7.4　跨学科实践活动 海洋资源的综合利用与制盐-2024-2025学年九年级化学科粤版下册

7.4　跨学科实践活动:海洋资源的综合利用与制盐 一、认识海洋资源 1.海洋资源包括生物资源、　 　资源、　 　资源和　 　资源等。  2.海洋生物资源以鱼虾为主;海水中含有　 　、　 　、硫酸镁、溴化钠、溴化镁等化学资源;海底蕴藏丰富的石油和　 　资源,沿海的矿砂沉积物中还含有石英砂、　 　、铂、金刚石、　 　、锡砂、稀有元素矿砂等矿产资源;海洋还能产生　 　能、波浪能等能源资源。  3.保护海洋资源的措施有建立　 　、加强海洋环境监测、制定《中华人民共和国海洋环境保护法(2017年修正)》等。  化学 矿产 能源 氯化钠 氯化镁 天然气 金 铁砂 潮汐 海洋自然保护区 二、从海水中获取粗盐 1.　 　溶液析出晶体的过程叫作结晶。  2.结晶方法一般有　 　法和　 　法两种。  (1)提纯溶解度受温度影响变化不大的固体物质,一般采用　 　的方法,如提纯含少量硝酸钾的氯化钠时操作步骤为溶解、　 　、　 　、洗涤、干燥。  (2)提纯溶解度受温度影响变化较大的固体物质,一般采用　 　的方法,如提纯含少量氯化钠的硝酸钾时操作的步骤为　 　、　 　、　 　、洗涤、干燥。  3.海水晒盐是将海水引入蒸发池,经　 　使其蒸发到一定程度后进入　 　池,继续日晒形成　 　溶液,进而析出　 　,同时得到　 　;粗盐中含泥沙等难溶物及　 　等可溶性杂质。  蒸发溶剂结晶 饱和 冷却结晶 蒸发溶剂结晶 蒸发结晶 趁热过滤 冷却结晶 加热溶解 冷却结晶 过滤 风吹日晒 结晶 饱和 粗盐 母液 硫酸镁 三、粗盐转化成精盐 1.过滤适用于分离　 　形成的混合物;结晶适用于提纯　 　形成的混合物。  2.除去粗盐中混有的泥沙等难溶物的操作步骤有　 　、　 　、蒸发、结晶。  3.硫酸镁的溶解度随温度升高而增大,且硫酸镁的溶解度受温度影响变化较大。则除去粗盐中的硫酸镁等可溶性杂质时,实验室常采用　 　溶解并　 　的方法,生产中则常采用　 　冲洗的方法。  4.实验室进行过滤操作时,要注意“一贴二低三靠”等事项。若滤纸未紧贴漏斗内壁,可能造成的后果是　 　;若过滤后滤液浑浊,可能的原因有　 　或 　 　或接液烧杯不干净等。  可溶性固体 固体和液体 溶解 过滤 热水 趁热过滤 饱和氯化钠溶液 过滤速度慢 滤纸破损 过滤时液面高于滤纸边缘 5.蒸发氯化钠溶液时用到的仪器主要有　 　等;当观察到　 　时停止加热,利用余热将剩余液体蒸干;移取热的蒸发皿时要用　 　。  6.物质分离的一般思路与方法:分析混合物　 　→比较各成分的　 　差异→明确　 　。  蒸发皿中出现大量晶体 铁架台、蒸发皿、玻璃棒、酒精灯 坩埚钳 成分 性质 分离方法 四、海水淡化 1.蒸馏法淡化海水的技术和工艺较成熟,其原理是通过加热海水使之　 　,再把水蒸气　 　成淡水。  2.我国海水淡化技术包括反渗透法(　 　法)和低温多效蒸馏法(　 　法)。反渗透法是用　 　将淡水和海水隔开后,往　 　一侧施加大于渗透压的压力,　 　会通过　 　一侧渗透,而海水中体积较大的离子则无法通过,从而达到分离目的。低温多效蒸馏法是采用热源为70 ℃的　 　,通过多次的　 　和　 　,从而得到多倍于加热水蒸气量的蒸馏水。  冷凝 沸腾汽化 膜 热 淡化膜 海水 水分子 淡化膜向淡水 水蒸气 蒸发 冷凝 粗盐的主要成分是氯化钠,其中含有多种不溶性杂质和可溶性杂质。 (1)如硝酸钾中混有少量的氯化钠,可采用冷却结晶的方法提纯硝酸钾; (2)如氯化钠中混有少量的硝酸钾,可采用蒸发溶剂结晶的方法提纯氯化钠。 1.海水晒盐是利用蒸发溶剂结晶法。( ) 2.冷却结晶法适合所有溶液。( ) 3.混合物中含氯化钠就可以选用蒸发溶剂结晶的方法,来分离提纯出氯化钠。( ) × √ × 【例1】(2024扬州)海洋是宝贵的资源。下列说法不正确的是( ) A.海水中含有丰富的矿物质 B.海水经过滤可获得饮用水 C.海水经蒸发可获得粗盐 D.利用海洋潮汐能可以发电 解析:海水中含有丰富的矿物质资源,A正确;过滤只能除去水中的难溶性杂质,不能除去水中的可溶性杂质和细菌病毒等,不可获得饮用水,B错误;海水中含有大量的氯化钠,海水经蒸发可获得粗盐,C正确;海洋能产生潮汐能,可利用海洋潮汐能发电,D正确。 答案:B 认识海洋资源 从海水中获取粗盐 【例2】下列关于结晶和晶体的说法,正确的是( ) A.饱和溶液降温析出晶体后的溶液仍然是饱和溶液 B.降低饱和溶液的温度一定有晶体析出 C.从溶液中析出的晶体一定是立方体 D.任何溶液蒸发溶剂后一定会析出晶体 解析:饱和溶液析出晶体后,所得溶液不能再溶解该晶体,因此是该晶体的饱和溶液,A正确;对溶解度随温度降低而增大的物质来说,降低温度会使其变成不饱和溶液,不会析出晶体,B错误;不同晶体具有不同的几何外形,结晶时形成晶体的形状也不同,不一定是立方体,C错误;对固体溶质形成的溶液蒸发溶剂后会析出晶体,但对液体或气体溶质形成的溶液来说,蒸发溶剂不能析出晶体,D错误。 答案:A 1.根据如图所示的溶解度曲线,回答问题: (1)随温度的升高溶解度明显增大的物质是　 　,该物质常用　 　法从溶液中获得晶体。  (2)随温度的变化溶解度变化很小的物质是　 　,该物质常用　 　法从溶液中获得晶体。  (3)A中含少量B时,可用　 　的方法提纯A。  A 冷却结晶 B 蒸发溶剂结晶 冷却结晶 粗盐转化成精盐 【例3】(2024阳春模拟)如图是某实验小组做除去粗盐中难溶性杂质实验的部分操作示意图。下列有关实验叙述错误的是( ) A.④中缺少玻璃棒引流待滤液 B.①中玻璃棒的作用是搅拌,加速粗盐中可溶性物 质的溶解 C.改正图中错误后上述操作顺序为③①②④ D.②中蒸发皿中出现较多固体时,停止加热 解析:粗盐的主要成分是氯化钠,除去粗盐中难溶性杂质是通过溶解(把不溶物与食盐初步分离)、过滤(把不溶物彻底除去)、蒸发(食盐从溶液中分离出来而得到食盐的过程),改正图中错误后题述操作顺序为③①④②。 答案:C 2.(2024常平二模)粗盐提纯和溶液配制的实验中涉及以下实验操作,其中不规范的是( ) 甲 乙 丙 丁 A.用图甲所示仪器量取液体 B.用图乙所示装置过滤悬浊液 C.用图丙所示装置蒸发溶液 D.用图丁所示仪器称量固体 D 海水淡化 【例4】(2024化州月考)海水淡化是解决淡水资源短缺的有效措施,主要有热分离法和膜分离法。结合图示,有关膜分离法说法正确的是( ) 膜分离淡化海水 膜分离微观示意图 A.水分子通过膜后体积变小 B.该分离法不能软化硬水 C.装置中氯化钠质量逐渐减少 D.加压可加快水分子通过速率 解析:由膜分离微观示意图可知,水分子通过分离膜后没有发生任何变化,A错误;分离膜只允许粒径较小的水分子通过,因此该分离法能除去海水中的不溶性物质,也能除去海水中的可溶性杂质,即能降低水的硬度,B错误;水分子通过分离膜进入左边,故右边海水的质量减少,但氯化钠质量不会变化,C错误;加压可加快水分子通过速率,D正确。 答案:D 1.《中华人民共和国海洋环境保护法》自2024年1月1日起施行。下列有关做法或说法正确的是( ) A.海洋中含量最多的物质是氯化钠 B.海底的“可燃冰”属于不可再生资源 C.船舶垃圾直接倾倒于海中 D.海洋资源非常丰富,可随意开发 B 2.(2024苏州)在“粗盐中难溶性杂质的去除”实验中,所涉及的下列实验操作不规范的是( ) A.溶解粗盐 B.过滤粗盐水 C.点燃酒精灯 D.蒸发滤液 C 3.海水晒盐时将海水沉降后再经过风吹、日晒可获得粗盐。下列说法正确的是( ) A.海水沉降会减少水中的溶质 B.风吹、日晒可使溶剂的质量减小 C.析出粗盐后的母液属于氯化钠的不饱和溶液 D.得到的粗盐是纯净的氯化钠 4.“盐”字最早见于《周礼·天官》,其古代写法如图,会意字,该字形象地概括出古人制盐的场景。 (1)古代“盐”字中:“卤”意指让卤水通过编织的竹篓,以去除卤水中的泥沙,这一过程类似于“粗盐提纯”实验中的　 　操作;“皿”即把卤水用器皿熬制成盐,这一过程类似于“粗盐提纯”实验中的　 　操作。  B 过滤 蒸发结晶 (2)《华阳国志·蜀志》中有“井有二,一燥一水。取井火煮之,一斛水得五斗盐;家火煮之,得无几也”的记载。“井火煮之”指利用天然气燃烧产生的热量熬制食盐。有关反 应的化学方程式为　 　。  (3)卤水中含有氯化镁等物质,如果在100 ℃ 时恒温蒸发至刚有晶体析出,所得溶液的组成为150 g溶液中含有100 g水、39.8 g 氯化钠、7.65 g氯化镁及其他成分2.55 g。请根据下表数据回答:将上述溶液降温至20 ℃,　 　(填“有”或“没有”)氯化镁析出。 没有 温度/ ℃ 20 60 100 氯化镁的溶解度/g 54.5 61.0 73.0 1.下列操作不能用来淡化海水的是( ) A.低温多效蒸馏 B.使海水结冰脱盐 C.加热蒸馏 D.过滤 2.要使食盐从饱和食盐溶液中大量析出,最好的办法是( ) A.升高温度 B.降低温度 C.蒸发水 D.再加入食盐 D C 3.(2024重庆A)海水含有丰富的化学资源,关于海水的下列说法中不正确的是( ) A.海水蒸发说明水分子在不断运动 B.海水占全球总储水量的绝大多数 C.蒸馏可以从海水中获得淡水 D.相同条件下海水的导电能力比纯水弱 4.在粗盐提纯实验中最后进行NaCl溶液的蒸发时,一般有如下操作:①固定铁圈位置;②放置蒸发皿;③放置酒精灯;④加热并搅拌;⑤停止加热,借余热蒸干。正确的操作顺序是( ) A.①②③④⑤ B.①③②④⑤ C.③①②④⑤ D.③②①④⑤ D C 5.实验室常用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气。某化学实验兴趣小组要从用该法制取氧气后的残渣中回收二氧化锰固体,有下列操作可选择:①过滤;②烘干;③加水溶解;④洗涤固体;⑤蒸发结晶。其操作顺序正确的是( ) A.①②③④ B.③①④② C.③②①⑤ D.③①⑤④ B 6.将一定量的硝酸钾和氯化钠(溶解度如下表)的混合物投入适量热水中充分溶解,对该溶液进行如图所示实验(假设实验过程各物质无损耗)。 温度/ ℃ 20 40 60 80 100 溶解 度/g KNO3 31.9 62.9 109.2 170.3 242.5 NaCl 36.0 36.6 37.3 38.4 39.8 (1)上述两种物质中,　 　的溶解度受温度影响较大。  (2)甲烧杯中热水的温度(t)的取值范围为　 　。  (3)若将乙烧杯　 　(填“趁热”或“冷却”)过滤,可获得更多晶体。  (4)丙烧杯中的溶液为　 　的饱和溶液。  (5)100 ℃时,若仅析出氯化钠晶体,则蒸发水的质量最多不超过　 　g(结果保留整数)。 硝酸钾 t≥40 ℃ 冷却 硝酸钾、氯化钠 74 7.小柯同学通过阅读课外科技书籍,了解到从海水中制盐的方法。请你与他一起回答下列问题: (1)制粗盐。从卤水中提取粗盐用的结晶方法是　 　,利用该方法的原因是 　 。  (2)粗盐精制。粗盐中含有难溶性泥沙及可溶性杂质氯化镁、氯化钙等。 ①将粗盐溶于水,然后通过　 　(填操作名称)除去其中的泥沙,这是利用了物质　 　性差异将难溶物与可溶物进行了分离。  ②在除去粗盐中的可溶性杂质氯化镁、氯化钙时,古人采用“淋盐沥水”(用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐)的方法,利用的科学原理是　 . 　。  蒸发溶剂结晶 氯化钠的溶解度受温度影响变化不大 过滤 溶解 饱和氯化钠溶液不能继续溶解氯化钠,但是 还能继续溶解氯化镁、氯化钙等 ③现代精制粗盐是在①所得溶液中依次加入氢氧化钠、碳酸钠、稀盐酸等,经过一系列复杂的变化最终制得不含杂质的精盐。 ④若在实验室进行粗盐提纯,溶解、过滤、蒸发(结晶)三步操作中都要用到的玻璃仪器是　 　;在蒸发过程中,当蒸发皿中　 　时,停止加热,利用余热将剩余液体蒸干。  [总结规律] (3)利用粗盐提纯精盐的实质是根据混合物组分的性质差异,去除杂质,获得目标组分。依据粗盐提纯精盐的过程,老师和同学们一起归纳了混合物除杂的思维模型,请你结合上述实验在空白处进行补充:　 　。  [科学态度] 结合混合物除杂的模型,形成举一反三的科学态度。 玻璃棒 出现较多固体 化学方法 8.生活在盐碱湖附近的人们习惯“夏天晒盐,冬天捞碱”,结合下表数据,下列说法正确的是( ) A.碳酸钠的溶解度比氯化钠大 B.“夏天晒盐,冬天捞碱”分别利用了蒸发溶剂结晶和冷却结晶的原理 C.20 ℃时,将20 g氯化钠加入50 g水中,形成的溶液质量为70 g D.碳酸钠的溶解度随温度升高而增大 B 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 37.8 7.0 12.2 21.8 39.7 49.0 48.7 46.5 45.8 C 10.21世纪我国海洋事业的总目标是建成现代化的海洋强国。某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与制盐”展开了项目式学习。 活动一:认识海洋资源 [参观场馆] 同学们走进山西某海洋馆,认真学习了有关海洋资源的知识,参观结束时海洋馆的工作人员向同学们赠送了海水样品。 [归纳总结] (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。  化学资源(或 矿产资源、动力资源、生物资源等) 元素 活动二:了解海水淡化 [采访专家] 同学们来到某大学,聆听有关专家介绍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　 　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。 物理 减小 [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(如下),对海水晒盐的过程进行分析。 (5)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。  NaCl 氯化钠的溶解度受温度影响变 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 59.5 74.5 128 137 147 159 化不大,蒸发过程中结晶析出;氯化钙的溶解度随温度升高而增大,且受温度影响变化 较大,故蒸发过程中,氯化钙溶解在水中达不到饱和状态,不易析出 饱和 (6)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　 　(结果精确到0.1%)。  (7)若将海水完全蒸干反而不利于制盐,原因是　 . 　 。  [成果分享] 通过此次项目式学习,同学们认识到,要学好知识,用好知识,真正认识世界,合理开发资源,为报效祖国贡献自己的力量。 26.5% 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,导致得到的氯化钠不纯,增加了除杂的难度和成本 CH4+2O2CO2+2H2O 9.“敞锅熬盐”是我国古代制盐的方法,其流程如图所示。其中操作Ⅱ“花水”冲洗既可减少粗盐表面的杂质,又不损失NaCl的质量。下列说法不正确的是( ) 已知:BaCl2+MgSO4BaSO4↓+MgCl2。 A.固体B中含有反应生成的沉淀BaSO4 B.操作Ⅰ敞锅熬盐的原理是蒸发结晶 C.将黄卤、黑卤按比例混合是为了使其恰好完全反应 D.“花水”应选用的是NaCl饱和溶液 $$