第一节 海洋化学资源（同步讲义）化学鲁教版五四学制2024九年级全一册

第三单元 海洋化学资源的利用 第一节 海洋化学资源 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 1.1.能说出海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源； 2.通过对海水淡化的实验探究，知道蒸馏法是淡化海水最常用的方法； 3.了解海水及海底所蕴含的主要物质。 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_____。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）__________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）__________法，又称为__________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_______、_______、_______等化石燃料，以及______________，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“_______”。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+2O2______________ 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______________资源和______________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______________和海洋______________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。 1．海水中含量最多的金属元素是 A．Na B．Cl C．Al D．I 2．下列有关资源的说法正确的是 A．空气是一种宝贵的资源，可用于石油加工、运输等领域 B．海洋是巨大的资源宝库，含有80多种化学物质 C．地球上淡水很少，只约占全球总储水量的大约2.35% D．海水可以淡化，且淡化成本不高，目前已经开始广泛应用 3．我国目前海水淡化能力超过160万吨每天。下列方法中可将海水淡化的是 A．静置 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 4．实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取。操作方法是在如图所示蒸馏烧瓶中加入一定体积的自来水，再加入几粒沸石(或碎瓷片)。 在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈。弃去开始馏出的部分液体，收集到约蒸馏水后，停止加热。请回答下列问题。 （1）写出仪器、的名称： 、 。 （2）实验时冷凝管进、出水的方向应该是进出，不能进出的理由是 。 （3）细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是________(填字母)。 A．三脚架 B．铁架台 C．泥三角 D．漏斗架 （4）实验中加入的沸石(或碎瓷片) (填“是”或“不是”)催化剂。 ►问题一 海水中化学资源的判断 【典例1】如图表示的是海水中溶解的盐分中各种离子的质量分数。请你根据图示回答下列问题： （1）海水中含量最多的金属离子是 （填离子符号）。 （2）镁离子的含量为 。 （3）其中含量最多的非金属离子和含量第二多的金属离子形成的化合物的化学式是 。 （4）图中给出的六种离子可以形成 种盐，含量最多的盐是 。 【变式1-1】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 ►问题二 海水淡化的方法 【典例2】近年来，我国海水淡化工程总体规模稳步增长，对缓解今后淡水危机具有重要意义。下列有关海水淡化的说法，错误的是 A．目前海水淡化最主要的方法是膜法和热法 B．海水淡化需要一定的成本和能耗，我们要珍稀每一滴水 C．蒸馏法淡化海水的原理是利用构成物质的微粒大小不同分离物质 D．目前常用淡化海水的方法发生的主要都是物理变化 【变式2-1】海水淡化可以缓解水资源匮乏的问题。海水淡化可以采用膜分离技术(如图)，水分子可以透过淡化膜(其他离子不能透过)。下列分析正确的 A．淡化膜可用普通滤纸代替 B．右侧池中的海水密度增大 C．水分子由氢元素和氧元素组成 D．膜分离技术得到的淡水为纯净物 ►问题三 蒸馏实验 【典例3】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。 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，用下图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______（填选项序号之一）。 A．蒸馏过程中a试管里溶液的溶质质量分数变大 B．增加导管的长度可以使水蒸气的冷凝效果更好 C．加热过程中水分子体积和能量都变大 D．蒸馏主要是利用物质的沸点不同将混合物进行分离 【变式3-1】如图是一款简易海水淡化器，对于该装置淡化海水的过程认识正确的是 A．海水中含有的盐分被蒸发 B．水杯收集到的水是混合物 C．与自来水的净水过程相同 D．变化中没有产生新的物质 【变式3-2】如图所示，在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，再加入约体积的自来水，连接装置进行制取蒸馏水的实验。下列说法不正确的是 A．本实验利用的是各物质的沸点不同进行分离 B．图中所示装置，温度计的位置不对，水银球应该插入液态水中 C．实验时，冷凝管进、出水的方向：进出 D．陶土网的作用是使蒸馏烧瓶均匀受热，碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸 ►问题四 海底矿物 【典例4】下列有关海洋资源的说法不正确的是 A．海水中溶有大量的盐 B．人类从海水中提取用途广泛的金属镁 C．海底蕴藏丰富的煤、石油，没有天然气和“可燃冰” D．海底蕴藏者多金属结核，也称锰结核 ►问题五 可燃冰 【典例5】下列有关海洋资源的说法不正确的是 A．海水中溶有大量的盐 B．人类从海水中提取用途广泛的金属镁 C．海底蕴藏丰富的煤、石油，没有天然气和“可燃冰” D．海底蕴藏者多金属结核，也称锰结核 【变式5-1】阅读下面的科普短文，回答相关问题。 “可燃冰”是一种新型能源，在我国南海储量很高。我国是全球第一个实现在海域“可燃冰”试开采中获得连续稳定产气的国家。可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹(如图)，在海底低温和高压作用下形成的甲烷水合物，因其外观像冰且遇火可直接点燃，被称作“可燃冰”。1立方米可燃冰可释放出160~180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰深藏海底，但开采难度很大，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室教应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。 （1）甲烷水合物称作“可燃冰”的原因是 。 （2）下列说法错误的是 (填字母序号) A．可燃冰属于纯净物 B．开采可燃冰不会产生环境问题 C．可燃冰和冰的成分相同 D．二氧化碳水合物比可燃冰稳定 （3）可燃冰成分甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为 。 （4）与化石燃料相比较，开采可燃冰的积极意义有 (写一条)。 1．地球表面约71%的面积覆盖着水。海水中含量最多的元素是 A．钠 B．硅 C．氧 D．铁 2．下列有关海水的叙述中，不正确的是 A．海底蕴藏着很多能源，不用担心未来能源问题 B．海水淡化主要的方法有膜法和热法 C．除镁之外，还可以从海水中提取氯化钠等物质 D．海水中蕴藏着丰富的矿物资源，如可燃冰、锰结核等 3．科学家设计合成了多孔石墨烯膜用于海水淡化，当海水流过石墨烯膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过。这种海水淡化的方法属于 A．过滤 B．吸附 C．沉淀 D．消毒 4．兴趣小组的同学设计如下装置从海水中获取淡水。下列说法错误的是 A．从海水中获取淡水是物理变化 B．该过程中水分子大小发生改变 C．该过程中用到蒸馏的方法 D．海水变为淡水，水分子化学性质不变 5．水资源概况 （1）地球表面 被水覆盖，但供人类利用的淡水小于 。 （2）海水中含量最多的物质是 ，最多的金属元素是 ，最多的元素是 。 6．海水淡化常用太阳能蒸馏和膜分离等方法，根据图示回答问题。 （1）太阳能蒸馏的原理如上图图1所示。太阳能蒸馏属于 (物理/化学)变化。太阳能蒸馏淡化的优点是 。 （2）膜分离的原理上图如图2所示。将海水加压，水分子能透过分离膜，和却不能透过，一段时间后，右侧海水中氯化钠的质量分数 (变大/变小/不变)。膜分离的原理与化学实验中物质分离的 (操作方法)相似。 7．海洋是巨大的储水库，蕴藏着丰富的化学资源。 （1）海水中含有丰富的化学元素，其中质量分数最大的元素是________（填字母标号）。 A．Na B．Cl C．H D．O （2）人类从海水中获取淡水，以解决水资源危机。可利用的方法进行海水淡化。 （3）海底埋藏着大量的可燃冰，可燃冰的主要成分是甲烷水合物，请写出甲烷完全燃烧的化学方程式：。 （4）在40℃时，恒温蒸发氯化钠溶液模拟海水晒盐的过程，溶液中溶质的质量与蒸发水的质量关系如图1所示。则40℃时，氯化钠的溶解度为g。 8．科普文阅读 海水淡化 地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖。淡水仅占总水量的2.5%，其余是咸水。海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水的用途如图1所示。 海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法。热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。 阅读分析，解决问题： （1）全球海水淡化水的用途排在首位的是 。 （2）热分离法中，将水与非挥发性物质分离是利用它们的 不同，该性质属于 （填“物理性质”或“化学性质”），热分离法的缺点是 。 （3）结合图2，利用石墨烯海水淡化膜进行海水淡化的原理是石墨烯海水淡化膜只允许 （写名称）通过，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 （4）海水淡化除去的一种离子是 （写符号）。 （5）除上述方法之外，还可通过 的方法将海水淡化。 9．近日，哈工大成功发射通遥一体化卫星系统“威海壹号”，这是我国首个针对海洋目标探测识别的卫星星座。下列说法正确的是 A．将海水煮沸可以得到纯水 B．“海水晒盐”母液是氯化钠的饱和溶液 C．海水中含量最多的元素是Na D．可燃冰在海底不燃烧最主要原因是温度太低 10．反渗透海水淡化系统的工作原理是通过施加高压将海水推向半透膜，使得水分子通过膜的微孔，而海水中的各种离子等则被拦截在膜的表面，从而得到淡水。此过程发生改变的是 A．水中的含盐量 B．水分子的体积 C．水中离子种类 D．微粒运动速率 11．阅读科普短文，回答下列问题。 地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%；其余是海水或咸水。海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，太阳能海水淡化的热分离法的原理如图一所示。 我国科学家利用太阳光在某种新型催化剂表面高效分解水后，再利用某种高效催化剂将二氧化碳转化成有机物X。反应过程如图二所示。 根据上文，回答下列问题： （1）下列净水方法与太阳能海水淡化原理相似的是_____(填序号)。 A．过滤 B．吸附 C．蒸馏 D．消毒 （2）在图二中，反应①、②使用的新型催化剂在化学反应前后的 和化学性质都没有发生变化。 （3）反应①的能量转化形式中存在光能转化为化学能，产生的H2、O2的体积比约为 。 （4）写出反应①的化学方程式 。 12．海洋是人类的宝库，又是地球上最大的储水库，如何合理开发利用海洋资源，是当今世界一个重要的话题。 （1）海水属于___________(填写字母)。 A．软水 B．硬水 （2）海水中含有大量的阳离子是 (用化学符号表示)； （3）海水的淡化，是将海水转化为可饮用的淡水，淡化海水是沿海缺少淡水地区补充淡水资源的途径之一，海水淡化前，先将海水进行预处理，如图所示。 第2个处理池中利用活性炭的 (填写序号)； ①可燃性    ②还原性   ③吸附性   ④非金属性 （4）下图是海水淡化两个方案，方案一利用太阳光照射使水蒸发再收集得到淡水；方案二对海水加压，使水通过淡化膜而得到淡水。 方案一：水变成水蒸气，发生变化的有 (填写序号)； ①水分子微粒大小          ②水分子之间距离        ③水分子质量              ④水分子本身结构 方案二：工作一段时间，海水池底部常会出现固体，这种固体的主要成分是 (用化学式表示)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三单元 海洋化学资源的利用 第一节 海洋化学资源 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 1.1.能说出海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源； 2.通过对海水淡化的实验探究，知道蒸馏法是淡化海水最常用的方法； 3.了解海水及海底所蕴含的主要物质。 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。 1．海水中含量最多的金属元素是 A．Na B．Cl C．Al D．I 【答案】A 【解析】海水中含量最多的盐是氯化钠，氯化钠由钠元素和氯元素组成，钠元素属于金属元素，故含量最多的金属元素是钠元素。 故选A。 2．下列有关资源的说法正确的是 A．空气是一种宝贵的资源，可用于石油加工、运输等领域 B．海洋是巨大的资源宝库，含有80多种化学物质 C．地球上淡水很少，只约占全球总储水量的大约2.35% D．海水可以淡化，且淡化成本不高，目前已经开始广泛应用 【答案】A 【解析】A、空气为一种宝贵的资源，可用于石油加工、运输等领域，该选项说法正确； B、海洋是巨大的资源宝库，含有80多种元素，而不是物质，该选项说法不正确； C、地球上的水主要为海水，淡水很少，只约占全球总储水量的大约2.53%，而不是2.35%，该选项说法正确； D、海水可以淡化，但淡化成本较高，目前还没有广泛使用，该选项说明不正确。 故选A。 3．我国目前海水淡化能力超过160万吨每天。下列方法中可将海水淡化的是 A．静置 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 【答案】D 【解析】A、静置只能使大颗粒的不溶性杂质沉降下来，无法除去海水中的盐，故A不符合题意； B、过滤只能除去水中不溶性物质，不能除去溶解在水中的盐，故B不符合题意； C、吸附只能除去色素和异味，无法除去溶解在水中的盐，故C不符合题意； D、蒸馏是利用不同物质的沸点不同对混合物进行分离，盐的沸点和水的沸点不同，利用蒸馏可除去水中的盐，故D符合题意。 故选D。 4．实验室用的蒸馏水可以通过蒸馏自来水来制取。操作方法是在如图所示蒸馏烧瓶中加入一定体积的自来水，再加入几粒沸石(或碎瓷片)。 在确定各连接部位严密不漏气后，加热蒸馏烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈。弃去开始馏出的部分液体，收集到约蒸馏水后，停止加热。请回答下列问题。 （1）写出仪器、的名称： 、 。 （2）实验时冷凝管进、出水的方向应该是进出，不能进出的理由是 。 （3）细心观察发现：该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，该仪器是________(填字母)。 A．三脚架 B．铁架台 C．泥三角 D．漏斗架 （4）实验中加入的沸石(或碎瓷片) (填“是”或“不是”)催化剂。 【答案】（1）酒精灯 锥形瓶 （2）冷凝效果不好 （3）B （4）不是 【解析】（1）由图可知，仪器A的名称是：酒精灯；仪器B的名称是：锥形瓶； （2）实验时冷凝管进、出水的方向应该是 b 进 a 出，这样可使水蒸气与冷水充分接触，冷凝效果好，不能 a 进 b出的理由是：冷凝效果不好； （3）该装置明显少了一种支撑冷凝管的仪器，可用铁架台支撑冷凝管。 故选B； （4）实验中加入的沸石(或碎瓷片)的作用是防止暴沸，不是催化剂。 ►问题一 海水中化学资源的判断 【典例1】如图表示的是海水中溶解的盐分中各种离子的质量分数。请你根据图示回答下列问题： （1）海水中含量最多的金属离子是 （填离子符号）。 （2）镁离子的含量为 。 （3）其中含量最多的非金属离子和含量第二多的金属离子形成的化合物的化学式是 。 （4）图中给出的六种离子可以形成 种盐，含量最多的盐是 。 【答案】（1）Na+ （2）3.69% （3）MgCl2 （4）8 NaCl/氯化钠 【解析】（1）由图可知，水中含量最多的金属离子是Na+； （2）由图可知，镁离子的含量为3.69%； （3）其中含量最多的非金属离子是氯离子、含量第二多的金属离子是镁离子，镁元素显+2价，氯元素显-1价，根据正价在左负价在右，正负化合价代数和为零，化合价数值约到最简交叉写在元素右下角，形成的化合物的化学式是MgCl2； （4）图中给出的六种离子阴阳离子相互结合能结合成氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁共8种盐； 海水中含量最多的盐是氯化钠，故填：氯化钠。 【变式1-1】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 【答案】D 【解析】A、海水蒸发说明水分子在不断运动，运动到空气中了，故A说法正确； B、地球表面约有71%被水覆盖着，其中海洋水占全球总水量的96.5%，海水占全球总储水量的绝大多数，故B说法正确； C、蒸馏可以除去水中的所有杂质，得到的蒸馏水属于纯水，所以说蒸馏可以从海水中获得淡水，故C说法正确； D、纯水中只含有水，而海水中含有较多自由移动的离子，所以相同条件下海水的导电能力比纯水强，故D说法错误； 故选：D。 ►问题二 海水淡化的方法 【典例2】近年来，我国海水淡化工程总体规模稳步增长，对缓解今后淡水危机具有重要意义。下列有关海水淡化的说法，错误的是 A．目前海水淡化最主要的方法是膜法和热法 B．海水淡化需要一定的成本和能耗，我们要珍稀每一滴水 C．蒸馏法淡化海水的原理是利用构成物质的微粒大小不同分离物质 D．目前常用淡化海水的方法发生的主要都是物理变化 【答案】C 【解析】A、目前海水淡化最主要的方法是膜法和热法，A选项正确； B、海水淡化需要一定的成本和能耗，我们要珍稀每一滴水，B选项正确； C、蒸馏法淡化海水的原理是利用物质的沸点不同进行分离，C选项错误； D、目前常用淡化海水的方法是膜法和热法，两种方法都没有生成新物质，发生的主要都是物理变化，D选项正确。 故选：C。 【变式2-1】海水淡化可以缓解水资源匮乏的问题。海水淡化可以采用膜分离技术(如图)，水分子可以透过淡化膜(其他离子不能透过)。下列分析正确的 A．淡化膜可用普通滤纸代替 B．右侧池中的海水密度增大 C．水分子由氢元素和氧元素组成 D．膜分离技术得到的淡水为纯净物 【答案】B 【解析】A、淡化膜不能用普通滤纸代替，是因为离子能够通过普通滤纸，故选项说法不正确； B、右侧池中海水浓度变大，是因为溶剂水的质量减小，溶质质量不变，故选项说法正确； C、物质是由元素组成，则水是由氢元素和氧元素组成，分子是由原子构成，则水分子是氢原子和氧原子构成，故选项说法不正确； D、经过膜分离技术处理后的淡水可能仍然含有微量的溶解固体、有机物、微生物等杂质，属于混合物，故选项说法不正确。 故选B。 ►问题三 蒸馏实验 【典例3】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。 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，用下图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______（填选项序号之一）。 A．蒸馏过程中a试管里溶液的溶质质量分数变大 B．增加导管的长度可以使水蒸气的冷凝效果更好 C．加热过程中水分子体积和能量都变大 D．蒸馏主要是利用物质的沸点不同将混合物进行分离 【答案】C 【解析】A、蒸馏过程中a试管里溶液溶剂质量不断减小，溶质质量不变，其溶质质量分数变大，说法正确； 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，说法正确； C、加热过程中，水分子的体积不变，获得能量，水分子能量变大，说法错误； D、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，说法正确。 故选C。 【变式3-1】如图是一款简易海水淡化器，对于该装置淡化海水的过程认识正确的是 A．海水中含有的盐分被蒸发 B．水杯收集到的水是混合物 C．与自来水的净水过程相同 D．变化中没有产生新的物质 【答案】D 【解析】A、淡化海水的过程中，海水中含有的水分被蒸发，盐分不会蒸发，故A错误； B、水杯收集到的水是水蒸气凝结而成的，属于纯净物，故B错误； C、该淡化海水的过程中应用的是蒸馏，自来水的净水过程中没有蒸馏，故C错误； D、此变化中只是水的状态变化，没有产生新的物质，故D正确。 故选D。 【变式3-2】如图所示，在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片，再加入约体积的自来水，连接装置进行制取蒸馏水的实验。下列说法不正确的是 A．本实验利用的是各物质的沸点不同进行分离 B．图中所示装置，温度计的位置不对，水银球应该插入液态水中 C．实验时，冷凝管进、出水的方向：进出 D．陶土网的作用是使蒸馏烧瓶均匀受热，碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸 【答案】B 【解析】A、蒸馏就是利用各物质的沸点不同进行分离，故选项说法正确； B、温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，故选项说法错误； C、实验时，为增强冷凝效果，下端管口是进水管，上端管口是出水管，冷凝管进、出水的方向：b进a出，故选项说法正确； D、蒸馏时，陶土网的作用是使蒸馏烧瓶均匀受热，碎瓷片的作用是防止加热时出现暴沸，故选项说法正确。 故选B。 ►问题四 海底矿物 【典例4】下列有关海洋资源的说法不正确的是 A．海水中溶有大量的盐 B．人类从海水中提取用途广泛的金属镁 C．海底蕴藏丰富的煤、石油，没有天然气和“可燃冰” D．海底蕴藏者多金属结核，也称锰结核 【答案】C 【解析】A、海水是混合物，其中溶有大量的氯化钠、氯化镁等盐类物质，故A说法正确； B、海水中溶解有大量的镁盐，故人类可以从海水中提取用途广泛的金属镁，故B说法正确； C、海底不仅蕴藏丰富的煤、石油、天然气等化石燃料，还发现了“可燃冰”，故C说法错误； D、海底蕴藏多金属结核，也称锰结核，故D说法正确； 故选C。 ►问题五 可燃冰 【典例5】下列有关海洋资源的说法不正确的是 A．海水中溶有大量的盐 B．人类从海水中提取用途广泛的金属镁 C．海底蕴藏丰富的煤、石油，没有天然气和“可燃冰” D．海底蕴藏者多金属结核，也称锰结核 【答案】C 【解析】A、海水是混合物，其中溶有大量的氯化钠、氯化镁等盐类物质，故A说法正确； B、海水中溶解有大量的镁盐，故人类可以从海水中提取用途广泛的金属镁，故B说法正确； C、海底不仅蕴藏丰富的煤、石油、天然气等化石燃料，还发现了“可燃冰”，故C说法错误； D、海底蕴藏多金属结核，也称锰结核，故D说法正确； 故选C。 【变式5-1】阅读下面的科普短文，回答相关问题。 “可燃冰”是一种新型能源，在我国南海储量很高。我国是全球第一个实现在海域“可燃冰”试开采中获得连续稳定产气的国家。可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹(如图)，在海底低温和高压作用下形成的甲烷水合物，因其外观像冰且遇火可直接点燃，被称作“可燃冰”。1立方米可燃冰可释放出160~180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰深藏海底，但开采难度很大，原因之一是可燃冰极不稳定易爆炸，大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室教应。置换法是开采方法之一，将CO2液化后进入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物沉入海底，因CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来。 （1）甲烷水合物称作“可燃冰”的原因是 。 （2）下列说法错误的是 (填字母序号) A．可燃冰属于纯净物 B．开采可燃冰不会产生环境问题 C．可燃冰和冰的成分相同 D．二氧化碳水合物比可燃冰稳定 （3）可燃冰成分甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为 。 （4）与化石燃料相比较，开采可燃冰的积极意义有 (写一条)。 【答案】（1）外观像冰且遇火可直接点燃 （2）ABC （3） （4）燃烧产物几乎不会对环境造成污染（其他合理即可） 【解析】（1）从文中“因其外观像冰且遇火可直接点燃，被称作可燃冰”可知，甲烷水合物称作“可燃冰”的原因是外观像冰且遇火可直接点燃。 （2）A. 根据“可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹”可知，可燃冰含有多种物质，是混合物。错误。B. 根据“大量甲烷气体涌入大气层，会产生比二氧化碳更为严重的温室教应”可知，开采可燃冰可能加剧温室效应。错误。C. 可燃冰是甲烷和水组成的混合物，冰是由水分子构成的纯净物，所以成分不同。错误。D.从 “CO2较甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子置换出来”可知，二氧化碳水合物比可燃冰稳定。正确。故选:ABC。 （3）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为。 （4）从“燃烧后不产生任何残渣和废气”可知，与化石燃料相比较，开采可燃冰的积极意义有燃烧产物几乎不会对环境造成污染。其他合理即可。 1．地球表面约71%的面积覆盖着水。海水中含量最多的元素是 A．钠 B．硅 C．氧 D．铁 【答案】C 【解析】在海水中，含量靠前的元素种类排序为：氧、氢、氯、钠、镁、硫、钙，所以海水中含量最多的元素是氧元素，故选C。 2．下列有关海水的叙述中，不正确的是 A．海底蕴藏着很多能源，不用担心未来能源问题 B．海水淡化主要的方法有膜法和热法 C．除镁之外，还可以从海水中提取氯化钠等物质 D．海水中蕴藏着丰富的矿物资源，如可燃冰、锰结核等 【答案】A 【解析】A、海底蕴藏着大量的煤、石油、天然气等常规化石燃料，但它们都不属于可再生能源，我们要合理使用能源，说法错误； B、海水淡化主要的方法有膜法和热法，热法中较为常用的多级闪急蒸馏法，说法正确； C、海水中含有大量的钠盐，通过海水晒盐的方法得到氯化钠，海水中的镁离子通过一系列反应得到金属镁，说法 正确； D、海水中蕴藏着丰富的矿物资源，如可燃冰、锰结核等，说法正确。 故选A。 3．科学家设计合成了多孔石墨烯膜用于海水淡化，当海水流过石墨烯膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过。这种海水淡化的方法属于 A．过滤 B．吸附 C．沉淀 D．消毒 【答案】A 【解析】当海水流过石墨烯膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过，能除去海水的盐，实现了氯化钠和水的分离，过滤通过孔洞的大小分离物质，故这种海水淡化的方法类似于过滤操作； 故选：A。 4．兴趣小组的同学设计如下装置从海水中获取淡水。下列说法错误的是 A．从海水中获取淡水是物理变化 B．该过程中水分子大小发生改变 C．该过程中用到蒸馏的方法 D．海水变为淡水，水分子化学性质不变 【答案】B 【解析】A、从海水中获取淡水，只是水的状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意； B、从海水中获取淡水的过程中，液态水变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴，只是水分子之间的间隔发生了改变，水分子的大小不变，符合题意； C、从海水中获取淡水的过程中，液态水变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴，该过程用到蒸馏的方法，不符合题意； D、海水变为淡水，水分子的种类不变，故水分子的化学性质不变，不符合题意。 故选B。 5．水资源概况 （1）地球表面 被水覆盖，但供人类利用的淡水小于 。 （2）海水中含量最多的物质是 ，最多的金属元素是 ，最多的元素是 。 【答案】（1）71% 1% （2）H2O/水 Na/钠 O/氧 【解析】（1）地球表面71%被水覆盖，故填71%； 供人类利用的淡水占量很少，小于总水量的1%，故填1%。 （2）海水中含量最多的物质是水，故填H2O或水； 海水中含量最多的金属元素是钠，故填Na或钠； 海水中含量最多的元素是氧元素，故填O或氧。 6．海水淡化常用太阳能蒸馏和膜分离等方法，根据图示回答问题。 （1）太阳能蒸馏的原理如上图图1所示。太阳能蒸馏属于 (物理/化学)变化。太阳能蒸馏淡化的优点是 。 （2）膜分离的原理上图如图2所示。将海水加压，水分子能透过分离膜，和却不能透过，一段时间后，右侧海水中氯化钠的质量分数 (变大/变小/不变)。膜分离的原理与化学实验中物质分离的 (操作方法)相似。 【答案】（1）物理 节约能源或环保（合理即可） （2）变大 过滤 【解析】（1）太阳能蒸馏，只是水的状态变化，没有新物质生成，属于物理变化；太阳能蒸馏淡化不需要加热，可以节约能源，故填：节约能源或环保（合理即可）； （2）将海水加压，水分子能透过分离膜，和却不能透过，一段时间后，右侧的海水中水的质量变小，氯化钠的质量不变，则右侧海水中氯化钠的质量分数变大； 膜分离能将水和氯化钠分离，过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，因此膜分离的原理与化学实验中过滤操作原理相似，故填：变大；过滤。 7．海洋是巨大的储水库，蕴藏着丰富的化学资源。 （1）海水中含有丰富的化学元素，其中质量分数最大的元素是________（填字母标号）。 A．Na B．Cl C．H D．O （2）人类从海水中获取淡水，以解决水资源危机。可利用 的方法进行海水淡化。 （3）海底埋藏着大量的可燃冰，可燃冰的主要成分是甲烷水合物，请写出甲烷完全燃烧的化学方程式： 。 （4）在40℃时，恒温蒸发氯化钠溶液模拟海水晒盐的过程，溶液中溶质的质量与蒸发水的质量关系如图1所示。则40℃时，氯化钠的溶解度为 g。 【答案】（1）D （2）蒸馏（合理即可） （3） （4）36.6 【解析】（1）海水中含量最多的物质是水，故质量分数最大的元素是氧元素。 故选D； （2）蜡烛熄灭一段时间后，a、b两处氧气的浓度相同，原因是分子在不断运动，可利用蒸馏的方法进行海水淡化； （3）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； （4）由图可知，蒸发水的质量为10g时，开始析出晶体，蒸发水的质量为60g时，溶质完全析出，即该温度下，50g水中最多可溶解18.3g氯化钠，则100g水中最多可溶解36.6g氯化钠，则40℃时，氯化钠的溶解度为36.6g。 8．科普文阅读 海水淡化 地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖。淡水仅占总水量的2.5%，其余是咸水。海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水的用途如图1所示。 海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法。热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。 阅读分析，解决问题： （1）全球海水淡化水的用途排在首位的是 。 （2）热分离法中，将水与非挥发性物质分离是利用它们的 不同，该性质属于 （填“物理性质”或“化学性质”），热分离法的缺点是 。 （3）结合图2，利用石墨烯海水淡化膜进行海水淡化的原理是石墨烯海水淡化膜只允许 （写名称）通过，该过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。 （4）海水淡化除去的一种离子是 （写符号）。 （5）除上述方法之外，还可通过 的方法将海水淡化。 【答案】（1）市政供水 （2）沸点 物理性质 能耗大，成本高 （3）水分子 物理变化 （4）Na+/Cl- （5）蒸馏 【解析】（1）由图可知，全球海水淡化水的用途排在首位的为市政供水，占62%； （2）热分离法中，利用水与非挥发性物质的沸点不同，可将它们进行分析，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质；热分离法的缺点是能耗大，成本高； （3）由图可知，用石墨烯制成单层纳米孔的二维薄膜只允许水分子通过，钠离子和氯离子不能通过，该过程没有新物质生成，属于物理变化； （4）根据“石墨烯海水淡化膜的工作原理图示所示”可知，石墨烯海水淡化膜不允许Na+、Cl-通过，则海水淡化中除去了水中的钠离子和氯离子，符号为Na+、Cl-； （5）蒸馏能除去水中的所有杂质，也能将海水淡化。 9．近日，哈工大成功发射通遥一体化卫星系统“威海壹号”，这是我国首个针对海洋目标探测识别的卫星星座。下列说法正确的是 A．将海水煮沸可以得到纯水 B．“海水晒盐”母液是氯化钠的饱和溶液 C．海水中含量最多的元素是Na D．可燃冰在海底不燃烧最主要原因是温度太低 【答案】B 【解析】A、煮沸只能将硬水软化，海水蒸馏可以得到纯水。A不正确； B、“海水晒盐”得到的母液不能继续溶解氯化钠，是氯化钠的饱和溶液。B正确； C、海水中含量最多的元素是氧元素，含量最多的金属元素是钠元素。C不正确； D、可燃冰在海底不燃烧最主要原因是海水隔绝氧气。D不正确。 综上所述：选择B。 10．反渗透海水淡化系统的工作原理是通过施加高压将海水推向半透膜，使得水分子通过膜的微孔，而海水中的各种离子等则被拦截在膜的表面，从而得到淡水。此过程发生改变的是 A．水中的含盐量 B．水分子的体积 C．水中离子种类 D．微粒运动速率 【答案】A 【解析】A、反渗透海水淡化系统的工作原理是通过施加高压将海水推向半透膜，使得水分子通过膜的微孔，而海水中的各种离子等则被拦截在膜的表面，从而得到淡水，故此过程中水的质量减小，溶质质量不变，故水中的含盐量增大，符合题意； B、此过程中，水分子的体积不会发生改变，不符合题意； C、该过程中，使得水分子通过膜的微孔，而海水中的各种离子等则被拦截在膜的表面，故水中离子种类不变，不符合题意； D、该过程中，温度不变，微粒的运动速率不变，不符合题意。 故选A。 11．阅读科普短文，回答下列问题。 地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%；其余是海水或咸水。海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，太阳能海水淡化的热分离法的原理如图一所示。 我国科学家利用太阳光在某种新型催化剂表面高效分解水后，再利用某种高效催化剂将二氧化碳转化成有机物X。反应过程如图二所示。 根据上文，回答下列问题： （1）下列净水方法与太阳能海水淡化原理相似的是_____(填序号)。 A．过滤 B．吸附 C．蒸馏 D．消毒 （2）在图二中，反应①、②使用的新型催化剂在化学反应前后的 和化学性质都没有发生变化。 （3）反应①的能量转化形式中存在光能转化为化学能，产生的H2、O2的体积比约为 。 （4）写出反应①的化学方程式 。 【答案】（1）C （2）质量 （3）2：1 （4）2H2O2H2↑+O2↑ 【解析】（1）太阳能海水淡化利用了使太阳能的作用下，使海水中的水分蒸发成水蒸气，水蒸气冷却得到淡水，其淡化原理与蒸馏操作类似， 故选：C （2）根据催化剂的定义可知，新型催化剂在反应前后的质量和化学性质都没有发生改变； （3）由图可知，水在太阳光和新型催化剂的作用下反应生成氢气和氧气，产生氢气和氧气的体积比为2：1； （4）水在太阳光和新型催化剂的作用下反应生成氢气和氧气，方程式为：。 12．海洋是人类的宝库，又是地球上最大的储水库，如何合理开发利用海洋资源，是当今世界一个重要的话题。 （1）海水属于___________(填写字母)。 A．软水 B．硬水 （2）海水中含有大量的阳离子是 (用化学符号表示)； （3）海水的淡化，是将海水转化为可饮用的淡水，淡化海水是沿海缺少淡水地区补充淡水资源的途径之一，海水淡化前，先将海水进行预处理，如图所示。 第2个处理池中利用活性炭的 (填写序号)； ①可燃性    ②还原性   ③吸附性   ④非金属性 （4）下图是海水淡化两个方案，方案一利用太阳光照射使水蒸发再收集得到淡水；方案二对海水加压，使水通过淡化膜而得到淡水。 方案一：水变成水蒸气，发生变化的有 (填写序号)； ①水分子微粒大小          ②水分子之间距离        ③水分子质量              ④水分子本身结构 方案二：工作一段时间，海水池底部常会出现固体，这种固体的主要成分是 (用化学式表示)。 【答案】（1）B （2）Na+ （3）③ （4）② NaCl 【解析】（1）海水中含有较多的钙离子、镁离子，属于硬水。故选B； （2）海水中含有大量的氯化钠，氯化钠由钠离子和氯离子构成，钠离子属于阳离子，离子的表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，多个离子，就是在元素符号前面加上相应的数字；故填：Na+； （3）第2个处理池中活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，故填：③； （4）方案一：水变成水蒸气，水分子之间的间隔变大，水分子的大小、质量和本身结构不变。 故选②； 方案二：工作一段时间，海水池底部常会出现固体，海水中含氯化钠较多，故这种固体的主要成分是NaCl。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$