15g（注意：纵坐标若给出数值需指出）。 ⑸会观察溶解度曲线图选择合适的结晶方法：从溶液中析出A常用冷却热饱和溶液结晶法，从溶液中析出B常用蒸发溶剂结晶法，欲除去A中少量B常用冷却热饱和溶液结晶法，欲除去B中少量的A常用的方法是蒸发溶剂法后再趁热过滤。 ⑹会判断饱和与不饱和转化方法：欲使C的溶液达到饱和方法有加入足量C、升温、蒸发溶剂；欲使A溶液达到饱和方法有加入足量A、降温、蒸发溶剂。 ⑺在指定的温度下（即不许改变温度）考查饱和溶液与不饱和溶液的转化方法：t2℃时，使A、B、C不饱和溶液变为饱和溶液的方法依次是加入足量A、加入足量B、加入足量C，或恒温蒸发水；t2℃时，使A、B、C的饱和溶液变为不饱和溶液的方法均为加入足量水。 二、结晶方法：（注：溶解度大的物质溶解能力就强，反之即弱） （1）结晶含义：因水蒸发，或温度改变导致物质溶解度变小（溶解能力减弱），溶解在溶液中的溶质会以固体形式析出，这个过程叫结晶。这是从海水、湖水、或其他溶液中提取物质的常用方法。 （2）会根据物质溶解度差异（即溶解能力的差异）选择合适的结晶方法：像硝酸钾这样“随温度降低溶解度迅速减小至很小”的物质，欲使其从溶液中析出常用的结晶方法是冷却热饱和溶液法；像氯化钠这样“溶解度受温度影响不大（温度升高溶解度并没有迅速增大，低温下溶解度也不是很小）”的物质无法用冷却热饱和溶液法，只能用蒸发溶剂法使其从水溶液中析出。 （3）冷却热饱和溶液法也可以分离几种可溶物组成的混合物，但这类混合物的主要物质应是“溶解度受温度影响很大的”，所含的杂质应是“溶解度受温度影响不大的”，如硝酸钾中混有少量氯化钠可用冷却热饱和溶液法提纯得到硝酸钾。 （4）氯化钠中混有少量硝酸钾，因氯化钠是含量较多的主要物质，所以用冷却热饱和溶液法使氯化钠大量结晶析出是不可能的，所以提纯氯化钠之法应是蒸发溶剂法后趁热过滤。 三、粗盐提纯的四个步骤中都要用到玻璃棒，玻璃棒所起的作用各不相同： 步骤 玻璃棒的作用 溶解 加快粗盐的溶解 过滤 引流 蒸发 搅拌，使滤液受热均匀，防止局部温度过高造成液滴飞溅 计算产率 转移固体 四、配制一定溶质质量分数的溶液误差分析 质量分数偏小的原因： ①称量时“左码右物”并使用游码→m质↓。 ②将固体溶质转移到烧杯中时，散落到烧杯外面→m质↓。 ③固体溶质不纯、不干燥或已潮解→m质↓。 ④用量筒量取水时仰视读数→m剂↑。 ⑤烧杯内有残留的水→m剂↑。 质量分数偏大的原因： ①砝码生锈（比同规格原砝码重）→m质↑。 ②用量筒量取水时俯视读数→m剂↓。 ③量好的水向烧杯中倾倒时，有液体酒落烧杯外→m剂↓。 质量分数无影响： ①完全溶解后搅拌，少量液体飞溅到烧杯外。 ②完全溶解后，转移时，洒落在到细口瓶外。 五、盐的化学性质 反应 现象及方程式 ①与某些金属反应 盐＋金属→另一种盐＋另一种金属(置换反应) 盐必须可溶；金属单质(K、Ca、Na除外)的活动性要大于盐中金属的活动性 CuSO4＋Fe = FeSO4＋Cu 现象：有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色； 2AgNO3＋Cu = Cu(NO3)2＋2Ag 现象：有银白色物体析出，溶液由无色变为蓝色 ②与酸反应 盐＋酸→另一种盐＋另一种酸(复分反应) 有沉淀、气体生成 HCl＋AgNO3 = FeSO4＋Cu 现象：有白色沉淀生成 H2SO4＋BaCl2 = FeSO4＋Cu 现象：有白色沉淀生成 Na2CO3＋2HCl = FeSO4＋Cu 现象：有气泡产生 ③与碱反应 盐＋碱→新盐＋新碱(复分解反应) 反应物均溶于水，生成物有沉淀 Na2CO3＋Ca(OH)2 = CaCO3↓＋2NaOH 现象：有白色沉淀生成 2NaOH＋CuSO4 = Cu(OH)2↓＋Na2SO4 现象：有蓝色沉淀生成，溶液由蓝色变为无色 ④与某些盐反应 盐＋盐→一种新盐＋另一种新盐(复分解反应) 反应物均溶于水，生成物有沉淀 Na2CO3＋CaCl2 = CaCO3↓＋2NaCl 现象：有白色沉淀生成 Na2SO4＋BaCl2 = BaSO4↓＋2NaCl 现象：有白色沉淀生成 六、总结除杂质（括号内为杂质） 理解规律，了解所用的试剂和部分反应方程式： 氢氧化钠［碳酸钠］：●氢氧化钙溶液，Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。（沉淀法） 或氢氧化钡溶液，Ba(OH)2+Na2CO3= 。（沉淀法） 硝酸钠［碳酸钠］： ●稀硝酸，Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑。 （气体法） 或硝酸钡溶液，Na2CO3+Ba(NO3)2=BaCO3↓+2NaNO3。 或硝酸钙溶液，Na2CO3+Ca(NO3)2=CaCO3↓+2NaNO3。 氯化钠［碳酸钠］：●稀盐酸，Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。 （气体法） 或氯化钡溶液，Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。 或氯化钙溶液，Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。 硫酸钠［碳酸钠］：●稀硫酸，Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。 （气体法） 氯化钠［氢氧化钠］：●稀盐酸，NaOH+HCl=NaCl+H2O。 （中和法） 或氯化铜溶液，2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl。 硫酸钠［氢氧化钠］：●稀硫酸，2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 。 （中和法） 或硫酸铜溶液，2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。 硝酸钠［氢氧化钠］：●稀硝酸，NaOH+HNO3=NaNO3+H2O 。 （中和法） 或硝酸铜溶液，2NaOH+Cu(NO3)2=Cu(OH)2↓+2NaNO3。 盐酸［硫酸］：●氯化钡溶液，H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。 硝酸［硫酸］：●硝酸钡溶液，H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3。 硫酸亚铁［硫酸铜］：铁粉，Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$