10.1 概览海洋资源(同步讲义)化学新教材北京版九年级下册
2025-01-22
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2份
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58页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 初中化学北京版九年级下册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第一节 概览海洋资源 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 海洋资源 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.29 MB |
| 发布时间 | 2025-01-22 |
| 更新时间 | 2025-11-04 |
| 作者 | 学科网初化精品工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-01-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50140926.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第十单元 常见的盐
第一节 概览海洋资源
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.了解海洋丰富的资源种类,了解如何从化学角度认识、利用和开发这些资源。
2.理解用化工流程处理和利用海洋中的水体资源、盐类资源、矿物资源和生物资源。
3.能运用一些常见的化学操作掌握从海水中提取金属镁的流程和原理。
重难点:运用化学操作和酸、碱的化学性质以海水为原料提取金属镁等资源;书写每一步设计到的化学反应方程式。
一、海水资源及其综合利用
1.海洋水体资源可分为两大类: 和 。
2.海水中的液态部分类似于溶液,其中水为 ,溶质是各种物质,其中大部分化合物是盐。 盐可以看成是酸碱中和的产物,但盐的种 类比酸和碱要多很多,同时,盐也具有很多不同于酸碱的性质。化学中的盐与氧化物、酸、碱同属于 由 和 组成。如氯化钠、氯化钙、硫酸钠都属于盐,盐在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子。值得大家注意的是,铵根离子(NH4+)和酸根离子结合形成的物质也叫作盐。比如氯化铵(NH4Cl)、硝酸铵(NH4 NO3),我们把这种盐叫作铵盐。盐是化合物中一类重要的物质,并不仅仅指生活中的食盐。
3.海洋矿产资源主要包括 和 。在深海沉积物或陆域的永久冻土中存在一种冰冻状态的天然气水合物晶体。它是由水和天然气在高压低温条件下形成的类似冰状的笼状晶体。这种晶体表面看似冰,点火便可以燃烧,因此又叫“ ”。可燃冰的化学式为 ,属于 。
4.海洋中的生物资源主要包括 、 和 。海带、紫菜等藻类植物中含有丰富的碘元 素。其中,海带产量高、价格低,常用作提取 碘单质的原料。碘元素在海带中以碘化物的形 式存在。以海带灰为原料,可以提取碘单质。
2、 盐的定义
一、常见的盐
1.日常生活中所说的盐通常是 ,主要成分是 ;化学上说的盐是 ,是由 (或 )与 组成的化合物。
【易错提醒】
盐中不一定含有金属离子,铵盐中的阳离子是铵根离子。
2.常见的盐
名称
氯化钠
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸钙
高锰酸钾
硫酸铜
硝酸钠
化学式
3. 盐的性质
常温下大多数盐都是 ,熔点较 。所以,盐易于从混合物中分离提纯,也更便于储存、运输和计量。不同的盐溶解性不同,大多数盐的水溶性比较好,可以根据需要配制不同浓度的溶液。通常情况下,钾盐(含有钾元素的盐,下同)、钠盐、铵盐和硝酸盐都 溶于水,例如: ,但也有许多盐难溶于水,如大多数碳酸盐 。
三、海水提镁的流程
工艺流程
反应原理
(用反应方程式表示)
1.潍坊有丰富的海洋资源,氯化钠占整个海洋盐类的80%以上。下列有关氯化钠的说法正确的是
A.室温下的氯化钠饱和溶液不能再溶解氯化钾
B.取出部分上层溶液,可将接近饱和的氯化钠溶液变为饱和
C.可用水鉴别氯化钠和氢氧化钠
D.将100 g质量分数为20%的氯化钠溶液稀释为10%,所用的仪器只有烧杯、量筒、玻璃棒
2.海洋是一个巨大的资源宝库,我国坚持陆海统筹、发展海洋经济,科学开发海洋资源,保护海洋生态环境,维护海洋权益,建设海洋强国。下列有关海洋资源利用的说法中,不正确的是
A.海水“晒盐”主要利用了蒸发结晶的方法
B.可燃冰具有热值高,几乎不产生残渣废气等优点,被称为“未来能源”
C.可以直接电解浓缩后的海水获得金属镁
D.海水“制碱”得到的“碱”是一种盐
►问题一 海水资源及其综合利用
【典例1-1】下列有关海洋资源及其综合利用的说法错误的是
A.海水制镁应用了富集提纯的思想
B.蒸馏法淡化海水是利用了海水中各组分的颗粒大小不同
C.海底的可燃冰大量燃烧后,也会造成温室效应
D.从海水晒盐后的母液中可以提取多种化工原料
【典例1-2】我市地处沿海,海洋资源丰富,综合开发海洋资源前景十分广阔。你认为海水中含量最多的金属元素是
A.铝 B.钠 C.钙 D.铁
【变式1-1】海南是中国管辖海域面积最大的省份,具有丰富的海洋资源。氯化钠占整个海洋盐类的80%以上。下列有关氯化钠的说法正确的是( )
A.室温下的氯化钠饱和溶液不能再溶解氯化钾
B.取出部分上层溶液,可将接近饱和的氯化钠溶液变为饱和
C.可用硝酸银溶液鉴别氯化钠和氯化镁溶液
D.将100g质量分数为20%的氯化钠溶液稀释为10%,所用的仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管
【变式1-2】广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以用海水中提取的镁盐制取,镁盐属于海洋资源中的( )
A.矿产资源 B.动力资源 C.化学资源 D.生物资源
【变式1-3】下列有关海洋资源及其综合利用的说法正确的是( )
A.海水中含量最多的物质是NaCl
B.膜法淡化海水是利用了海水中各组分的颗粒大小不同
C.海底的可燃冰大量燃烧后,不会造成温室效应
D.可以从海水中直接提取纯碱
►问题二 以海水为原料提取金属镁
【典例2-1】在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口增长的矛盾日益突出的情况下,开发海洋资源是历史发展的必然。某化学兴趣小组同学对海洋资源利用开展了项目式学习。
任务一:学习海洋资源利用的现状
(1)小组同学通过参观海洋馆、查询资料了解目前海洋资源包括“海水资源”“海洋油气资源”“海洋空间资源”等。海水资源中除了水,还可以提供的资源是 。我国已探明的海洋天然气占总量的30%,天然气的主要成分是甲烷,其燃烧的化学方程式为 。
任务二:海洋资源利用面临的问题
(2)小组同学了解海洋资源面临的主要问题有过度捕捞造成部分渔业种类资源枯竭、海洋污染等。含重金属物质的排放是造成海洋污染的重要途径,重金属中毒可以服用含有蛋白质的物质如 进行缓解。无污染的海水经综合利用还可以得到精盐和镁,流程如下:
(3)粗盐中含有氯化镁、硫酸钠等杂质,可以通过加入过量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液将其除去,反应后溶液中的溶质成分是 。
(4)制取氢氧化镁选择向母液中加石灰乳而不是向海水中直接加石灰乳的原因是 。
(5)镁条在空气中久置表面会变黑,小组同学查阅资料得知黑色固体是混合物,其中含有氧化镁、碱式碳酸镁。同学们猜想镁条变黑可能与、,水蒸气有关,用右图装置进行实验验证了镁条变黑与有关,请补全实验操作。
主要实验操作
实验现象
先在试管中加入2 mL蒸馏水再通入约4 mL
镁条第3天开始变黑
镁条无变化
(6)碱式碳酸镁在高温下会分解成三种氧化物,请写出化学反应方程式: 。
(6)碱式碳酸镁在高温下会分解成三种氧化物,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则三种氧化物为氧化镁、二氧化碳和水,化学反应方程式:。
【典例2-2】纵观世界经济发展的历史,一个明显轨迹就是由内陆走向海洋,由海洋走向世界,走向强盛。2021年6月8日是第13个“世界海洋日”,海洋是人类的母亲,是巨大的资源宝库,我们应台理开发并积极有效地保护海洋资源。
(1)海水淡化:海水淡化是解决淡水资源危机的有效途径之一、下列水的净化方法中,能使海水淡化的是___________(填序号)。
A.过滤 B.吸附 C.蒸馏 D.消毒
(2)海底矿物:海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气等常规化石燃料,人们还在海底发现了一种新型矿产资源“可燃冰”,它是由天然气(主要成分为甲烷CH4)和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。请写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式: 。
(3)海水制镁:如图为海水制镁的工艺流程图。
经历①②转化过程的目的是 。
写出③的化学反应方程式 。
(4)海水晒盐:
根据海水晒盐的流程图,判断下列说法中正确的是___________(填序号)。
A.利用阳光照射,使海水升温,从而使食盐结晶析出
B.利用海水在阳光下发生分解反应制得食盐
C.利用阳光和风力使水分蒸发得到食盐
D.海水“晒盐”后剩余的母液(苦卤)一定是饱和溶液
(5)1926年,我国著名化学家侯德榜先生创立了侯氏制碱法,促进了世界制破技术的发展,该技术以从海水中提取出来的食盐(NaCl)为主要原料制取纯碱,同时得到可用作化学肥料的物质氯化铵(NH4Cl),NaCl和NH4Cl的溶解度曲线如图2所示,请回答下列问题:
①根据图2所示,t2℃时,NH4Cl的溶解度是 g。
②通过NaCl的溶解度曲线,可判断出海水“晒盐”是用 的方法从海水中得到NaCl(填写“蒸发结晶”“降温结晶”之一)。
③t1℃时,将不同质量的NH4Cl饱和溶液和NaCl饱和溶液均升温至t2℃,此时,NH4Cl溶液的溶质质量分数 NaCl溶液的溶质质量分数(填写“大于“等于”小于““无法判断之一)。
【典例2-3】海南四周环海,海洋资源极为丰富。从海水中提取镁的第一步反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。现有海水样品(含NaCl、MgCl2、CaCl2)1000g,加入足量澄清石灰水,充分反应后得沉淀5.8g。求海水样品中MgCl2的质量分数。(请写出计算过程)
【变式2-1】海南四周环海,海洋资源极为丰富。我们可从海水中提取镁,其中一步反应的方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。现有海水样品(含NaCl、MgCl2等) 1000 g,加入适量熟石灰,恰好反应后得沉淀5.8 g。求海水样品中MgCl2的质量分数。
【变式2-2】海洋中蕴含丰富的化学资源。我国海岸线长3.2万千米,拥有300万平方千米的海洋专属经济区,海洋资源开发前景十分广阔。
(1)镁被誉为海洋里宝贵的“国防元素”。下图是从海水中提取金属镁的流程图,下列说法不正确的是 。
a.步骤①→步骤②是为了将氯化镁聚集起来,获得比较纯净的氯化镁
b.步骤②加入的试剂B是稀盐酸
c.步骤③的反应中化学能转化为电能
d.步骤③反应还可得到副产物氯气
(2)某化学兴趣小组的同学取50g某MgC12溶液于一只洁净干燥的烧杯中,然后逐滴加入10%的NaOH溶液,产生沉淀的质量与所滴入NaOH溶液质量的关系曲线如图所示。试回答:
①当滴入NaOH溶液20g时(即图中A点),烧杯中溶液里一定大量存在的溶质是 (写化学式)。
②当滴入10%的NaOH溶液40g时(即图中B点),试通过计算,求此时所得不饱和溶液的质量(计算结果精确至0.1g)。
【变式2-3】(1)从海水中提取出的粗盐中除了NaCl外,还含有泥沙等杂质。请完善下列实验室中除去泥沙等杂质的实验步骤,并回答相关问题:
其中操作1的名称是 ;在加热蒸发过程中,当蒸发皿中 时,停止加热。
(2)海水提取出粗盐后的母液中,还含有较多的氯化镁,用氯化镁可制得金属镁。工业上从母液中提取氯化镁的过程如下:
反应Ⅰ的基本反应类型是 。
(3)工业上可用电解饱和NaCl溶液的方法制得烧碱、氯气和氢气,请写出该反应的化学方程式: 。
【变式2-4】南海、钓鱼岛及其附属海域是我国固有领土,蕴藏着丰富的海洋资源。
(1)海水制盐。从海水制取的粗盐中含有泥沙、硫酸镁和氯化钙等杂质,为得到较纯的氯化钠,将粗盐溶于水,然后进行如下操作:a.加过量的Ba(OH)2溶液;b.加稍过量的盐酸;c.加过量的Na2CO3溶液;d.过滤;e.蒸发。正确的操作顺序是 (填字母)。加Na2CO3溶液的作用是除去 ;
(2)海水“制碱”。氨碱法制纯碱中生成NaHCO3和NH4Cl的化学方程式为 。
1.海洋是一个巨大的资源宝库。下列有关海洋资源的叙述不正确的是( )
A.海水中含量最高的元素是氧元素
B.海水中含量最高的物质是氯化钠
C.海底蕴含着大量的煤、石油、天然气等化石燃料
D.既要加大海洋开发力度,也要注意保护海洋环境
2.小明在“海洋资源的综合利用与制盐”的实践活动中制得的盐中除NaCl外,还含有MgCl2、MgSO4,它们的溶解度曲线如图,下列说法正确的是( )
A.溶解度最小的是NaCl
B.40℃时,MgCl2溶液中溶质的质量分数为57.5%
C.70℃时,MgSO4饱和溶液升高温度或降低温度都可能析出晶体
D.从含有NaCl、MgCl2、MgSO4的溶液中提取NaCl,可采用降温结晶的方法
3.化学与我们的生活、生产、科技密切相关。
(1)中国自主研发的“天问一号”火星探测车已成功登陆火星。硅片太阳能电池板是探测车主要动力来源,硅的元素符号是 。
(2)我国具有丰富的海洋资源,海水中含量最多的阳离子是 (填离子符号)。
(3)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂,可应用于自来水和公共场所的杀菌、消毒处理。ClO2中氯元素的化合价为 价。
(4)人体血液中含有亚铁离子的符号是 。
4.日本于2023年8月24日启动福岛核污染水排海,将对海洋生态系统产生危害。我国是海洋大国,保护海洋资源,人人有责。同时,要合理利用海洋资源,加快建设海洋强国。
任务一:探究海洋污染的影响
(1)核污染水含氚等放射性元素。氚对人体的危害可能会诱发胃肠道损伤甚至致癌。氚的原子核由1个质子和2个中子构成,原子核外有 个电子。符号“1H”表示原子核含1个质子和0个中子,“2H”表示原子核含1个质子和1个中子,推测氚的符号可表示为 。
任务二:海洋资源的利用和保护
为除去粗盐中含有的可溶性杂质硫酸钠、氯化钙和氯化镁,某同学利用给定试剂NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液和盐酸,实验中所加试剂均过量,设计了如下实验流程:
(2)加入试剂②后,发生反应的方程式是 。(任写一个)
(3)加入盐酸的作用是 。
(4)若实验室无氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,可用一种试剂 (填化学式)替代。
5.连云港海洋资源丰富,应用前景广阔。
(1)海水晒盐。如图是利用海水提取粗盐的过程:
①“蒸发池”中质量逐渐减少的物质是 (填化学式)。
②实验室里除去粗盐中难溶性杂质一般步骤为溶解、过滤、蒸发,这三种基本操作中都要使用的玻璃仪器是 。
③析出晶体后的“母液”是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。母液中含有MgCl2,向母液中加入澄清石灰水有白色沉淀生成,该复分解反应的化学方程式为 。
(2)海底探物。海底埋藏着大量的“可燃冰”,其主要成分是甲烷水合物(由甲烷分子和水分子构成),还含有少量的CO2等气体。下列说法正确的是 (填字母)。
a.可燃冰和干冰都属于混合物
b.可燃冰与煤相比是较清洁燃料
c.可燃冰和石油都属于可再生能源
6.海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。我国海岸线长)达3.2万千米,海洋资源丰富,开发前景十分远大。试回答:
①海水“晒盐”:从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”,其过程如图所示。图中的“母液”是氯化钠的 溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
②粗盐提纯:由海水蒸发结晶得到的粗盐中含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质,为除净这些杂质,所加的三种试剂分别是NaOH溶液、Na2CO3溶液和BaCl2溶液(均过量),合理的顺序是:Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之 (填“前”或“后”)加入。
③海水制“碱”:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应,反应生成的NaHCO3达到一定浓度时会从溶液中先结晶出来。下列叙述中,合理的是 (填选项序号)。
A.结晶析出NaHCO3后的溶液中一定没有Na+
B.上述六种物质中,可用作焙制糕点发酵粉的是NaHCO3
C.配制饱和食盐水时,搅拌可以增大食盐的溶解度
D.向饱和食盐水中先通入氨气,更有利于吸收二氧化碳
7.我国拥有丰富的海洋资源,我们可以从海水中提取食盐,并以此为原料制得具有广泛用途的氢氧化钠,主要工艺流程如图所示。
(1)利用风吹日晒可以从海水中提取粗盐,风吹日晒的主要作用是 。
(2)实验室粗盐提纯的步骤为溶解、 、蒸发。
8.受疫情影响,处于内陆城市的八一中学与某沿海城市的友好学校滨海中学的同学无法开展实地交流,于是借助数字化平台开展了有关海洋资源的综合利用的“云端”活动。
任务一:调查海水及其资源利用概况
【查阅资料】我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水资源利用等。
【分析交流】
(1)每千克海水中约含钠10.62g、镁1.28g、钙0.40g等。这里“钠”“镁”“钙”指的是 (填“单质”“分子”“原子”或“元素”)。
(2)进行海水晒盐主要是利用海水里的资源 (填一种物质的化学式)。
任务二:咨询海水处理技术
【咨询专家】同学们通过数字化平台向海洋专家咨询获悉,海水淡化利用了反渗透膜淡化技术,其工作原理如图1所示。
【小组讨论】同学们就以下两个问题进行了网上交流并达成共识。
(3)海水通过反渗透膜变成淡水,从物质成分角度看含盐量 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)结合图2和生产、生活实际分析,海水淡化的意义在于 (填一种)。
任务三:检测海水酸碱性
滨海中学的同学取了一瓶海水,与八一中学的同学在“云端”共同完成了海水酸碱性的检测。
【进行实验】
(5)设计不同的实验方案,检测海水的酸碱性。
实验方案
实验现象或结果
实验结论
Ⅰ
用玻璃棒蘸取水样,滴在pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照
pH=8
Ⅱ
取水样于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,观察
【反思评价】
(6)资料显示,金属离子与氢氧根离子结合成沉淀的pH有一定的范围,上述实验中海水的镁离子能开始生成氢氧化镁沉淀的pH可能是 (填序号)。
A.3.1
B.7.1
C.9.1
任务四:展望海水发展前景
【小组交流】
(7)同学们了解到随着海水农业技术的创新和推广,富含碘、硒等微量元素的海水食物将为人类健康提供必要的保障。他们一致认为,经常食用这类食物可预防的疾病是 (填一种)。
【成果分享】通过“云端”合作,同学们知道了海洋作为人类重要的资源宝库,不仅可以提供丰富的自然资源,还可以通过科技手段推动再生资源的开发和利用。
9.海洋是巨大的资源宝库,海洋资源的合理开发和综合利用对人类具有重要意义,请运用所学知识回答下列问题。
(1)海底蕴藏着大量的“可燃冰”,其主要成分是天然气的水合物,若利用可燃冰作燃料 (填“会”或“不会”)产生二氧化碳;
(2)如图是综合利用海洋化学资源的流程图:
①步骤Ⅰ用氨碱法生产纯碱的过程中,应先向饱和食盐水中通入氨气,制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳。请从酸碱反应的角度分析原因? 。
②工业生产中,步骤Ⅳ电解熔融状态的氯化镁制得金属镁的过程中,能量转化形式是: 。
10.2024年6月8日是第16个“世界海洋日”,我国有漫长的海岸线,蕴藏着丰富的海洋资源。综合利用海水的部分流程图如图,回答下列问题:
(1)海水制镁。步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳,而不向海水中直接加入石灰乳,原因是 。石灰乳可以用贝壳作为原料制取,其过程中发生分解反应的化学方程式是 。以上制镁的流程中发生中和反应的化学方程式是 。
(2)海水晒盐。通常采用 的方法使海水中的氯化钠析出。通过步骤④除去粗盐溶液中含有的MgCl2、Na2SO4、CaCl2等可溶性杂质,需要依次加入过量的BaCl2溶液、过量的Na2CO3溶液、过量的NaOH溶液,然后过滤,在滤液中加入适量的稀盐酸。其中加入过量的Na2CO3溶液的目的是 ,过滤后在滤液中加入适量稀盐酸的目的是 。
(3)海水制碱。步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程,步骤⑧中需要向NaCl饱和溶液中先后加入的两种物质是 。步骤⑨中发生反应的化学方程式是 。侯氏制碱法制取的纯碱经常含有氯化钠杂质,某同学取少量纯碱样品加入过量稀盐酸充分反应后,再滴加AgNO3溶液观察到有白色沉淀产生,得出样品中含有氯化钠杂质的结论。实验后,经学习小组讨论发现上述方法有误,判断依据是 。
(4)氯碱工业。步骤⑥发生反应的化学方程式是 。次氯酸钠是家用漂白剂的主要成分,按照物质的分类它属于 (填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
11.连云港海洋资源丰富,应用前景广阔。
(1)海水晒盐:
①海水“晒盐”是利用 (填字母代号)的方法使NaCl晶体析出。
A.升高温度,使NaCl溶解度增大
B.风吹日晒,使溶剂蒸发
②海水“晒盐”后,所得的母液是氯化钠的 溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
(2)粗盐提纯:除去难溶性杂质后的食盐水中还含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子,为得到较纯的氯化钠,进行如下的实验操作:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④加入适量的盐酸调节溶液的pH等于7;⑤过滤;⑥蒸发。下列操作顺序正确的是 (填字母)。
A.①③②④⑤⑥
B.②③①④⑤⑥
C.③①②⑤④⑥
D.②③①⑤④⑥
其中操作①加入过量的Na2CO3溶液,可除去溶液中的离子是 (填离子符号)。
(3)海水制镁:从海水中提取MgCl2历经步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三步转换的主要目的是 。
(4)海水“制碱”:氨碱工业生产过程中,需向饱和的食盐溶液中依次通入氨气和二氧化碳气体获得碳酸氢钠。先通入一段时间氨气,再通入二氧化碳气体,其目的是 。写出步骤Ⅰ的化学方程式 。
12.纯碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”,在充分利用海洋资源的基础上,结合“侯氏制碱法”的基本原理,可模拟实现工业生产纯碱的过程如下(某些反应产物已略去)。
回答下列问题:
(1)操作a的名称是 ,用到的玻璃仪器有 (填一种即可)。
(2)反应②的化学方程式为 ,反应的基本类型是 。
(3)反应③的化学方程式为 ,列举小苏打在生活中的一种常见用途 。
(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是:先通氨气形成饱和氨盐水,形成 (填“酸”或“碱”)性环境,然后在加压条件下通入二氧化碳,有利于CO2的吸收。
(5)仔细观察流程图,其中可循环利用的物质除二氧化碳和水之外,还有 。
13.阅读下面的科普短文,然后回答问题:
水是包括人类在内所有生命生存的重要物质,也是生物体最重要的组成部分。全球水资源储量如图1所示。
海水是宝贵的自然资源,目前世界上已知的100多种元素中,80多种可以在海水中找到,是名副其实的液体矿藏。海水的含盐量非常高,通过晾晒可得到食盐,我国目前利用海洋资源获取钾、溴、氯、氯、碘等元素已形成规模。
海水不能被直接使用,可以通过淡化进行处理,常用的海水淡化方法有蒸馏法和反渗透法。利用太阳能蒸馏淡化海水是一种节能的蒸馏法,其原理如图2所示。反渗透法是一种膜分离技术淡化方法,其原理如图3所示,对海水加压,水分子可以透过分离膜而海水中的各种离子不能透过,从而得到淡水。
海水还是陆地上淡水的来源之一和气候的调节器。人类在日常生活中所使用的是淡水资源,但同时淡水资源弥足珍贵,我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均占有量的左右。节约是中华民族的传统美德,在日常生活中,我们应大力倡导节约用水,树立惜水意识,把节约水资源作为我们的自觉行动。
(1)结合图1和图4,请对我国淡水资源概况做总结: 。
(2)海水是宝贵的自然资源,原因是 。
(3)利用膜分离技术能得到淡水,由此推知,该高分子分离膜只允许通过 (填微观粒子名称)。
(4)常用的海水淡化方法蒸馏与实验室蒸馏法相比,优点是 (答一条)。
(5)请你写出一条生活中节约用水的措施: 。
14.化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过参观场馆、采访专家、实验模拟等形式,就“海洋资源的综合利用”展开了项目式学习。
活动一:认识海洋资源。
【查阅资料】
(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是 (写一种)。
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等11种 (填“元素”“原子”或“单质”)占海水所溶解物质总质量的99.8%以上,从中可以提取50多种化学物质。
活动二:了解海水淡化。
【采访专家】同学们了解了海水淡化的常用方法和最新研究:目前海水淡化的主流方法有多效蒸发海水淡化技术和反渗透技术,除盐率可高达96%。
【交流心得】
(3)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的海水属于软水,其中可溶性钙、镁化合物的含量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
活动三:模拟海水晒盐。
海水晒盐的目的是从海水中获取NaCl。同学们在实验室中用海水样品模拟海水晒盐。
【实验模拟】取少量海水进行过滤。将过滤后的海水倒入蒸发皿中,点燃酒精灯加热海水,同时用玻璃棒不断搅拌。一段时间后有晶体析出,停止加热。
【实验分析】同学们利用海水中两种主要物质的溶解度表对海水晒盐的过程进行分析。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
NaCl
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
CaCl2
30.1
37.8
51.7
103.3
111.0
120.1
(5)海水晒盐利用的原理是 结晶。
(6)海水晒盐过程中析出的主要物质是 ,原因是 ;剩余海水为这种物质的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(7)实验停止后,剩余海水温度恢复至20℃,此时海水中NaCl的质量分数为 (精确到0.1%)。
(8)若将海水完全蒸干反而不利于制盐,原因是 。
活动四:从粗盐中制取精盐。
海水晒盐得到的盐为粗盐,同学们对模拟实验得到的粗盐进行了提纯。如图甲所示为粗盐提纯实验的部分操作。请回答下列问题。
(9)如图甲所示的操作中,粗盐提纯的正确操作顺序为 (填序号)。
(10)操作C中要将圆形滤纸折叠处理,图乙步骤中,不该出现的是 (填序号)。
(11)操作D中称取10.0g粗盐,将该粗盐逐渐加入盛有10mL水的烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,直到粗盐不再溶解为止,称得未溶解的粗盐的质量为2.0g,最终得到精盐的质量为6.4g,该实验精盐的产率是 。
15.海洋是资源的宝库,开发利用海洋资源对人类社会生产、生活具有重要的意义。
【膜分离技术使海水淡化】
(1)分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过,其原理是依据各成分 的不同,分离获得淡水。图1中,给右侧海水加压的目的是 。
【海水晒盐】
(2)某盐场,阳光强烈,日照平均7小时以上。请结合图2分析海水晒盐利用的结晶方法是 。晒盐时不能将水全部蒸干,目的是保证大量的NaCl析出,而MgCl2、MgSO4等物质基本不析出,它们基本不析出的原因 。
【粗盐提纯】
(3)粗盐中含有多种可溶性杂质(如氯化镁、氯化钙、硫酸钠等)和少量泥沙。取少量粗盐,加足量水溶解,可通过 方法除去其中不溶性杂质。
【除去可溶性杂质】
(4)实验探究:
滴加甲、乙、丙三种试剂的正确顺序最多有 种,请写出其中一种 (写溶质的化学式)。加入氢氧化钠溶液后,发生反应的化学方程式是 。固体D的成分有 。液体E中加入适量稀盐酸,产生气体的化学方程式是 。小郑同学认为上述实验可以将甲、乙、丙三种溶液改成两种 (按加入的先后顺序填写)。
16.兴趣小组开启了“海洋资源的综合利用与制盐”项目式学习之旅。
任务一:海水淡化
(1)蒸馏法是一种海水淡化方法,它是利用各物质的 不同,将物质进行分离。
(2)如图是膜分离法淡化海水的原理,下列说法正确的是 (填序号,不定项)。
A.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
(3)膜分离法相对于蒸馏法的优势是 (答一点)。
任务二:海水晒盐
(4)海水晒盐采用的结晶方法为 ,晒盐后得到的母液是氯化钠的 溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
任务三:海水提镁、制“碱”
资料:表格是部分物质在水中的溶解性。
物质
氨气
二氧化碳
氢氧化镁
碳酸镁
氢氧化钙
碳酸氢钠
溶解性
极易溶
能溶
难溶
微溶
微溶
可溶
(5)粗盐中含有MgCl2、CaCl2等可溶性杂质,通过步骤Ⅰ,再利用过滤操作可得到精盐水。步骤Ⅰ加入下列三种溶液的先后顺序为 (用字母排序)。
a.稍过量的Na2CO3溶液 b.稍过量的石灰乳 c.适量的盐酸
(6)步骤Ⅱ向饱和精盐水中通入氨气和二氧化碳,生成碳酸氢钠和氯化铵,请写出该反应的化学方程式 ,步骤Ⅱ中氨气和二氧化碳的通入顺序是先通入氨气,后通入二氧化碳,这样操作的原因是 。
(7)有人提出生产中步骤Ⅳ用石灰乳而不用氢氧化钠是因为氢氧化钙更便宜,我们学过的某个化学反应可以证明氢氧化钙比氢氧化钠便宜,请写出该反应的化学方程式 。
应用拓展:
(8)①氧化钙可用于制造自热盒饭的发热包,原因是 。
②有人提出:氧化钙制造的发热包用后应该用酸中和后才能抛弃。如果你同意该观点,请写出日常生活中可用的酸或含有酸的物品;如果不同意该观点,请简述理由 。(选一个答)
17.海洋中蕴含着丰富的资源,海洋资源的合理开发和综合利用对人类具有重要意义。
(1)从海洋中获得淡水,是解决淡水危机的重要途径。海水淡化的方法很多,蒸馏法是其中的一种。小明同学取少量海水,用图1所示装置进行了蒸馏法淡化海水的模拟探究实验。下列有关说法中,不正确的是 。
A.蒸馏主要是利用物质的沸点不同将混合物进行分离
B.增加导管的长度可以使水蒸气的冷凝效果更好
C.蒸馏过程发生了物理变化,水分子的体积变大
(2)采用如图2所示的膜分离法淡化海水。加压后,水分子能通过淡化膜,钠离子、氯离子等不能通过,从而得到淡水。现有1000g含3%NaCl的海水,淡化后得到含30%NaCl的浓海水理论上可得淡水 g。
(3)目前从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”,生产流程如图:
从上述流程可知,从海水中获得食盐是通过 (选填“蒸发结晶”“降温结晶”)实现的。常温下,析出粗盐晶体后的母液,对于氯化钠来说是 (选填“饱和”“不饱和”)溶液。
18.东营海洋资源丰富,近些年东营坚持新发展理念,高质量发展海洋综合产业。
(1)海水淡化。蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用混合体系中各物质的 不同,将物质进行分离。
(2)矿产资源。海底蕴藏着大量的“可燃冰”(含甲烷),请写出可燃冰燃烧的化学方程式 。
(3)海水晒盐。利用盐田法晒盐,盐田通常分为蒸发池和结晶池两部分。下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.气温高、湿度低、风力大、雨量少、阳光充足有利于海水晒盐
B.结晶池内母液蒸发得到盐卤(亦称苦卤)属于混合物
C.母液一定是氯化钠的饱和溶液,也是所含杂质氯化镁、氯化钙的饱和溶液
D.蒸发池中氯化钠的质量分数大于海水中氯化钠的质量分数
E.在结晶池中主要通过降温结晶使氯化钠析出
(4)工业上可用下图所示流程制备镁和钛。
步骤①中可以加入的物质是 (选填“石灰水”或“石灰乳”),制取金属钛(Ti)的化学方程式为 。该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式),步骤②的反应类型是 。
19.同学们通过调查实践活动,深刻理解了海洋资源对人类社会生产、生活的意义。
(1)海洋中矿物资源丰富。人们在海底发现了一种新型矿产资源——可燃冰,被科学家誉为“未来能源”,原因是 。
(2)膜分离技术能使海水淡化。分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过,其原理是依据各成分 的不同,分离获得淡水。图1中,给右侧海水加压的目的是 。
(3)莺歌海盐场是海南省最大的盐场,阳光强烈,日照平均7小时以上。请结合图2分析海水晒盐利用的结晶方法是 ,晒盐时不能将水全部蒸干,目的是保证大量的NaCl析出,而MgCl2、MgSO4等物质基本不析出,它们基本不析出的原因 。
(4)海水制镁。菱镁矿的主要成分是碳酸镁。兴趣小组同学提供两种提取金属镁的路径方案如图所示。
方案1:
方案2:
结合地理位置,因地制宜,选择烟台市提取金属镁的最佳方案。你的选择是方案 (选填“1”或“2”),理由是 (写出两点即可)。写出氯化镁与石灰乳反应的化学方程式 。
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第十单元 常见的盐
第一节 概览海洋资源
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.了解海洋丰富的资源种类,了解如何从化学角度认识、利用和开发这些资源。
2.理解用化工流程处理和利用海洋中的水体资源、盐类资源、矿物资源和生物资源。
3.能运用一些常见的化学操作掌握从海水中提取金属镁的流程和原理。
重难点:运用化学操作和酸、碱的化学性质以海水为原料提取金属镁等资源;书写每一步设计到的化学反应方程式。
一、海水资源及其综合利用
1.海洋水体资源可分为两大类:海洋中的水和溶解于海水中的各种化学物质。
2.海水中的液态部分类似于溶液,其中水为溶剂,溶质是各种物质,其中大部分化合物是盐。 盐可以看成是酸碱中和的产物,但盐的种 类比酸和碱要多很多,同时,盐也具有很多不同于酸碱的性质。
化学中的盐与氧化物、酸、碱同属于化合物由金属元素(或铵根)和酸根组成。如氯化钠、氯化钙、硫酸钠都属于盐,盐在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子。值得大家注意的是,铵根离子(NH4+)和酸根离子结合形成的物质也叫作盐。比如氯化铵(NH4Cl)、硝酸铵(NH4 NO3),我们把这种盐叫作铵盐。盐是化合物中一类重要的物质,并不仅仅指生活中的食盐。海水中蕴含着种类繁多的化学元素。
3.海洋矿产资源主要包括海洋油气和海滨砂矿。在深海沉积物或陆域的永久冻土中存在一种冰冻状态的天然气水合物晶体。它是由水和天然气在高压低温条件下形成的类似冰状的笼状晶体。这种晶体表面看似冰,点火便可以燃烧,因此又叫“可燃冰”。可燃冰的化学式为 CH4 · nH2O,属于有机化合物。
4.海洋中的生物资源主要包括海洋动物、海洋植物和海洋微生物。海带、紫菜等藻类植物中含有丰富的碘元
素。其中,海带产量高、价格低,常用作提取 碘单质的原料。碘元素在海带中以碘化物的形 式存在。以海带灰为原料,可以提取碘单质。
2、 盐的定义
一、常见的盐
1.日常生活中所说的盐通常是食盐,主要成分是氯化钠;化学上说的盐是一类物质,是由金属离子(或铵根离子)与酸根离子组成的化合物。
【易错提醒】
盐中不一定含有金属离子,铵盐中的阳离子是铵根离子。
2.常见的盐
名称
氯化钠
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸钙
高锰酸钾
硫酸铜
硝酸钠
化学式
NaCl
Na2CO3
NaHCO3
CaCO3
KMnO4
CuSO4
NaNO3
3. 盐的性质
常温下大多数盐都是固体,熔点较高。所以,盐易于从混合物中分离提纯,也更便于储存、运输和计量。不同的盐溶解性不同,大多数盐的水溶性比较好,可以根据需要配制不同浓度的溶液。通常情况下,钾盐(含有钾元素的盐,下同)、钠盐、铵盐和硝酸盐都易溶于水,例如:NaCl、Na2CO3、KMnO4、NaNO3,但也有许多盐难溶于水,如大多数碳酸盐CaCO3。
三、海水提镁的流程
工艺流程
反应原理
CaCO3CaO+CO2↑
CaO+H2O===Ca(OH)2
MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+H2O
MgCl2(熔融)Mg +Cl2↑
1.潍坊有丰富的海洋资源,氯化钠占整个海洋盐类的80%以上。下列有关氯化钠的说法正确的是
A.室温下的氯化钠饱和溶液不能再溶解氯化钾
B.取出部分上层溶液,可将接近饱和的氯化钠溶液变为饱和
C.可用水鉴别氯化钠和氢氧化钠
D.将100 g质量分数为20%的氯化钠溶液稀释为10%,所用的仪器只有烧杯、量筒、玻璃棒
【答案】C
【详解】A、一定温度下,一种物质的饱和溶液还能继续溶解其它物质,室温下的氯化钠饱和溶液还能再溶解氯化钾,故选项说法错误;B、溶液具有均一性,取出部分上层溶液,接近饱和的氯化钠溶液仍为不饱和溶液,故选项说法错误;C、氯化钠溶于水温度几乎不变,氢氧化钠溶于水温度升高,可以用水鉴别,故选项说法正确;D、利用浓溶液配制稀溶液,采用的加水稀释的方法,其操作步骤是计算、量取、溶解,所用的仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管,故选项说法错误。故选C。
2.海洋是一个巨大的资源宝库,我国坚持陆海统筹、发展海洋经济,科学开发海洋资源,保护海洋生态环境,维护海洋权益,建设海洋强国。下列有关海洋资源利用的说法中,不正确的是
A.海水“晒盐”主要利用了蒸发结晶的方法
B.可燃冰具有热值高,几乎不产生残渣废气等优点,被称为“未来能源”
C.可以直接电解浓缩后的海水获得金属镁
D.海水“制碱”得到的“碱”是一种盐
【答案】C
【详解】A、氯化钠的溶解度受温度的影响较小,所以“海水晒盐”利用了蒸发结晶的原理,故A正确;
B、可燃冰主要成分为甲烷水合物,其燃烧产生二氧化碳和水,具有热值高,不产生残渣废气等优点,被称为“未来能源”,故B正确;
C、直接电解浓缩后的海水不能获得金属镁,电解熔融氯化镁制取金属镁,故C错误;
D、“海水制碱”得到的“碱”是指纯碱,即碳酸钠,是一种盐(钠离子和碳酸根离子),故D正确;
故选C。
►问题一 海水资源及其综合利用
【典例1-1】下列有关海洋资源及其综合利用的说法错误的是
A.海水制镁应用了富集提纯的思想
B.蒸馏法淡化海水是利用了海水中各组分的颗粒大小不同
C.海底的可燃冰大量燃烧后,也会造成温室效应
D.从海水晒盐后的母液中可以提取多种化工原料
【答案】B
【详解】A.海水中制取镁的原理,先将海水中的氯化镁转化成氢氧化镁沉淀,然后再转化成氯化镁进行电解,应用了富集提纯的思想,选项正确;
B.蒸馏法淡化海水是利用海水中各成份的沸点不同,将水和其他物质进行分离,选项错误;
C.海底的可燃冰大量燃烧后,可燃冰主要成分是甲烷,大量燃烧后生成二氧化碳会造成温室效应加剧,选项正确;
D.海水晒盐后氯化钠结晶析出。但母液中还含有氯化镁等物质,可以提取多种化工原料,选项正确。
故选B。
【典例1-2】我市地处沿海,海洋资源丰富,综合开发海洋资源前景十分广阔。你认为海水中含量最多的金属元素是
A.铝 B.钠 C.钙 D.铁
【答案】B
【详解】海水中蕴藏着丰富的化学资源,含有的化学元素有80多种,其中金属元素含量最多的是钠,我国渤海、黄海、东海、南海海水中本题涉及的四种金属元素含量由多到少的顺序是:钠、钙、铁、铝。故选B。
【变式1-1】海南是中国管辖海域面积最大的省份,具有丰富的海洋资源。氯化钠占整个海洋盐类的80%以上。下列有关氯化钠的说法正确的是( )
A.室温下的氯化钠饱和溶液不能再溶解氯化钾
B.取出部分上层溶液,可将接近饱和的氯化钠溶液变为饱和
C.可用硝酸银溶液鉴别氯化钠和氯化镁溶液
D.将100g质量分数为20%的氯化钠溶液稀释为10%,所用的仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管
【答案】D
【详解】A、室温下的氯化钠饱和溶液不能溶解氯化钠,但是对于其它物质还可以溶解,故A错误;
B、将接近饱和氯化钠溶液转变为饱和溶液的方法,可以加溶质,降低温度,蒸发溶剂,取出部分上层溶液,不可将接近饱和的氯化钠溶液变为饱和,故B错误;
C、硝酸银和氯化钠反应生成硝酸钠和氯化银沉淀, 氯化镁和硝酸银反应生成硝酸镁和氯化银沉淀,反应现象相同都产生白色沉淀,不能签别氯化钠和氯化镁溶液,故C错误;
D、固体溶质溶液的配制一般步骤计算、称量、溶解、装瓶存放,用到仪器有托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒,液体稀释溶液配制的一般步骤为计算、量取、溶解、装瓶存放,用到仪器有量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒,将100g质量分数为20%的氯化钠溶液稀释为10%,为液体稀释配制溶液所用的仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒和胶头滴管,故D正确:
故选:D
【变式1-2】广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业的金属镁可以用海水中提取的镁盐制取,镁盐属于海洋资源中的( )
A.矿产资源 B.动力资源 C.化学资源 D.生物资源
【答案】C
【详解】镁盐属于海洋资源中的化学资源。故选C。
【变式1-3】下列有关海洋资源及其综合利用的说法正确的是( )
A.海水中含量最多的物质是NaCl
B.膜法淡化海水是利用了海水中各组分的颗粒大小不同
C.海底的可燃冰大量燃烧后,不会造成温室效应
D.可以从海水中直接提取纯碱
【答案】B
【详解】A、海水中含量最多的物质是水,故选项错误;
B、膜法淡化海水是利用海水中各成分的颗粒大小不同分离出淡水,故选项正确;
C、海底的可燃冰大量燃烧后,可燃冰主要成分是甲烷,大量燃烧后会造成温室效应,故选项错误;
D、海水中含有氯化钠,可以利用海水、二氧化碳气体、氨气等来生产纯碱,但不能直接提取纯碱,故选项错误。故选B。
►问题二 以海水为原料提取金属镁
【典例2-1】在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口增长的矛盾日益突出的情况下,开发海洋资源是历史发展的必然。某化学兴趣小组同学对海洋资源利用开展了项目式学习。
任务一:学习海洋资源利用的现状
(1)小组同学通过参观海洋馆、查询资料了解目前海洋资源包括“海水资源”“海洋油气资源”“海洋空间资源”等。海水资源中除了水,还可以提供的资源是 。我国已探明的海洋天然气占总量的30%,天然气的主要成分是甲烷,其燃烧的化学方程式为 。
任务二:海洋资源利用面临的问题
(2)小组同学了解海洋资源面临的主要问题有过度捕捞造成部分渔业种类资源枯竭、海洋污染等。含重金属物质的排放是造成海洋污染的重要途径,重金属中毒可以服用含有蛋白质的物质如 进行缓解。无污染的海水经综合利用还可以得到精盐和镁,流程如下:
(3)粗盐中含有氯化镁、硫酸钠等杂质,可以通过加入过量的氢氧化钠溶液、氯化钡溶液将其除去,反应后溶液中的溶质成分是 。
(4)制取氢氧化镁选择向母液中加石灰乳而不是向海水中直接加石灰乳的原因是 。
(5)镁条在空气中久置表面会变黑,小组同学查阅资料得知黑色固体是混合物,其中含有氧化镁、碱式碳酸镁。同学们猜想镁条变黑可能与、,水蒸气有关,用右图装置进行实验验证了镁条变黑与有关,请补全实验操作。
主要实验操作
实验现象
先在试管中加入2 mL蒸馏水再通入约4 mL
镁条第3天开始变黑
镁条无变化
(6)碱式碳酸镁在高温下会分解成三种氧化物,请写出化学反应方程式: 。
【答案】(1) 化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源等(合理即可)
(2)牛奶或蛋清等(合理即可)
(3)氯化钠、氯化钡、氢氧化钠
(4)海水中的镁离子浓度比较低,而母液中镁离子的浓度高
(5)在试管中加入 2mLNaOH 浓溶液
(6)
【详解】(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源等;
甲烷燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:;
(2)蛋白质遇到重金属盐时,结构会被破坏,生理活性也随之消失,因此摄入重金属盐会导致中毒,重金属中毒时服用含有丰富蛋白质的食品,如鸡蛋清、牛奶等,可防止人体本身的蛋白质被破坏,有解毒作用;
(3)粗盐中含有氯化镁、硫酸钠等杂质,可以通过加入过量的氢氧化钠溶液(氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠),氯化钡溶液(氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠)将其除去,则反应后溶液中的溶质成分是氯化钠、氢氧化钠、氯化钡;
(4)制取氢氧化镁选择向母液中加石灰乳而不是向海水中直接加石灰乳的原因是海水中的镁离子浓度比较低,而母液中镁离子的浓度高;
(5)猜想镁条变黑可能与 O2 、 CO2 ,水蒸气有关,用右图装置进行实验验证了镁条变黑与 CO2 有关,需要控制变量为是否与二氧化碳接触,则可在试管中加入 2mLNaOH 浓溶液,利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,使镁条不与二氧化碳接触,则镁条无明显变化,对比先在试管中加入2 mL蒸馏水再通入约4 mL CO2 ,镁条第3天开始变黑,可说明镁条变黑与二氧化碳有关;
(6)碱式碳酸镁在高温下会分解成三种氧化物,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则三种氧化物为氧化镁、二氧化碳和水,化学反应方程式:。
【典例2-2】纵观世界经济发展的历史,一个明显轨迹就是由内陆走向海洋,由海洋走向世界,走向强盛。2021年6月8日是第13个“世界海洋日”,海洋是人类的母亲,是巨大的资源宝库,我们应台理开发并积极有效地保护海洋资源。
(1)海水淡化:海水淡化是解决淡水资源危机的有效途径之一、下列水的净化方法中,能使海水淡化的是___________(填序号)。
A.过滤 B.吸附 C.蒸馏 D.消毒
(2)海底矿物:海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气等常规化石燃料,人们还在海底发现了一种新型矿产资源“可燃冰”,它是由天然气(主要成分为甲烷CH4)和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。请写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式: 。
(3)海水制镁:如图为海水制镁的工艺流程图。
经历①②转化过程的目的是 。
写出③的化学反应方程式 。
(4)海水晒盐:
根据海水晒盐的流程图,判断下列说法中正确的是___________(填序号)。
A.利用阳光照射,使海水升温,从而使食盐结晶析出
B.利用海水在阳光下发生分解反应制得食盐
C.利用阳光和风力使水分蒸发得到食盐
D.海水“晒盐”后剩余的母液(苦卤)一定是饱和溶液
(5)1926年,我国著名化学家侯德榜先生创立了侯氏制碱法,促进了世界制破技术的发展,该技术以从海水中提取出来的食盐(NaCl)为主要原料制取纯碱,同时得到可用作化学肥料的物质氯化铵(NH4Cl),NaCl和NH4Cl的溶解度曲线如图2所示,请回答下列问题:
①根据图2所示,t2℃时,NH4Cl的溶解度是 g。
②通过NaCl的溶解度曲线,可判断出海水“晒盐”是用 的方法从海水中得到NaCl(填写“蒸发结晶”“降温结晶”之一)。
③t1℃时,将不同质量的NH4Cl饱和溶液和NaCl饱和溶液均升温至t2℃,此时,NH4Cl溶液的溶质质量分数 NaCl溶液的溶质质量分数(填写“大于“等于”小于““无法判断之一)。
【答案】(1)C
(2)
(3) 利用化学沉淀法,富集提纯氯化镁
(4) CD
(5) 30 蒸发结晶 等于
【详解】(1)A、过滤是除去不溶性杂质的方法,不能除去水中的可溶性杂质,不能使海水淡化,故选项A错误;
B、吸附只能除去水中的色素和异味,不能除去水中的氯化钠等可溶性杂质,不能使海水淡化,故选项B错误;
C、蒸馏可除去所有杂质,可使海水淡化,故选项C正确;
D、消毒只能除去细菌和病毒等,不能使海水淡化,故选项D错误;
故选:C。
(2)甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;
(3)①氯化镁和氢氧化钙反应反应生成氢氧化镁和氯化钙,②氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,故经历①②转化过程的目的是利用化学沉淀法,富集提纯氯化镁;反应③是氯化镁在通电条件下生成镁和氯气,反应的化学反应方程式为:;
(4)A、氯化钠的溶解度受温度影响不大,利用阳光照射,使海水蒸发,从而使食盐结晶析出,不符合题意;
B、利用海水在阳光下蒸发结晶制得食盐,并没有发生分解反应,不符合题意;
C、利用阳光和风力使水分蒸发,可以得到食盐,符合题意;
D、海水“晒盐”后剩余的母液(苦卤),有溶质析出,一定是饱和溶液,符合题意;
故选:CD。
(5)①根据图2所示,t2℃时,NH4Cl的溶解度是30g;
②通过NaCl的溶解度曲线可知,氯化钠的溶解度受温度影响不大,故海水“晒盐”是用蒸发结晶的方法从海水中得到NaCl;
③t1℃时,氯化铵和氯化钠的溶解度相等,溶质质量分数相等,将不同质量的NH4Cl饱和溶液和NaCl饱和溶液均升温至t2℃,溶解度都增大,溶液中溶质和溶剂的质量不变,故此时,NH4Cl溶液的溶质质量分数等于NaCl溶液的溶质质量分数。
【典例2-3】海南四周环海,海洋资源极为丰富。从海水中提取镁的第一步反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。现有海水样品(含NaCl、MgCl2、CaCl2)1000g,加入足量澄清石灰水,充分反应后得沉淀5.8g。求海水样品中MgCl2的质量分数。(请写出计算过程)
【答案】解:设海水样品中MgCl2的质量为x,
x=9.5g
海水样品中MgCl2的质量分数为:
答:海水样品中MgCl2的质量分数为0.95%。
【详解】见答案。
【变式2-1】海南四周环海,海洋资源极为丰富。我们可从海水中提取镁,其中一步反应的方程式为MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2。现有海水样品(含NaCl、MgCl2等) 1000 g,加入适量熟石灰,恰好反应后得沉淀5.8 g。求海水样品中MgCl2的质量分数。
【答案】设海水样品中氯化镁的质量为x,
x=9.5 g,
氯化镁的质量分数:,
答:海水样品中氯化镁的质量分数为0.95%
【详解】见答案。
【变式2-2】海洋中蕴含丰富的化学资源。我国海岸线长3.2万千米,拥有300万平方千米的海洋专属经济区,海洋资源开发前景十分广阔。
(1)镁被誉为海洋里宝贵的“国防元素”。下图是从海水中提取金属镁的流程图,下列说法不正确的是 。
a.步骤①→步骤②是为了将氯化镁聚集起来,获得比较纯净的氯化镁
b.步骤②加入的试剂B是稀盐酸
c.步骤③的反应中化学能转化为电能
d.步骤③反应还可得到副产物氯气
(2)某化学兴趣小组的同学取50g某MgC12溶液于一只洁净干燥的烧杯中,然后逐滴加入10%的NaOH溶液,产生沉淀的质量与所滴入NaOH溶液质量的关系曲线如图所示。试回答:
①当滴入NaOH溶液20g时(即图中A点),烧杯中溶液里一定大量存在的溶质是 (写化学式)。
②当滴入10%的NaOH溶液40g时(即图中B点),试通过计算,求此时所得不饱和溶液的质量(计算结果精确至0.1g)。
【答案】(1)c
(2) MgCl2、NaCl 解:设生成的氢氧化镁的质量为x
x=2.9g
溶液的质量为:50g+40g-2.9g=87.1g
答:此时所得不饱和溶液的质量是87.1g。
【详解】(1)a、步骤①加入石灰乳,海水中的氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,步骤②加入稀盐酸,氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,获得比较纯净的氯化镁,故a正确;
b、步骤②加入的试剂B是稀盐酸,故b正确;
c、步骤③的反应中通电电解氯化镁,是将电能转化为化学能转化,故c错误;
d、氯化镁通电生成镁和氯气,所以步骤③反应还可得到副产物氯气,故d正确;
故选c;
(2)①氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,当滴入NaOH溶液20g时(即图中A点),从图像中可看出,氯化镁未反应完,因此溶液中还存在未反应完的氯化镁和生成的氯化钠,故填MgCl2、NaCl;
②从图像可看出,当滴入10%的NaOH溶液40g时,氢氧化钠和氯化镁恰好完全反应,过程见答案。
【变式2-3】(1)从海水中提取出的粗盐中除了NaCl外,还含有泥沙等杂质。请完善下列实验室中除去泥沙等杂质的实验步骤,并回答相关问题:
其中操作1的名称是 ;在加热蒸发过程中,当蒸发皿中 时,停止加热。
(2)海水提取出粗盐后的母液中,还含有较多的氯化镁,用氯化镁可制得金属镁。工业上从母液中提取氯化镁的过程如下:
反应Ⅰ的基本反应类型是 。
(3)工业上可用电解饱和NaCl溶液的方法制得烧碱、氯气和氢气,请写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) 溶解 出现较多固体
(2)复分解反应
(3)
【详解】(1)从海水中提取出的粗盐中除了NaCl外,还含有泥沙等杂质。根据后面的操作可知其中操作1的名称为溶解;在加热蒸发过程中,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热;
(2)反应Ⅰ是氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙的反应,该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;
(3)工业上可用电解饱和NaCl溶液的方法制得烧碱、氯气和氢气,根据质量守恒定律,参加反应的是氯化钠和水,该反应的化学方程式为:
【变式2-4】南海、钓鱼岛及其附属海域是我国固有领土,蕴藏着丰富的海洋资源。
(1)海水制盐。从海水制取的粗盐中含有泥沙、硫酸镁和氯化钙等杂质,为得到较纯的氯化钠,将粗盐溶于水,然后进行如下操作:a.加过量的Ba(OH)2溶液;b.加稍过量的盐酸;c.加过量的Na2CO3溶液;d.过滤;e.蒸发。正确的操作顺序是 (填字母)。加Na2CO3溶液的作用是除去 ;
(2)海水“制碱”。氨碱法制纯碱中生成NaHCO3和NH4Cl的化学方程式为 。
【答案】(1) a c d b e 氯化钙和过量的氢氧化钡(可写化学式)
(2)NaCl + NH3 +H2O + CO2=NaHCO3+NH4Cl
【详解】(1)氢氧化钡和硫酸镁反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此正确的操作顺序是:加过量的Ba(OH)2溶液除去硫酸镁、加过量的Na2CO3溶液除去氯化钙和过量的氢氧化钡、过滤除去沉淀、加稍过量的盐酸除去过量的碳酸钠和反应生成的氢氧化钠、蒸发得到氯化钠,即为a c d b e;
加Na2CO3溶液的作用是除去氯化钙和过量的氢氧化钡;
(2)
氨碱法制纯碱是先通过化学反应生成NaHCO3和NH4Cl,NaHCO3结晶析出,再加热NaHCO3制得纯碱,氨气、氯化钠、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵,该反应方程式为:。
1.海洋是一个巨大的资源宝库。下列有关海洋资源的叙述不正确的是( )
A.海水中含量最高的元素是氧元素
B.海水中含量最高的物质是氯化钠
C.海底蕴含着大量的煤、石油、天然气等化石燃料
D.既要加大海洋开发力度,也要注意保护海洋环境
【答案】B
【解答】解:A.海水中含量最多的物质是水,根据水的分子式H2O可知,氧元素含量最高,故正确;
B.海水中含量最高的物质是水,不是氯化钠,故错误;
C.海底蕴含着大量的煤、石油、天然气等化石燃料,故正确;
D.海洋中蕴含丰富的矿物、生物、动物等资源,既要加大海洋开发力度,也要注意保护海洋环境,故正确;
故选:B。
2.小明在“海洋资源的综合利用与制盐”的实践活动中制得的盐中除NaCl外,还含有MgCl2、MgSO4,它们的溶解度曲线如图,下列说法正确的是( )
A.溶解度最小的是NaCl
B.40℃时,MgCl2溶液中溶质的质量分数为57.5%
C.70℃时,MgSO4饱和溶液升高温度或降低温度都可能析出晶体
D.从含有NaCl、MgCl2、MgSO4的溶液中提取NaCl,可采用降温结晶的方法
【答案】C
【解答】解:A、选项说法没有指明温度,不能比较三种物质的溶解度大小,故选项说法错误。
B、选项说法没有指明氯化镁溶液是否饱和,无法确定40℃时MgCl2溶液中溶质的质量分数大小,故选项说法错误。
C、0℃~70℃时,硫酸镁的溶解度随着温度的升高而增大;温度大于70℃时,硫酸镁的溶解度随着温度的升高而减小,70℃时,MgSO4饱和溶液升高温度或降低温度都可能析出晶体,故选项说法正确。
D、氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大,从含有NaCl、MgCl2、MgSO4的溶液中提取NaCl,可采用蒸发结晶的方法,故选项说法错误。
故选:C。
3.化学与我们的生活、生产、科技密切相关。
(1)中国自主研发的“天问一号”火星探测车已成功登陆火星。硅片太阳能电池板是探测车主要动力来源,硅的元素符号是 。
(2)我国具有丰富的海洋资源,海水中含量最多的阳离子是 (填离子符号)。
(3)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂,可应用于自来水和公共场所的杀菌、消毒处理。ClO2中氯元素的化合价为 价。
(4)人体血液中含有亚铁离子的符号是 。
【答案】(1)Si;
(2)Na+;
(3)+4;
(4)Fe2+。
【解答】(1)硅的元素符号为Si;
(2)海水中盐类物质中氯化钠含量最高,氯化钠由钠离子和氯离子构成,故海水中含量最多的阳离子是Na+;
(3)二氧化氯中氧元素显﹣2价,设氯元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:x+(﹣2)×2=0,x=+4;
(4)一个亚铁离子带两个单位的正电荷,符号为Fe2+;
4.日本于2023年8月24日启动福岛核污染水排海,将对海洋生态系统产生危害。我国是海洋大国,保护海洋资源,人人有责。同时,要合理利用海洋资源,加快建设海洋强国。
任务一:探究海洋污染的影响
(1)核污染水含氚等放射性元素。氚对人体的危害可能会诱发胃肠道损伤甚至致癌。氚的原子核由1个质子和2个中子构成,原子核外有 个电子。符号“1H”表示原子核含1个质子和0个中子,“2H”表示原子核含1个质子和1个中子,推测氚的符号可表示为 。
任务二:海洋资源的利用和保护
为除去粗盐中含有的可溶性杂质硫酸钠、氯化钙和氯化镁,某同学利用给定试剂NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液和盐酸,实验中所加试剂均过量,设计了如下实验流程:
(2)加入试剂②后,发生反应的方程式是 。(任写一个)
(3)加入盐酸的作用是 。
(4)若实验室无氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,可用一种试剂 (填化学式)替代。
【答案】(1)1;3H;
(2)CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl(或BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl);
(3)除去OH﹣、;
(4)Ba(OH)2。
【解答】(1)原子的质子数等于核外电子数,氚的原子核由1个质子和2个中子构成,则原子核外有1个电子。
符号“1H”表示原子核含1个质子和0个中子,“2H”表示原子核含1个质子和1个中子,说明符号左上角的数字表示质子数与中子数之和,而氚的原子核由1个质子和2个中子构成,则氚的符号可表示为:3H。
(2)在粗盐提纯过程中,过量的BaCl2溶液需要用Na2CO3溶液除去,所以需要先加入BaCl2溶液再加入Na2CO3溶液,则试剂②是Na2CO3溶液,加入Na2CO3溶液的目的是除去CaCl2以及过量的BaCl2,CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀、NaCl,化学方程式为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,BaCl2与Na2CO3反应生成BaCO3沉淀、NaCl,化学方程式为:BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。
(3)加入稀盐酸前,滤液C中的溶质有NaCl、NaOH、Na2CO3,其中含有的OH﹣、是杂质,盐酸可以与OH﹣反应生成水,可以与反应生成二氧化碳、水,从而将它们除去,所以加入盐酸的作用是:除去OH﹣、。
(4)粗盐中的杂质有硫酸钠、氯化钙和氯化镁,要除去的离子是硫酸根离子、钙离子、镁离子,加入氢氧化钠溶液是利用氢氧根离子除去镁离子,氢氧根离子与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,加入氯化钡溶液是利用钡离子除去硫酸根离子,钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,从而将镁离子、硫酸根离子除去。若实验室无氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,可用的一种试剂是氢氧化钡溶液,故填:Ba(OH)2。
5.连云港海洋资源丰富,应用前景广阔。
(1)海水晒盐。如图是利用海水提取粗盐的过程:
①“蒸发池”中质量逐渐减少的物质是 (填化学式)。
②实验室里除去粗盐中难溶性杂质一般步骤为溶解、过滤、蒸发,这三种基本操作中都要使用的玻璃仪器是 。
③析出晶体后的“母液”是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。母液中含有MgCl2,向母液中加入澄清石灰水有白色沉淀生成,该复分解反应的化学方程式为 。
(2)海底探物。海底埋藏着大量的“可燃冰”,其主要成分是甲烷水合物(由甲烷分子和水分子构成),还含有少量的CO2等气体。下列说法正确的是 (填字母)。
a.可燃冰和干冰都属于混合物
b.可燃冰与煤相比是较清洁燃料
c.可燃冰和石油都属于可再生能源
【答案】(1)①H2O;②玻璃棒;③饱和;Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
(2)b。
【解答】解:(1)①“蒸发池”中水分不断蒸发,则蒸发池”中质量逐渐减少的物质是H2O;
②溶解、过滤、蒸发过程中都要用到玻璃棒,则实验室里除去粗盐中难溶性杂质的一般步骤为溶解、过滤、蒸发,这三种基本操作中都要使用的玻璃仪器是玻璃棒;
③饱和溶液析出晶体后仍是饱和溶液,则析出晶体后的“母液”是氯化钠的饱和溶液,母液中含有MgCl2,向母液中加入澄清石灰水溶液,Ca(OH)2和MgCl2溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,反应的化学方程式为Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2;
(2)a.可燃冰”其主要成分是甲烷水合物,还含有少量的CO2等气体,则“可燃冰”属于混合物,而干冰为固体二氧化碳,属于纯净物,故a错误;
b.“可燃冰”比煤燃烧后产生的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等等污染物要少得多,则“可燃冰”比煤更清洁的说法正确,故b正确;
c.“可燃冰”和石油都属于不可再生能源,而不是可再生能源,故c错误;
故选:b。
6.海洋是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。我国海岸线长)达3.2万千米,海洋资源丰富,开发前景十分远大。试回答:
①海水“晒盐”:从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”,其过程如图所示。图中的“母液”是氯化钠的 溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
②粗盐提纯:由海水蒸发结晶得到的粗盐中含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠等可溶性杂质,为除净这些杂质,所加的三种试剂分别是NaOH溶液、Na2CO3溶液和BaCl2溶液(均过量),合理的顺序是:Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之 (填“前”或“后”)加入。
③海水制“碱”:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应,反应生成的NaHCO3达到一定浓度时会从溶液中先结晶出来。下列叙述中,合理的是 (填选项序号)。
A.结晶析出NaHCO3后的溶液中一定没有Na+
B.上述六种物质中,可用作焙制糕点发酵粉的是NaHCO3
C.配制饱和食盐水时,搅拌可以增大食盐的溶解度
D.向饱和食盐水中先通入氨气,更有利于吸收二氧化碳
【答案】①饱和;
②后;
③BD。
【解答】解:①海水晒盐的原理是氯化钠达到饱和,继续蒸发水导致氯化钠析出,则母液是氯化钠的饱和溶液。
②因为加入的过量的氯化钡需要使用碳酸钠除去,而引入过量的碳酸钠后续可以加入盐酸除去,所以碳酸钠溶液必须在氯化钡溶液加入之后加入。
③A、碳酸氢钠因为饱和而析出,则溶液为碳酸氢钠的饱和溶液,一定有钠离子,错误;
B、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可使糕点蓬松,用作焙制糕点发酵粉,正确;
C、氯化钠的溶解度与温度有关,有是否搅拌无关,搅拌不能增大食盐的溶解度,增加的是食盐的溶解速度,错误;
D、二氧化碳能溶于水,氨气易溶于水,氨气溶于水形成氨水溶液为碱性,可以增大二氧化碳的溶解能力,可以溶解更多的二氧化碳,所以向饱和食盐水中先通入氨气,更有利于吸收二氧化碳,正确;
故选BD。
7.我国拥有丰富的海洋资源,我们可以从海水中提取食盐,并以此为原料制得具有广泛用途的氢氧化钠,主要工艺流程如图所示。
(1)利用风吹日晒可以从海水中提取粗盐,风吹日晒的主要作用是 。
(2)实验室粗盐提纯的步骤为溶解、 、蒸发。
【答案】(1)蒸发水分;
(2)过滤。
【解答】(1)从海水中提取食盐采用蒸发结晶的方法,利用风吹日晒可以从海水中提取粗盐,风吹日晒的主要作用是为了加速水分的蒸发;
(2)实验室粗盐提纯的步骤为溶解、过滤、蒸发三步完成;
8.受疫情影响,处于内陆城市的八一中学与某沿海城市的友好学校滨海中学的同学无法开展实地交流,于是借助数字化平台开展了有关海洋资源的综合利用的“云端”活动。
任务一:调查海水及其资源利用概况
【查阅资料】我国海水利用主要有海水直接利用、海水淡化、海水资源利用等。
【分析交流】
(1)每千克海水中约含钠10.62g、镁1.28g、钙0.40g等。这里“钠”“镁”“钙”指的是 (填“单质”“分子”“原子”或“元素”)。
(2)进行海水晒盐主要是利用海水里的资源 (填一种物质的化学式)。
任务二:咨询海水处理技术
【咨询专家】同学们通过数字化平台向海洋专家咨询获悉,海水淡化利用了反渗透膜淡化技术,其工作原理如图1所示。
【小组讨论】同学们就以下两个问题进行了网上交流并达成共识。
(3)海水通过反渗透膜变成淡水,从物质成分角度看含盐量 (填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)结合图2和生产、生活实际分析,海水淡化的意义在于 (填一种)。
任务三:检测海水酸碱性
滨海中学的同学取了一瓶海水,与八一中学的同学在“云端”共同完成了海水酸碱性的检测。
【进行实验】
(5)设计不同的实验方案,检测海水的酸碱性。
实验方案
实验现象或结果
实验结论
Ⅰ
用玻璃棒蘸取水样,滴在pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照
pH=8
Ⅱ
取水样于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,观察
【反思评价】
(6)资料显示,金属离子与氢氧根离子结合成沉淀的pH有一定的范围,上述实验中海水的镁离子能开始生成氢氧化镁沉淀的pH可能是 (填序号)。
A.3.1
B.7.1
C.9.1
任务四:展望海水发展前景
【小组交流】
(7)同学们了解到随着海水农业技术的创新和推广,富含碘、硒等微量元素的海水食物将为人类健康提供必要的保障。他们一致认为,经常食用这类食物可预防的疾病是 (填一种)。
【成果分享】通过“云端”合作,同学们知道了海洋作为人类重要的资源宝库,不仅可以提供丰富的自然资源,还可以通过科技手段推动再生资源的开发和利用。
【答案】(1)元素;
(2)NaCl;
(3)降低;
(4)为生产、生活补充淡水资源;
(5)海水显碱性;溶液变红色;
(6)C;
(7)甲状腺肿大。
【解答】(1)物质是由元素组成的,这里“钠”“镁”“钙”指的是元素;
(2)海水中溶解了大量的氯化钠,氯化钠溶解度受温度影响小,蒸发法即可得到;
(3)海水通过反渗透膜变成淡水,含盐量降低从而使其被淡化;
(4)地球上淡水资源较少,海水丰富,因此海水淡化可以为生产、生活补充淡水资源(或缓解淡水危机等);
(5)根据pH=8>7说明海水显碱性;
根据海水显碱性,能使酚酞变红;
(6)根据题意,海水中含有镁离子且显碱性含有氢氧根离子,但没有沉淀,说明pH在小于等于8时是不会产生沉淀的,根据答案故海水的镁离子能开始生成氢氧化镁沉淀的pH可能9.1;
(7)人体缺碘会引起甲状腺肿大,故海水食物可预防的疾病是甲状腺肿大等(合理即可)。
9.海洋是巨大的资源宝库,海洋资源的合理开发和综合利用对人类具有重要意义,请运用所学知识回答下列问题。
(1)海底蕴藏着大量的“可燃冰”,其主要成分是天然气的水合物,若利用可燃冰作燃料 (填“会”或“不会”)产生二氧化碳;
(2)如图是综合利用海洋化学资源的流程图:
①步骤Ⅰ用氨碱法生产纯碱的过程中,应先向饱和食盐水中通入氨气,制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳。请从酸碱反应的角度分析原因? 。
②工业生产中,步骤Ⅳ电解熔融状态的氯化镁制得金属镁的过程中,能量转化形式是: 。
【答案】氨气和水结合生成氨水,氨水显碱性,能够更快、更多、更充分的吸收二氧化碳。
②步骤Ⅳ电解熔融状态的氯化镁制得金属镁的过程中,能量转化形式是:电能→化学能;
故答案为:电能→化学能。
【解答】解:(1)海底蕴藏着大量的“可燃冰”,其主要成分是天然气的水合物,天然气主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,利用可燃冰作燃料会产生二氧化碳;
故答案为:会。
(2)①步骤Ⅰ用氨碱法生产纯碱的过程中,应先向饱和食盐水中通入氨气,制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳。是因为氨气和水结合生成氨水,氨水显碱性,能够更快、更多、更充分的吸收二氧化碳;
10.2024年6月8日是第16个“世界海洋日”,我国有漫长的海岸线,蕴藏着丰富的海洋资源。综合利用海水的部分流程图如图,回答下列问题:
(1)海水制镁。步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳,而不向海水中直接加入石灰乳,原因是 。石灰乳可以用贝壳作为原料制取,其过程中发生分解反应的化学方程式是 。以上制镁的流程中发生中和反应的化学方程式是 。
(2)海水晒盐。通常采用 的方法使海水中的氯化钠析出。通过步骤④除去粗盐溶液中含有的MgCl2、Na2SO4、CaCl2等可溶性杂质,需要依次加入过量的BaCl2溶液、过量的Na2CO3溶液、过量的NaOH溶液,然后过滤,在滤液中加入适量的稀盐酸。其中加入过量的Na2CO3溶液的目的是 ,过滤后在滤液中加入适量稀盐酸的目的是 。
(3)海水制碱。步骤⑧⑨是氨碱法制纯碱的流程,步骤⑧中需要向NaCl饱和溶液中先后加入的两种物质是 。步骤⑨中发生反应的化学方程式是 。侯氏制碱法制取的纯碱经常含有氯化钠杂质,某同学取少量纯碱样品加入过量稀盐酸充分反应后,再滴加AgNO3溶液观察到有白色沉淀产生,得出样品中含有氯化钠杂质的结论。实验后,经学习小组讨论发现上述方法有误,判断依据是 。
(4)氯碱工业。步骤⑥发生反应的化学方程式是 。次氯酸钠是家用漂白剂的主要成分,按照物质的分类它属于 (填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
【答案】(1)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;CaCO3CaO+CO2↑;对氯化镁进行了富集;
(2)蒸发;完全除去钙离子和过剩的钡离子;除去过量的碳酸钠和氢氧化钠;
(3)NH3、CO2;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;盐酸中含有氯离子,也会和银离子反应生成不溶于酸的氯化银沉淀;
(4)2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;盐。
【解答】(1)步骤①中制取氢氧化镁选择向母液中加入石灰乳,而不是向海水中直接加入石灰乳,原因是:母液中镁离子浓度高;贝壳主要成分为碳酸钙,碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳,化学方程式是CaCO3CaO+CO2↑;中和反应是酸和碱反应生成盐和水,分析流程图可知,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水,所以流程中发生中和反应的化学方程式是:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;
(2)氯化钠的溶解度随温度升高变化不大,海水晒盐,通常采用蒸发结晶的方法使海水中的氯化钠析出;分析粗盐中可溶性杂质和加入除杂试剂顺序可知,加入过量的Na2CO3溶液的目的是:除尽粗盐中的钙离子和多余的钡离子;上述操作后进行过滤,所得的滤液中含有过量的氢氧化钠和碳酸钠,在滤液中加入适量稀盐酸的目的是除去过量的碳酸钠和氢氧化钠;
(3)通过分析流程可知,流程中步骤⑧的反应原理是向NaCl饱和溶液中先后加入NH3,使溶液呈碱性,再通入CO2,有利于碳酸氢钠的生成;碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,步骤⑨中发生的反应是碳酸氢钠在加热的条件下生成碳酸钠、水和二氧化碳,化学方程式是:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;侯氏制碱法制取的纯碱经常含有氯化钠杂质,氯离子和银离子反应生成不溶于酸的氯化银沉淀,所以证明碳酸钠中是否含有氯化钠的方法是:加入足量的硝酸,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀生成,而实验中加入的是盐酸,盐酸中含有氯离子,也会和银离子反应生成不溶于酸的氯化银沉淀;
(4)根据流程图,步骤⑥是氯化钠和水通电生成氢氧化钠、氯气、氢气,化学方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;次氯酸钠是是由钠离子和次氯酸根离子构成,按照物质的分类它属于盐。
11.连云港海洋资源丰富,应用前景广阔。
(1)海水晒盐:
①海水“晒盐”是利用 (填字母代号)的方法使NaCl晶体析出。
A.升高温度,使NaCl溶解度增大
B.风吹日晒,使溶剂蒸发
②海水“晒盐”后,所得的母液是氯化钠的 溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
(2)粗盐提纯:除去难溶性杂质后的食盐水中还含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子,为得到较纯的氯化钠,进行如下的实验操作:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④加入适量的盐酸调节溶液的pH等于7;⑤过滤;⑥蒸发。下列操作顺序正确的是 (填字母)。
A.①③②④⑤⑥
B.②③①④⑤⑥
C.③①②⑤④⑥
D.②③①⑤④⑥
其中操作①加入过量的Na2CO3溶液,可除去溶液中的离子是 (填离子符号)。
(3)海水制镁:从海水中提取MgCl2历经步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三步转换的主要目的是 。
(4)海水“制碱”:氨碱工业生产过程中,需向饱和的食盐溶液中依次通入氨气和二氧化碳气体获得碳酸氢钠。先通入一段时间氨气,再通入二氧化碳气体,其目的是 。写出步骤Ⅰ的化学方程式 。
【答案】(1)①B;
②饱和;
(2)D;Ca2+、Ba2+;
(3)浓缩富集氯化镁;
(4)氨气溶于水显碱性,有利于更好地吸收二氧化碳;。
【解答】解:(1)①海水“晒盐”是利用风吹日晒,使溶剂蒸发的方法使NaCl晶体析出,故选B;
②海水“晒盐”后,所得的母液是氯化钠的饱和溶液;
(2)除去难溶性杂质后的食盐水中还含有Ca2+、Mg2+、等杂质离子,为得到较纯的氯化钠,正确的操作顺序是②加入过量的BaCl2溶液(除去硫酸根离子),③加入过量的NaOH溶液(除去镁离子),①加入过量的Na2CO3溶液(除去钙离子和钡离子),⑤过滤(除去沉淀),④加入过量的NaOH溶液(除去过量的氢氧化钠和碳酸钠),⑥蒸发(得到氯化钠);其中操作①加入过量的Na2CO3溶液,可除去溶液中的离子是Ca2+、Ba2+,故选D;
(3)从海水中提取MgCl2历经步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三步转换的主要目的是浓缩富集氯化镁;
(4)将NH3和CO2通入饱和食盐水时,先通氨气,一段时间后再通入二氧化碳气体,这样做的目的是氨气溶于水显碱性,有利于更好地吸收二氧化碳;步骤Ⅰ中,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式:。
12.纯碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”,在充分利用海洋资源的基础上,结合“侯氏制碱法”的基本原理,可模拟实现工业生产纯碱的过程如下(某些反应产物已略去)。
回答下列问题:
(1)操作a的名称是 ,用到的玻璃仪器有 (填一种即可)。
(2)反应②的化学方程式为 ,反应的基本类型是 。
(3)反应③的化学方程式为 ,列举小苏打在生活中的一种常见用途 。
(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是:先通氨气形成饱和氨盐水,形成 (填“酸”或“碱”)性环境,然后在加压条件下通入二氧化碳,有利于CO2的吸收。
(5)仔细观察流程图,其中可循环利用的物质除二氧化碳和水之外,还有 。
【答案】(1)过滤;漏斗或烧杯或玻璃棒;
(2)CaO+H2O=Ca(OH)2;化合反应;
(3)Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O;作发酵粉或者治疗胃酸过多;
(4)碱;
(5)氯化铵。
【解答】解:(1)操作a是固体和液体分离,为过滤;用到的玻璃仪器有烧杯,玻璃棒、漏斗;故答案为:过滤;漏斗或烧杯或玻璃棒;
(2)反应②是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,对应的化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2;反应的特点是“多变一”,属于化合反应;故答案为:CaO+H2O=Ca(OH)2;化合反应;
(3)反应③是氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,受热分解为碳酸钠和水,对应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O;小苏打是发酵粉的主要成分,在生活中的一种常见用途为作发酵粉或者治疗胃酸过多;故答案为:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O;作发酵粉或者治疗胃酸过多;
(4)向精制饱和食盐水中通入两种气体的顺序是:先通氨气形成饱和氨盐水,然后在加压条件下通入二氧化碳.氨水显碱性,利于酸性气体吸收,而加压也有利于提高气体的溶解度,所以这样操作的目的是利于更多的二氧化碳参与反应;故答案为:碱;
(5)在流程图中二氧化碳和氯化铵既是反应物也是生成物,所以,可循环利用的物质除二氧化碳之外,还有氯化铵;故答案为:氯化铵。
13.阅读下面的科普短文,然后回答问题:
水是包括人类在内所有生命生存的重要物质,也是生物体最重要的组成部分。全球水资源储量如图1所示。
海水是宝贵的自然资源,目前世界上已知的100多种元素中,80多种可以在海水中找到,是名副其实的液体矿藏。海水的含盐量非常高,通过晾晒可得到食盐,我国目前利用海洋资源获取钾、溴、氯、氯、碘等元素已形成规模。
海水不能被直接使用,可以通过淡化进行处理,常用的海水淡化方法有蒸馏法和反渗透法。利用太阳能蒸馏淡化海水是一种节能的蒸馏法,其原理如图2所示。反渗透法是一种膜分离技术淡化方法,其原理如图3所示,对海水加压,水分子可以透过分离膜而海水中的各种离子不能透过,从而得到淡水。
海水还是陆地上淡水的来源之一和气候的调节器。人类在日常生活中所使用的是淡水资源,但同时淡水资源弥足珍贵,我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均占有量的左右。节约是中华民族的传统美德,在日常生活中,我们应大力倡导节约用水,树立惜水意识,把节约水资源作为我们的自觉行动。
(1)结合图1和图4,请对我国淡水资源概况做总结: 。
(2)海水是宝贵的自然资源,原因是 。
(3)利用膜分离技术能得到淡水,由此推知,该高分子分离膜只允许通过 (填微观粒子名称)。
(4)常用的海水淡化方法蒸馏与实验室蒸馏法相比,优点是 (答一条)。
(5)请你写出一条生活中节约用水的措施: 。
【答案】(1)我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均占有量的左右,且人均水资源分布不均匀;
(2)目前世界上已知的100多种元素中,80多种可以在海水中找到,是名副其实的液体矿藏;
(3)水分子;
(4)成本低、节约能源等;
(5)洗菜水浇花(合理即可)。
【解答】解:(1)根据图1,地球上水资源储量最多的是海水,淡水总量很少,而我国淡水资源人均占有量只相当于世界人均占有量的左右,同时根据图4,我国人均水资源分布不均匀;
(2)海水是宝贵的自然资源,目前世界上已知的100多种元素中,80多种可以在海水中找到,是名副其实的液体矿藏。海水的含盐量非常高,通过晾晒可得到食盐,我国目前利用海洋资源获取钾、镁、溴、氯、碘等元素已形成规模;
(3)膜分离技术淡化海水的方法,其原理是对海水加压,水分子可以透过分离膜而海水中的各种离子不能透过,从而得到淡水;
(4)常用的海水淡化方法蒸馏与实验室蒸馏法相比,优点是成本低、节约能源等;
(5)节约用水关系到千家万户,措施很多,如用洗菜水浇花、洗衣服的水冲厕所等。
14.化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过参观场馆、采访专家、实验模拟等形式,就“海洋资源的综合利用”展开了项目式学习。
活动一:认识海洋资源。
【查阅资料】
(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是 (写一种)。
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等11种 (填“元素”“原子”或“单质”)占海水所溶解物质总质量的99.8%以上,从中可以提取50多种化学物质。
活动二:了解海水淡化。
【采访专家】同学们了解了海水淡化的常用方法和最新研究:目前海水淡化的主流方法有多效蒸发海水淡化技术和反渗透技术,除盐率可高达96%。
【交流心得】
(3)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的海水属于软水,其中可溶性钙、镁化合物的含量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
活动三:模拟海水晒盐。
海水晒盐的目的是从海水中获取NaCl。同学们在实验室中用海水样品模拟海水晒盐。
【实验模拟】取少量海水进行过滤。将过滤后的海水倒入蒸发皿中,点燃酒精灯加热海水,同时用玻璃棒不断搅拌。一段时间后有晶体析出,停止加热。
【实验分析】同学们利用海水中两种主要物质的溶解度表对海水晒盐的过程进行分析。
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
NaCl
35.7
36.0
36.6
37.3
38.4
39.8
CaCl2
30.1
37.8
51.7
103.3
111.0
120.1
(5)海水晒盐利用的原理是 结晶。
(6)海水晒盐过程中析出的主要物质是 ,原因是 ;剩余海水为这种物质的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(7)实验停止后,剩余海水温度恢复至20℃,此时海水中NaCl的质量分数为 (精确到0.1%)。
(8)若将海水完全蒸干反而不利于制盐,原因是 。
活动四:从粗盐中制取精盐。
海水晒盐得到的盐为粗盐,同学们对模拟实验得到的粗盐进行了提纯。如图甲所示为粗盐提纯实验的部分操作。请回答下列问题。
(9)如图甲所示的操作中,粗盐提纯的正确操作顺序为 (填序号)。
(10)操作C中要将圆形滤纸折叠处理,图乙步骤中,不该出现的是 (填序号)。
(11)操作D中称取10.0g粗盐,将该粗盐逐渐加入盛有10mL水的烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌,直到粗盐不再溶解为止,称得未溶解的粗盐的质量为2.0g,最终得到精盐的质量为6.4g,该实验精盐的产率是 。
【答案】(1)化学资源或矿产资源、动力资源、生物资源等;
(2)元素;
(3)物理;
(4)减小;
(5)蒸发;
(6)氯化钠;氯化钠的溶解度受温度影响不大,蒸发过程中结晶析出,氯化钙的溶解度随温度升高而增加,且受温度影响较大,故蒸发过程中,氯化钙溶解在水中,不易析出;饱和;
(7)26.5%;
(8)若将海水完全蒸干,氯化钙等杂质会留在所得氯化钠固体中,导致得到的盐不纯,增加了分离它们难度和成本;
(9)DACB;
(10)d;
(11)80%。
【解答】解:(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源等;
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等不是以分子、原子、单质的形式存在,而是强调存在的元素,与具体形态无关;
(3)将海水蒸发淡化的过程,只是水的状态的改变,无新物质生成,属于物理变化;
(4)海水淡化是除去其中的一些可溶性杂质,淡化后的海水属于软水,软水中不含或含较少可溶性钙、镁化合物,故其中可溶性钙、镁化合物的含量减小;
(5)氯化钠的溶解度受温度影响不大,故海水晒盐利用的原理是蒸发结晶;
(6)由表可知,氯化钠、氯化钙的溶解度均随温度的升高而增加,氯化钠的溶解度受温度影响不大,氯化钙的溶解度受温度影响较大,故海水晒盐,析出的主要物质是氯化钠,原因是:氯化钠的溶解度受温度影响不大,蒸发过程中结晶析出,氯化钙的溶解度随温度升高而增加,且受温度影响较大,故蒸发过程中,氯化钙溶解在水中,不易析出;
氯化钠结晶析出,故剩余海水为氯化钠的饱和溶液;
(7)实验停止后,剩余海水温度恢复至20℃,此时为氯化钠的饱和溶液,20℃时,氯化钠的溶解度为36.0g,则该温度下,氯化钠饱和溶液的溶质质量分数为:26.5%;
(8)若将海水完全蒸干,氯化钙等杂质会留在所得氯化钠固体中,导致得到的盐不纯,增加了分离它们难度和成本;
(9)粗盐提纯的正确操作顺序为取一定量粗盐,溶解粗盐,过滤除去不溶于水的物质,蒸发溶液得到精盐,所以粗盐提纯的正确操作顺序为:DACB;
(10)a、b、c是滤纸的正确的折叠方法,d中的滤纸,接口处出现缝隙,液体会直接的进入下面的烧杯;
(11)该实验粗盐的产率是:100%=80%。
15.海洋是资源的宝库,开发利用海洋资源对人类社会生产、生活具有重要的意义。
【膜分离技术使海水淡化】
(1)分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过,其原理是依据各成分 的不同,分离获得淡水。图1中,给右侧海水加压的目的是 。
【海水晒盐】
(2)某盐场,阳光强烈,日照平均7小时以上。请结合图2分析海水晒盐利用的结晶方法是 。晒盐时不能将水全部蒸干,目的是保证大量的NaCl析出,而MgCl2、MgSO4等物质基本不析出,它们基本不析出的原因 。
【粗盐提纯】
(3)粗盐中含有多种可溶性杂质(如氯化镁、氯化钙、硫酸钠等)和少量泥沙。取少量粗盐,加足量水溶解,可通过 方法除去其中不溶性杂质。
【除去可溶性杂质】
(4)实验探究:
滴加甲、乙、丙三种试剂的正确顺序最多有 种,请写出其中一种 (写溶质的化学式)。加入氢氧化钠溶液后,发生反应的化学方程式是 。固体D的成分有 。液体E中加入适量稀盐酸,产生气体的化学方程式是 。小郑同学认为上述实验可以将甲、乙、丙三种溶液改成两种 (按加入的先后顺序填写)。
【答案】(1)颗粒大小;有利于得到更多的淡水;
(2)蒸发结晶;氯化镁和硫酸镁的溶解度随温度的升高而增加,温度较高时,氯化镁、硫酸镁的溶解度较大;
(3)过滤;
(4)3;NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH;2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl;Mg(OH)2、BaSO4、BaCO3、CaCO3;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;Ba(OH)2、Na2CO3。
【解答】解:(1)分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过,原理是依据各成分颗粒大小不同;给右侧海水加压,海水中的水分子就会通过淡化膜而进入到左边,目的是:有利于得到更多的淡水;
(2)由图2可知,氯化钠的溶解度受温度影响不大,所以海水晒盐利用的结晶方法是:蒸发结晶;氯化镁和硫酸镁的溶解度随温度的升高而增加,温度较高时,氯化镁、硫酸镁的溶解度较大,所以MgCl2、MgSO4等物质基本不析出;
(3)过滤可实现固液分离,故可通过过滤除去不溶性杂质;
(4)粗盐中含氯化镁、氯化钙、硫酸钠,氯化镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,可加入过量的氢氧化钠溶液除去氯化镁,硫酸钠能与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠,可加入过量的氯化钡溶液除去硫酸钠,氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,可加入过量的碳酸钠溶液除去氯化钙和过量的氯化钡,且加入碳酸钠溶液应在加入氯化钡溶液之后,这样过量的氯化钡才能除去,所以滴加甲、乙、丙三种试剂的顺序可以是:NaOH、BaCl2、Na2CO3;BaCl2、NaOH、Na2CO3;BaCl2、Na2CO3、NaOH;加入氢氧化钠溶液后发生反应为氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,化学方程式为:2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl;粗盐中含氯化镁、氯化钙、硫酸钠杂质,氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁和氯化钠,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钠,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,故固体D为成分有:CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2、BaSO4;液体E中含氯化钠、过量的氢氧化钠和碳酸钠,加入适量的稀盐酸,产生气体的反应为碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;粗盐中含氯化镁、氯化钙、硫酸钠杂质,氢氧化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡和氢氧化钠,氯化镁能与氢氧化钡反应生成氢氧化镁和氯化钡,可加入过量的氢氧化钡溶液除去硫酸钠和氯化镁,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,碳酸钠能与反应生成的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,碳酸钠能与过量的氢氧化钡反应生成碳酸钡和氢氧化钠,可加入过量的碳酸钠溶液除去氯化钙,反应生成的氯化钡和过量的氢氧化钡,可将甲、乙、丙三种溶液改成氢氧化钡和碳酸钠,且加入碳酸钠溶液应在加入氢氧化钡溶液之后,这样过量的氢氧化钡和反应生成的氯化钡才能除去。
16.兴趣小组开启了“海洋资源的综合利用与制盐”项目式学习之旅。
任务一:海水淡化
(1)蒸馏法是一种海水淡化方法,它是利用各物质的 不同,将物质进行分离。
(2)如图是膜分离法淡化海水的原理,下列说法正确的是 (填序号,不定项)。
A.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
(3)膜分离法相对于蒸馏法的优势是 (答一点)。
任务二:海水晒盐
(4)海水晒盐采用的结晶方法为 ,晒盐后得到的母液是氯化钠的 溶液(填“饱和”或“不饱和”)。
任务三:海水提镁、制“碱”
资料:表格是部分物质在水中的溶解性。
物质
氨气
二氧化碳
氢氧化镁
碳酸镁
氢氧化钙
碳酸氢钠
溶解性
极易溶
能溶
难溶
微溶
微溶
可溶
(5)粗盐中含有MgCl2、CaCl2等可溶性杂质,通过步骤Ⅰ,再利用过滤操作可得到精盐水。步骤Ⅰ加入下列三种溶液的先后顺序为 (用字母排序)。
a.稍过量的Na2CO3溶液 b.稍过量的石灰乳 c.适量的盐酸
(6)步骤Ⅱ向饱和精盐水中通入氨气和二氧化碳,生成碳酸氢钠和氯化铵,请写出该反应的化学方程式 ,步骤Ⅱ中氨气和二氧化碳的通入顺序是先通入氨气,后通入二氧化碳,这样操作的原因是 。
(7)有人提出生产中步骤Ⅳ用石灰乳而不用氢氧化钠是因为氢氧化钙更便宜,我们学过的某个化学反应可以证明氢氧化钙比氢氧化钠便宜,请写出该反应的化学方程式 。
应用拓展:
(8)①氧化钙可用于制造自热盒饭的发热包,原因是 。
②有人提出:氧化钙制造的发热包用后应该用酸中和后才能抛弃。如果你同意该观点,请写出日常生活中可用的酸或含有酸的物品;如果不同意该观点,请简述理由 。(选一个答)
【答案】(1)沸点;
(2)AB;
(3)节约能源(合理即可);
(4)蒸发结晶;饱和;
(5)bac;
(6)NaCl+H2O+CO2+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl;氨气溶解度大且溶液呈碱性,促进二氧化碳的吸收;
(7)Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓;
(8)氧化钙与水反应放出热量;同意食醋(醋酸、CH3COOH)、洁厕灵等(或不同意氢氧化钙能够和空气中的二氧化碳反应,没必要用酸中和)。
【解答】解:(1)蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用混合体系中各物质的沸点不同,将物质进行分离;
(2)A、膜分离法是将水分子和其他杂质分离,故膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似,选项说法正确;
B、膜分离法只能让水分子透过,故膜分离法可以浓缩海水中的盐类物质,使海水中盐分浓度增加,选项说法正确;
C、该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物和体积较大的离子,选项说法错误;
(3)膜分离法不需要加热,相对于蒸馏法的优势是节约能源;
(4)因为氯化钠的溶解度受温度的影响较小,所以海水晒盐是通过蒸发结晶方法得到的晶体;海水晒盐后得到的母液不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液;
(5)粗盐中含有MgCl2、CaCl2,等可溶性杂质,先加入过量的石灰乳,氢氧化钙和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,然后加入过量的碳酸钠溶液,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠和过量的石灰乳反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤得到的溶液中含有氯化钠、碳酸钠和氢氧化钠,然后加入适量稀盐酸,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,即可得到精盐水,故操作顺序为bac;
(6)步骤Ⅱ向饱和精盐水中通入氨气和二氧化碳,生成碳酸氢钠和氯化铵,即二氧化碳、氨气、氯化钠和水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠在饱和的食盐水中溶解度较小,会析出晶体,反应的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
步骤Ⅱ中氨气和二氧化碳的通入顺序是先通入氨气,后通入二氧化碳,这样操作的原因是氨气在水中溶解度大,先通氨气使溶液呈碱性,可促进二氧化碳的吸收;
(7)由于氢氧化钙可以转化为氢氧化钠,则可证明氢氧化钙比氢氧化钠便宜,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
(8)①氧化钙与水反应放出热量,则氧化钙可用于制造自热盒饭的发热包;
②有人提出:氧化钙制造的发热包用后应该用酸中和后才能抛弃。同意该观点,可选用食醋、洁厕灵等中和氢氧化钙;或不同意该观点,是因为氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应,所以没必要再利用酸中和。
17.海洋中蕴含着丰富的资源,海洋资源的合理开发和综合利用对人类具有重要意义。
(1)从海洋中获得淡水,是解决淡水危机的重要途径。海水淡化的方法很多,蒸馏法是其中的一种。小明同学取少量海水,用图1所示装置进行了蒸馏法淡化海水的模拟探究实验。下列有关说法中,不正确的是 。
A.蒸馏主要是利用物质的沸点不同将混合物进行分离
B.增加导管的长度可以使水蒸气的冷凝效果更好
C.蒸馏过程发生了物理变化,水分子的体积变大
(2)采用如图2所示的膜分离法淡化海水。加压后,水分子能通过淡化膜,钠离子、氯离子等不能通过,从而得到淡水。现有1000g含3%NaCl的海水,淡化后得到含30%NaCl的浓海水理论上可得淡水 g。
(3)目前从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”,生产流程如图:
从上述流程可知,从海水中获得食盐是通过 (选填“蒸发结晶”“降温结晶”)实现的。常温下,析出粗盐晶体后的母液,对于氯化钠来说是 (选填“饱和”“不饱和”)溶液。
【答案】(1)C;
(2)900;
(3)蒸发结晶;饱和。
【解答】解:(1)A、蒸馏主要是利用物质的沸点不同将混合物进行分离,加热时沸点低的物质转化为气体,再冷凝,故正确;
B、增加导管的长度,可以使水蒸气温度下降更明显,水蒸气的冷凝效果更好,故正确;
C、蒸馏过程发生了物理变化,水分子的间隔变大,故错误;
故选:C;
(2)1000g﹣1000×3%g÷30%=900g;
(3)从上述流程可知,从海水中获得食盐是通过蒸发结晶实现的。常温下,析出粗盐晶体后的母液,不能继续溶解氯化钠,对于氯化钠来说是饱和溶液。
18.东营海洋资源丰富,近些年东营坚持新发展理念,高质量发展海洋综合产业。
(1)海水淡化。蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用混合体系中各物质的 不同,将物质进行分离。
(2)矿产资源。海底蕴藏着大量的“可燃冰”(含甲烷),请写出可燃冰燃烧的化学方程式 。
(3)海水晒盐。利用盐田法晒盐,盐田通常分为蒸发池和结晶池两部分。下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.气温高、湿度低、风力大、雨量少、阳光充足有利于海水晒盐
B.结晶池内母液蒸发得到盐卤(亦称苦卤)属于混合物
C.母液一定是氯化钠的饱和溶液,也是所含杂质氯化镁、氯化钙的饱和溶液
D.蒸发池中氯化钠的质量分数大于海水中氯化钠的质量分数
E.在结晶池中主要通过降温结晶使氯化钠析出
(4)工业上可用下图所示流程制备镁和钛。
步骤①中可以加入的物质是 (选填“石灰水”或“石灰乳”),制取金属钛(Ti)的化学方程式为 。该流程中可以循环利用的物质是 (填化学式),步骤②的反应类型是 。
【答案】(1)沸点;
(2);
(3)ABD;
(4)石灰乳; ;MgCl2;复分解反应或中和反应。
【解答】解(1)蒸馏法是常用的海水淡化方法,该方法是利用混合体系中各物质的沸点不同,将物质进行分离。
(2)甲烷和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为;
(3)A、气温高、湿度低、风力大、雨量少、阳光充足,有利于水分的蒸发,有利于食盐晶体析出,有利于海水晒盐,故A选项说法正确;
B、结晶池内母液蒸发得到盐卤(亦称苦卤)中含有水、氯化钠、氯化镁等多种物质,属于混合物,故B选项说法正确;
C、母液是NaCl的饱和溶液,但不一定是MgCl2、CaCl2的饱和溶液,故C选项说法错误;
D、在海水晒盐的过程中,水因不断蒸发而质量减少,氯化钠的质量相对不变,在蒸发池中溶液逐渐由不饱和变为接近饱和,进入结晶池中随着水分的不断蒸发,逐渐变成食盐的饱和溶液,结晶池中氯化钠质量分数大于海水中氯化钠质量分数,故D选项说法正确;
E、氯化钠的溶解度受温度变化不大,在结晶池中主要通过蒸发结晶使氯化钠析出,故E选项说法错误;
故选ABD。
(4)步骤①中可以加入的物质石灰热,是因为等质量的石灰乳和石灰水中,石灰乳中的氢氧化钙含量高;
镁和TiCl4在高温氩气下反应生成钛和氯化镁,化学方程式为;
氯化镁既是反应物又是生成物,则该流程中可以循环利用的物质是MgCl2,
步骤②氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,该反应是酸和碱反应生成盐和水,属于中和反应,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应。
19.同学们通过调查实践活动,深刻理解了海洋资源对人类社会生产、生活的意义。
(1)海洋中矿物资源丰富。人们在海底发现了一种新型矿产资源——可燃冰,被科学家誉为“未来能源”,原因是 。
(2)膜分离技术能使海水淡化。分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过,其原理是依据各成分 的不同,分离获得淡水。图1中,给右侧海水加压的目的是 。
(3)莺歌海盐场是海南省最大的盐场,阳光强烈,日照平均7小时以上。请结合图2分析海水晒盐利用的结晶方法是 ,晒盐时不能将水全部蒸干,目的是保证大量的NaCl析出,而MgCl2、MgSO4等物质基本不析出,它们基本不析出的原因 。
(4)海水制镁。菱镁矿的主要成分是碳酸镁。兴趣小组同学提供两种提取金属镁的路径方案如图所示。
方案1:
方案2:
结合地理位置,因地制宜,选择烟台市提取金属镁的最佳方案。你的选择是方案 (选填“1”或“2”),理由是 (写出两点即可)。写出氯化镁与石灰乳反应的化学方程式 。
【答案】(1)储量大,燃烧产物对环境几乎没有污染。
(2)颗粒大小;有利于得到更多的淡水。
(3)蒸发结晶;氯化镁和硫酸镁的溶解度随温度的升高而增加,温度较高时,氯化镁、硫酸镁的溶解度较大。
(4)1(或2);我市濒临大海、交通方便(或我市临近菱镁矿矿区、硅铁资源丰富);MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓。
【解答】解:(1)可燃冰储量大,完全燃烧只生成水和二氧化碳,几乎不会对环境造成污染,被誉为“未来能源”、“21世纪能源”;故答案为:储量大,燃烧产物对环境几乎没有污染。
(2)分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过,原理是依据各成分颗粒大小不同;给右侧海水加压,海水中的水分子就会通过淡化膜而进入到左边,目的是:有利于得到更多的淡水;故答案为:颗粒大小;有利于得到更多的淡水。
(3)由图2可知,氯化钠的溶解度受温度影响不大,所以海水晒盐利用的结晶方法是:蒸发结晶;氯化镁和硫酸镁的溶解度随温度的升高而增加,温度较高时,氯化镁、硫酸镁的溶解度较大,所以MgCl2、MgSO4等物质基本不析出;故答案为:蒸发结晶;氯化镁和硫酸镁的溶解度随温度的升高而增加,温度较高时,氯化镁、硫酸镁的溶解度较大。
(4)选择是方案1或2,理由是我市濒临大海、交通方便或我市临近菱镁矿矿区、硅铁资源丰富。石灰乳的主要成分是氢氧化钙,氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓;故答案为:1(或2);我市濒临大海、交通方便(或我市临近菱镁矿矿区、硅铁资源丰富);MgCl2+Ca(OH)2═CaCl2+Mg(OH)2↓。
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