内容正文:
跨学科实践活动
跨学科实践活动 海洋资源的综合利用与制盐
教学目标
1.了解海洋资源的类型,认识海洋资源的综合利用现状。
2.了解海水晒盐,学习设计从海水中提取粗盐的方案。
3.了解海水淡化的方法及其优缺点,学习自制简易海水淡化装置。
重点和难点
重点:利用物质溶解性或沸点的差异提纯或分离物质。
难点:利用物质溶解性或沸点的差异提纯或分离物质。
◆活动一 调查海洋资源的类型与综合利用现状
1.海洋资源的类型
分类
概念
范围
海洋生物资源
海洋中具有经济价值的生物体
渔业资源、海洋植物资源、其他生物资源、
海洋矿物资源
蕴藏在海洋底土、海底和海水中的矿物资源。
滨海砂矿、深海矿产、海底基岩矿产、磷钙石、海水中的矿物
海水化学资源
溶解在海水中的化学物质和淡水
海水淡化、化学元素提取
海洋能源资源
蕴藏在海洋中的可再生能源
潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能
海洋空间资源
指利用海洋表面和水下的空间
生产空间、交通运输空间、生活娱乐空间、储藏与倾废空间
2. 海洋资源的综合利用现状
综合利用
内容
传统产业的升级与融合
“海洋牧场”与生态渔业、海产品精深加工
新兴产业的协同发展
海洋可再生能源与其它产业的结合,如“海上风电+”模式、为偏远岛屿和海上设施供电;海水综合利用产业链
海洋空间的立体化与多功能化
港口经济的延伸、立体用海
高科技的驱动与未来方向
海洋生物医药、深海探测与开发、海洋大数据与智能化
特别提醒:
未来的海洋开发不再是“单打一”的模式,而是趋向于多产业协同、资源循环、科技驱动和生态友好的立体化、系统化模式
即学即练
1.认识海洋资源。
(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以上,从中可以提取50多种化学物质。
【答案】(1)化学资源、矿石资源、生物资源
(2)元素
【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、矿石资源、生物资源等;
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等是以元素的形式存在于海水中,它们占海水所溶解物质总质量的以上,从这些元素组成的物质中可以提取50多种化学物质;
2.海洋是人类千万年来取之不尽,用之不竭的资源宝库。下列关于海洋中物质的说法不正确的是
A.“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气
B.可以利用蒸馏法从海水中获得淡水
C.海水中蕴藏着丰富的矿物资源,如锰结核等
D.海水“晒盐”后剩余的母液一定是氯化钠的不饱和溶液
【答案】D
【详解】A、“可燃冰”是甲烷的水合物,燃烧后几乎不产生任何残渣或废气,被誉为“未来能源”,故选项说法正确;
B、蒸馏能除去水中所有杂质得到纯水,所以可以利用蒸馏法从海水中获得淡水,故选项说法正确;
C、海洋中含有丰富的金属资源,在海底蕴藏着多金属结核,也称锰结核,故选项说法正确;
D、海水晒盐后剩下的母液,不能继续溶解氯化钠,一定是氯化钠的饱和溶液,故选项说法错误;
故选D。
◆活动二 探索海水制盐的方法
1. 海水晒盐的原理和工艺流程
(1)原理:海水晒盐的基本原理是蒸发结晶,即利用自然界的太阳能和风能,使海水中的水分逐渐蒸发,使氯化钠(NaCl,即食盐的主要成分)以晶体的形式从海水中析出。
(2)工艺流程:
储水池中的海水是食盐的不饱和溶液;
蒸发池中的海水是食盐的不饱和溶液;
结晶池中的海水是食盐的饱和溶液。
母液中含氯化钠,是氯化钠的饱和溶液。
粗盐不是纯净的氯化钠,其中含有多种杂质。
利用物质的溶解性和溶解度知识设计从海水中提取粗盐的方案
(3)根据海水中主要盐类的溶解度曲线图可知,从海水中提取粗盐可用蒸发结晶的方法。具有方案为:将“海水”加热到60℃,恒温蒸发至有大量晶体析出,再趁热过滤、洗涤、干燥获得粗盐。洗涤使用饱和食盐水。
(4)用晒盐法而不用煮沸法原因:① 氯化钠溶解度随温度变化小,蒸发比升温更高效;②日晒无需燃料,成本低。
2. 食盐与人体健康
(1)食盐的成分:市售食盐的主要成分是氯化钠(NaCl),此外还可能含有:碘、抗结剂、其他微量元素。
(2)食盐的分类:
分类标准
常见类型
适用人群或场景
原料来源
海盐、湖盐、井盐和岩盐/矿盐
/
纯化处理程度
粗盐和细盐
腌制食物适合用大粒粗盐,炒菜则适合用细粒盐
是否加碘
加碘盐和无碘盐
加碘盐:补充碘元素,普遍适用,可预防碘缺乏症;
无碘盐:适用于水碘>100微克/升地区居民,以及因病不宜食用碘盐的人群,如少数甲状腺疾病患者
是否加氯化钾
低钠盐和普通盐
低钠盐:适宜高血压、糖尿病等心脑血管疾病患者
普通盐:普通健康人群可食用
是否加营养元素
加锌盐
添加葡萄糖酸锌(或乳酸锌), 预防青少年和儿童缺锌
加钙盐
添加活性钙,预防缺钙所致疾病的发生,青少年缺钙会引起佝偻病,老年人缺钙会引起骨质疏松
加硒盐
亚硒酸钠(Na2SeO3) 防治因缺硒引起的疾病
(3)食盐的适宜用量:成年人每天摄入食盐推荐用量为5g。
特别提醒:
食盐摄入过少或过多都不利于人体健康。摄入过少会导致钠的摄入不足,引起食欲不振、恶心、呕吐、头痛等情况,严重时会出现肌肉无力、抽搐等症状。摄入过多会引起血压升高、加重肾脏负担、损害牙齿以及加重心脑血管疾病等。
即学即练
1.下列有关海水“晒盐”的说法错误的是
A.海水“晒盐”中的盐主要指氯化钠
B.海水“晒盐”的方法主要为“盐田法”
C.海水“晒盐”后剩余的母液一定是食盐的饱和溶液
D.海水“晒盐”的过程中都发生的是化学变化
【答案】D
【解析】A、海水中含量最多的盐是氯化钠,海水“晒盐”的盐主要是指氯化钠,故A正确;
B、“盐田法”是海水“晒盐”的主要方法,故B正确;
C、海水“晒盐”后剩余的母液不能再溶解氯化钠,一定是氯化钠的饱和溶液,故C正确;
D、海水晒盐是利用光照和风力等使水分蒸发,得到粗盐,过程中没有新物质产生,是物理变化,故D错误;
故选:D。
2.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。
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、请结合溶解度曲线图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,目的是保证大量的析出,而、等物质基本不析出,它们基本不析出的原因 。
【答案】 蒸发结晶 和的溶解度随温度的升高而增大,温度较高时,氯化镁和硫酸镁的溶解度较大
【详解】由图可知,氯化钠的溶解度受温度影响不大,故利用的结晶方法是: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,故MgCl2、MgSO4等物质基本不析出。
◆活动三 探索海水淡化的方法
1. 海水淡化的方法及优缺点
方法
优点
缺点
适用场景
蒸馏法
工艺简单、操作方便
能耗高、成本高
小型装置、高水质要求
反渗透法
能耗低、效率高、水质好
需预处理设备、初期投资高
大型工程、水质要求适中
电渗析法
操作简单、能耗低
处理能力低
中小型项目、水质要求不高
2. 自制海水淡化装置
自制海水淡化装置一般都是利用蒸馏法进行,
利用阳光
利用其他热源
特别提醒:
海水晒盐析出晶体后的母液一定是该晶体溶质的饱和溶液。海水晒盐后的苦卤是氯化钠的饱和溶液,但不是其他溶质的饱和溶液。
即学即练
1.海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题,如图是一种太阳能海水淡化装置的示意图,其中水变成水蒸气的过程中,下列判断正确的是
A.水分子之间间隔变大了 B.水分子体积变大了
C.水分子分解了 D.水分子质量变大了
【答案】A
【详解】水变成水蒸气的过程中,由液态变为气态,水分子间的间隔变大,水分子的体积、质量均不变,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,所以水分子没有分解,故选:A。
2.下列途径能使海水淡化的是
A.蒸发 B.过滤 C.蒸馏 D.吸附
【答案】C
【详解】A、蒸发是蒸发水分,获取固体物质,不能使海水淡化,不符合题意;
B、过滤是除去不溶性杂质,不能使海水淡化,不符合题意;
C、蒸馏是利用海水中各成分沸点不同分离出淡水,能使海水淡化,符合题意;
D、吸附是除去水中的异味和色素,不能使海水淡化,不符合题意。
故选:C。
一、海水晒盐
1. 海水晒盐的原理:蒸发结晶。利用氯化钠的溶解度受温度影响较小的特点,通过日光和风力的作用将海水中的水分蒸发,析出氯化钠。
2. 海水晒盐的过程:利用涨潮将海水引入储水池,澄清后引入蒸发池,风吹日晒后蒸发水分至一定程度后,引入结晶池,继续风吹日晒,海水成为食盐的饱和溶液,再晒,食盐晶体析出,成为粗盐,同时得到含有大量化工原料的母液,母液叫做苦卤。
实践应用
1.海洋蕴含着丰富的资源,综合开发利用海洋资源已成为世界各国研究的热点。海水晒盐是综合利用海洋资源的一条有效途径。
(1)如图是海水晒盐的流程:图中①是 池(填“蒸发”或“冷却”)。
(2)根据海水晒盐的原理,下列说法中正确的是______。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变
B.在①中,海水中氯化钠的质量逐渐增加
C.在①中,海水中水的质量逐渐减少
D.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
【答案】(1)蒸发
(2)AC
【详解】(1)氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,可用蒸发结晶的方法进行分离,所以①是蒸发池;
(2)A、海水进入贮水池,只是将海水引入贮水池,海水的成分基本不变,故A说法正确;
B、在①蒸发池中,水分逐渐减少,有氯化钠晶体析出,海水中氯化钠的质量逐渐减小,故B说法错误;
C、在①蒸发池中,水不断的蒸发掉,海水中水的质量逐渐减小,故C说法正确;
D、析出晶体后的母液不能继续溶解氯化钠,则析出晶体后的母液是氯化钠的饱和溶液,故D说法错误;
故选AC。
2.莆田盐场是福建省海盐产量最大的盐场,盐场生产食盐的主要流程如图。
(1)上述流程对应实验室中的基本操作是取样、 、过滤、洗涤。
(2)海水中含有在30℃时,为从1000g海水中获得不含的NaCl,收盐前应该剩余水的质量最少为 (列出计算式)。注:NaCl、溶解度如表。
温度/℃
30
不同物质的溶
NaCl
(3)用饱和的NaCl溶液进行洗盐,其目的是 。
【答案】(1)蒸发
(2)
(3)除去NaCl晶体表面附着的等杂质,同时减少NaCl晶体的溶解损失
【详解】(1)海水晒盐的流程对应实验室中的基本操作是取样、蒸发、过滤、洗涤;
(2)由表格数据可知,30℃时硫酸镁的溶解度为38.9g,已知1000g海水中含有3.3g硫酸镁,设溶解3.3g硫酸镁至少需要水的质量为x,则,解得,因此为获得不含硫酸镁的氯化钠,收盐前应该剩余水的质量最少为;
(3)用饱和的NaCl溶液进行洗盐,是因为饱和NaCl溶液不能再溶解NaCl,但可以溶解等杂质,所以其目的是除去NaCl晶体表面附着的等杂质,同时减少NaCl晶体的溶解损失。
二、海水淡化
1.海水淡化通常有3种方法:
(1)蒸馏法:传统热分离技术
蒸馏法的基本原理是利用海水加热后蒸发,盐分和其他杂质不随水蒸气蒸发,再通过冷凝装置将水蒸气冷却为淡水。该方法主要分为多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏等形式。
(2)反渗透法:高效膜分离技术
(3)电渗析法:电场驱动离子分离技术
2.实验室自制海水淡化装置
需选用耐高温、耐腐蚀的简易仪器,典型组合如下:
组件
功能
常见材料
加热装置
提供蒸发所需热量
酒精灯、电磁炉或太阳能加热板
蒸发容器
盛放模拟海水并产生水蒸气
烧杯、烧瓶或金属易拉罐(底部开口)
冷凝装置
使水蒸气冷却凝结为液态水
玻璃导管、保鲜膜(覆盖容器口并留引流口)、冷凝管
收集装置
接收淡化后的淡水
试管、小烧杯或塑料瓶
模拟海水
替代真实海水进行实验
氯化钠溶液(浓度约3%-5%)
实践应用
1.同学们了解蒸馏法和膜分离法(如图1)是两种常用的海水淡化方法,图中加压后钠离子、镁离子等不能通过反渗透膜。
【交流心得】
(1)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)淡化后的水属于 (“软水”或“硬水”)。
(3)利用石墨烯光热材料可高效处理海水(如图2),该技术通过构建多级微孔道复合蒸发器,利用太阳光实现水蒸发,复合蒸发器净水过程,利用石墨烯具有 的性质(写一种)。该过程中水分子的 (选填“间隔”或“种类”)发生改变。
【答案】(1)物理
(2)软水
(3) 导热性 间隔
【详解】(1)海水蒸发淡化的过程中没有新物质生成,属于物理变化;
(2)淡化后的水中几乎不含可溶性钙、镁化合物,属于软水;
(3)利用石墨烯光热材料可高效处理海水,该技术通过构建多级微孔道复合蒸发器,利用太阳光实现水蒸发,复合蒸发器净水过程,利用了石墨烯具有良好的导热性;该过程中水蒸发变为水蒸气,水分子的间隔发生改变,水分子的种类没有发生改变;
2.如图所示,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,而海水中的各种离子不能通过膜,从而得到淡水。下列有关说法错误的是
A.加压后右侧海水中的溶质的质量分数减小
B.可用肥皂水检验左侧淡水是否为软水
C.加压后a口排出液中离子的种类不变
D.a口排出液通过蒸发结晶可得到粗盐
【答案】A
【详解】A、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,而海水中的各种离子不能通过膜,则加压后右侧海水中的溶质质量不变,水的质量减少,根据,则海水中的溶质的质量分数增大,说法错误,符合题意;
B、可用肥皂水检验左侧淡水是否为软水,取样加入肥皂水振荡,出现泡沫较多则为软水,出现浮渣较多则为硬水,说法正确,不符合题意;
C、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,而海水中的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,说法正确,不符合题意;
D、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,而海水中的各种离子不能通过膜,则a口排出液通过蒸发结晶可得到粗盐,说法正确,不符合题意。
故选:A。
考点一 海水晒盐
【例1】海洋蕴含着丰富的资源,综合开发利用海洋资源已成为世界各国研究的热点。海水晒盐是综合利用海洋资源的一条有效途径。
(1)如图是海水晒盐的流程:图中①是 池(填“蒸发”或“冷却”);
(2)根据海水晒盐的原理,下列说法中正确的是_____。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变 B.在①中,海水中氯化钠的质量逐渐增加
C.在①中,海水中水的质量逐渐减少 D.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
【答案】(1)蒸发
(2)AC
【详解】(1)氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,可用蒸发结晶的方法进行分离,所以①是蒸发池;
(2)A、海水进入贮水池,只是将海水引入贮水池,海水的成分基本不变,故A说法正确;
B、在①蒸发池中,水分逐渐减少,有氯化钠晶体析出,海水中氯化钠的质量逐渐减小,故B说法错误;
C、在①蒸发池中,水不断的蒸发掉,海水中水的质量逐渐减小,故C说法正确;
D、析出晶体后的母液不能继续溶解氯化钠,则析出晶体后的母液是氯化钠的饱和溶液,故D说法错误;
故选:AC。
解题要点
海水通过日晒蒸发水分,盐分浓度逐渐升高,达到饱和后析出 NaCl 晶体。关键点:氯化钠溶解度受温度影响小,适合蒸发结晶;杂质(如 MgCl₂、CaCl₂)溶解度大,留在母液中。
【变式1-1】食盐是人类生存的必需品,人们早就发现从盐井里、海水里、盐湖里等都能开采出食盐。
(1)a池是 (填“蒸发”或“冷却”)池。
(2)关于海水提取粗盐的过程,说法正确的是___________。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变 B.贮水池中氯化钠的质量比a池中的大
C.母液中氯化钠的质量分数比结晶池中的小 D.母液是氯化钠的饱和溶液
【答案】(1)蒸发
(2)AD
【详解】(1)海水晒盐过程中,海水引入贮水池后再蒸发结晶得到粗盐,故a池是蒸发池;
(2)A、海水进入贮水池,海水的成分基本不变,说法正确,符合题意;
B、由第(1)小问分析可知,a池为蒸发池,则贮水池中氯化钠的质量与蒸发池中的氯化钠质量相等,水的质量不同,说法错误,不符合题意;
C、母液是氯化钠的饱和溶液,结晶池中也是氯化钠的饱和溶液,温度相同,故母液中氯化钠的质量分数与结晶池中氯化钠的质量分数相等,说法错误,不符合题意;
D、母液是氯化钠的饱和溶液,说法正确,符合题意。
故选:AD。
【变式1-2】海洋资源的合理开发和综合利用对人类具有重要意义,某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下海水制盐为主题展开探究学习。
任务一:了解古法制盐
我国元代《熬波图》详细记载了古代海盐的生产过程,包括制卤、煮盐等环节,如图1所示,该工艺制得的海盐中含有少量硫酸镁。氯化钠、硫酸镁在不同温度时的溶解度如图2所示。
(1)煮盐环节的“捞沥撩盐”是指将湿盐挑到撩床上,沥去卤水,得到干盐。此过程与化学实验操作 的原理相似。
(2)将硫酸镁的饱和溶液降温至t℃,没有晶体析出。则t的范围是 。
任务二:学习海水晒盐
(3)图1海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)海水制盐选用 的方法进行提纯。根据海水中各物质的质量分数,以及各物质的溶解度变化情况,分析晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中大量析出,而其他盐类基本不析出的原因 。
【答案】(1)过滤
(2)t1℃≤t<t2℃
(3)饱和
(4) 蒸发结晶 卤水中其他盐类溶质质量分数小,且相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态
【详解】(1)“捞沥撩盐”是将湿盐挑到撩床上,沥去卤水,得到干盐,即将固体和液体进行分离。在化学实验操作中,过滤也是实现固体和液体分离的操作,所以此过程与化学实验操作过滤的原理相似
(2)从图2可以看出,在t1℃~t2℃之间,硫酸镁的溶解度随温度降低先增大后减小,且t1℃和t2℃时,硫酸镁的溶解度相等,则将t2℃硫酸镁的饱和溶液降温至t℃,没有晶体析出,说明降温过程中溶解度一直增大或不变,所以t的范围是t1℃≤t<t2℃;
(3)海水晒盐后的母液不能继续溶解氯化钠,是氯化钠的饱和溶液;
(4)由图2可知,氯化镁、硫酸镁、氯化钠的溶解度均随温度升高而增大,其中氯化镁、硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,则海水制盐可选用蒸发结晶的方法进行提纯;
由图2、3可知,卤水中其他盐类溶质质量分数小,且相同温度时溶解度比氯化钠大,不易达到饱和状态,所以卤水中的NaCl大量析出,而其他盐类基本不析出。
考点二 海水淡化
【例2】下列操作不能用来淡化海水的是
A.使海水结冰脱盐
B.过滤
C.使海水通过淡化膜
D.多级闪急蒸馏
【答案】B
【详解】A、使海水结冰,将盐与水分开,能用来淡化海水,正确;
B、过滤法只能除去水中的不溶性杂质,而海水淡化的过程是除去海水中的可溶性杂质,错误;
C、使海水通过淡化膜,只有水分子可以通过淡化膜,离子等其他粒子不能通过淡化膜,能用来淡化海水,正确;
D、蒸馏是把水从水的混合物中分离出来,得到纯净的水,正确。
故选B。
解题要点
蒸馏法海水淡化的装置主要有:加热装置、蒸发容器、冷凝装置、收集装置,可就地取材利用实验室或日常生活用品进行实验。
【变式2-1】如图简易海水淡化器,下列对于该装置淡化海水过程认识正确的是
A.变化中没有产生新物质 B.水杯中收集到的水是混合物
C.海水中含有的盐分被蒸发 D.与自来水的净水过程相同
【答案】A
【详解】A、该简易海水淡化器是利用渗透膜使海水中的水通过,盐分等杂质被阻隔,过程中只是将水和盐分进行分离,没有新物质生成,属于物理变化,A选项正确;
B、通过渗透膜进入水杯中的水是淡水,属于纯净物,B选项错误;
C、海水中的水被蒸发,盐分不能被蒸发,留在了装置中,C选项错误;
D、自来水的净水过程包括沉淀、过滤、吸附、消毒等,该装置只是通过渗透膜分离出淡水,与自来水的净水过程不同,D选项错误。
故选:A。
【变式2-2】 “多级闪急蒸馏法”是一种成熟且广泛应用的海水淡化技术,其过程如图1所示,设备中有多个闪蒸室,经热交换管外侧水蒸气加热的海水被引入第1级闪蒸室,降压使部分海水骤然蒸发,其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水。剩余海水再流入压强更小的下一级闪蒸室,使水多次瞬间蒸发,将水蒸气冷凝成水。
(1)如图1所示, 淡水从出口 (填“a”或“b”)流出。
(2)如图2是水的沸点随气体压强变化的关系图像,闪蒸室里通过降压使海水骤然蒸发的原理是降压后水的沸点 (填“降低”或“增大”)。
(3)这种连续多次闪蒸的好处是 。
(4)“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化,而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等,其能被应用的原因为 。
【答案】(1)b
(2)降低
(3)充分利用余热,节约能源,提高了淡化效率
(4)设备简单、效益高
【详解】(1)观图1可知,海水引入第1级闪蒸室,降压使部分海水骤然蒸发,其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水,所以淡水从出口b流出。
(2)根据图2水的沸点随气体压强变化的关系图像可知,压强越小,水的沸点越低, 闪蒸室里通过降压使水的沸点降低,从而使海水骤然蒸发。
(3)这种连续多次闪蒸的好处是可以充分利用余热,节约能源 ,因为前一级闪蒸室产生的水蒸气可以为后一级闪蒸室的海水加热,提高了淡化效率。
(4)“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化,而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等,其能被应用是因为它具有设备简单、效益高等优点。
基础达标
1.(2025·山东·二模)海洋是巨大的资源宝库,通过物理变化或直接开采,无法从海洋中获得的物质是
A.淡水 B.氯化钠 C.石油 D.生石灰
【答案】D
【详解】A、海水中含有水,可以通过膜法或热法等物理方法从海水中得到淡水。不符合题意;
B、海水中含有大量的氯化钠,可以通过蒸发结晶的物理方法从海水中得到氯化钠。不符合题意;
C、海洋中有大量的石油。不符合题意;
D、生石灰氧化钙和水反应生成氢氧化钙,海水中无法通过物理方法或直接开采得到生石灰。符合题意;
故选D。
2.海洋是人类宝贵的自然资源.下列说法错误的是
A.海水淡化(蒸馏法)——利用物质的溶解度不同进行蒸馏分离
B.海水晒盐——利用太阳能和风能蒸发水分得到粗盐
C.海水制镁——利用碱将镁元素富集,提纯后电解
D.粗盐提纯利用过滤将粗盐中难溶性杂质去除
【答案】A
【详解】A、海水淡化是利用物质的沸点不同进行蒸馏分离,水蒸发出来后液化,得到淡水,故说法错误;
B、海水晒盐是利用太阳能和风能加速水的蒸发,使海水中溶解的氯化钠等物质饱和析出,得到粗盐,故说法正确;
C、海水制镁是利用碱将镁元素富集,碱与镁离子结合生成氢氧化镁,经过滤,与盐酸反应,蒸发后电解,故说法正确;
D、粗盐提纯是溶解后,利用过滤将粗盐中难溶性杂质去除,故说法正确;
故选A。
3.下列有关海水淡化的叙述不正确的是
A.离子交换法淡化海水发生了化学变化
B.海水淡化可为人类提供更多的淡水资源
C.利用太阳能蒸发原理淡化海水属于物理变化
D.将海水中的盐分离出来不能达到海水淡化的目的
【答案】D
【详解】A、使用离子交换树脂与水中的离子进行交换,如离子交换树脂可以除去钙离子和镁离子得到软水,离子交换树脂发生的反应为Ca2++2NaR=CaR2+2Na+、Mg2++2NaR=MgR2+2Na+,属于化学变化,选项正确;
B、利用海水淡化将海水化为我们稀缺的淡水,减少了很多缺水地区的水负担,可为人类提供更多的淡水资源,选项正确;
C、利用太阳能蒸发海水是将海水变成水蒸气,然后液化成液态水,属于水的状态变化,属于物理变化,选项正确;
D、将海水中的盐分离出来是将水与盐分离,海水淡化,选项错误。
故选:D。
4.(2025·山东济南·模拟预测)下列对海洋化学资源利用的有关叙述中,正确的是
A.利用降温结晶的原理从海水中获得粗盐
B.利用膜法从海水中获得淡水
C.利用电解海水的方法直接获得金属镁
D.利用氨碱法从海水中制得纯碱碳酸钠
【答案】D
【详解】A. 粗盐通过蒸发结晶(日晒)获得,而非降温结晶。降温结晶适用于溶解度随温度变化大的物质(如硝酸钾),选项错误;
B. 膜法(如反渗透)可用于海水淡化,但属于水资源利用,而非化学资源利用。选项错误;
C. 电解海水无法直接得到金属镁,需先提纯氯化镁再电解熔融的氯化镁。选项错误;
D. 氨碱法以海水中的氯化钠为原料,结合其他物质制得纯碱(碳酸钠),属于海洋化学资源的合理利用。选项正确;
故选D。
5.(2025·河北邯郸·一模)海水淡化可以缓解水资源匮乏的问题。如图所示是一套简易海水淡化器,下列对该装置的认识错误的是
A.阳光照射会加快水分子的运动 B.塑料膜的作用相当于滤纸
C.与自来水厂的净水原理不同 D.小水杯中收集到的水是软水
【答案】B
【详解】A、分子在不断运动,且温度越高,分子的运动速率越快,阳光照射,温度升高,会加快水分子的运动,不符合题意;
B、滤纸的作用是实现固液分离,除去难溶性杂质,塑料膜不能实现固液分离,塑料膜的作用与滤纸不同,符合题意;
C、该过程是水蒸发后再冷凝成水的过程,与蒸馏原理相同,自来水厂的净水过程包括:沉降、过滤、吸附、消毒,没有蒸馏,与自来水厂的净水原理不同,不符合题意;
D、该过程是水蒸发后再冷凝成水的过程,小水杯中收集到的水是蒸馏水,不含可溶性钙、镁化合物,是软水,不符合题意。
故选B。
6.(2025·四川成都·三模)荒岛求生时,可采用如图方法将海水淡化。下列说法不正确的是
A.蒸发时水分子质量不变 B.蒸发时水分子运动速率加快
C.冷凝时氢氧原子之间间隔减小 D.冷海水的作用是冷凝水蒸气
【答案】C
【详解】A、蒸发时,是水分子间隔变大,水分子质量不变,说法正确;
B、蒸发时,温度升高,水分子运动速率加快,说法正确;
C、冷凝时,是水分子间隔减小,而不是氢氧原子之间间隔减小,说法错误;
D、冷海水可以使水蒸气温度降低,起到冷凝水蒸气的作用,说法正确。
故选C。
7.(2025·内蒙古赤峰·模拟预测)近年来海水淡化已成为研究新方向,其中膜分离法就是其中的一种。它是利用水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池,从而得到淡水。下列说法中错误的是
A.该过程属于物理变化 B.海水淡化后,水分子的体积没有改变
C.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物 D.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
【答案】C
【详解】A、膜分离法海水淡化过程中,只是水分子通过淡化膜的位置发生变化,没有新物质生成,属于物理变化,该说法正确;
B、海水淡化过程中,水分子本身的大小即体积不会发生改变,改变的是水分子的间隔等,该说法正确;
C、膜分离法是利用水分子可以通过淡化膜,而海水中的盐分等溶质不能通过,从而除去海水中的可溶性盐类物质得到淡水,不是除去不溶物,该说法错误;
D、在膜分离法海水淡化过程中,海水中的水分子透过淡化膜进入淡水池,海水中盐类物质不能透过,留在剩余海水中,从而浓缩了海水中的盐类物质,该说法正确。
故选:C。
8.下列叙述错误的是
A.膜法淡化海水是利用海水中各成分颗粒大小不同
B.海水晒盐得到食盐后的母液可用于提取多种化工原料
C.海水淡化只能得到淡水,剩余物质不再有利用价值
D.海水中溶有二氧化碳,可供海水中的绿色植物进行光合作用
【答案】C
【详解】A、膜法淡化海水是利用海水中各成分颗粒大小不同,说法正确,不符合题意;
B、海水晒盐得到食盐后的母液含有多种化学物质,可以提取多种化工原料,说法正确,不符合题意;
C、海水淡化后可以得到多种化学物质,还可以再利用,说法错误,符合题意;
D、二氧化碳能溶于水,可以供给海水中绿色植物光合作用,说法正确,不符合题意。
故选:C。
9.海水“晒盐”的过程
(1)原理:利用阳光和风力把水分蒸发,使海水变成食盐的 ,再利用阳光和风力,使食盐从溶液中结晶析出来。
(2)结晶:固体物质从它的 中以晶体的形式析出的过程,根据得到饱和溶液的途径不同,可分为 和 。
【答案】(1)饱和溶液
(2)饱和溶液 降温结晶 蒸发结晶
【解析】(1)海水“晒盐”的原理是利用阳光和风力把水分蒸发,使海水变成食盐的饱和溶液,再利用阳光和风力,使食盐从溶液中结晶析出来,故填:饱和溶液;
(2)结晶是指固体物质从它的饱和溶液中以晶体的形式析出的过程,根据得到饱和溶液的途径不同,一种是根据物质的溶解度受温度影响较大,可利用温度的改变来获得晶体,此方法为降温结晶,另一种是根据物质的溶解度受温度的影响不大,可通过蒸发水分的方法获得晶体,此方法为蒸发结晶,所以可分为降温结晶和蒸发结晶。故填:饱和溶液;降温结晶;蒸发结晶。
10.(2025·天津东丽·模拟预测)下图是利用海水提取粗盐的过程。
(1)上图中的①是 池(填“蒸发”或“冷却”)。
(2)根据海水晒盐的原理,下列说法中正确的是(填序号)_____。
A.海水进入贮水池,氯化钠的成分基本不变 B.在①中,海水中氯化钠的质量分数不改变
C.在①中,海水中水的质量逐渐减少 D.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
【答案】(1)蒸发
(2)AC
【详解】(1)利用海水提取粗盐经过引入海水到贮水池、进入蒸发池蒸发浓缩、进入结晶池结晶得到晶体;故①是蒸发池;
(2)A、海水进入贮水池,海水的成分基本不变,正确;
B、①为蒸发池,在蒸发池中,水不断减少,氯化钠的质量分数会逐渐增大,错误;
C、在蒸发池中,海水中水的质量逐渐减少,以达到蒸发结晶的目的,正确;
D、析出晶体后的母液仍然是氯化钠的饱和溶液,否则析出的氯化钠晶体就又溶解了,错误;
故选AC。
11.上海濒临东海,有丰富的海洋资源。海洋是一个巨大的资源库,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烧碱。其制取的主要工艺流程如下:
(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)要除去食盐水中混有的少量泥沙,操作方法是 。
(3)该化工厂将副产品氢气和氯气加以利用:氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢气体溶于水得到盐酸。写出氢气在氯气中燃烧的化学方程 ,通过这个化学反应,你对燃烧的新认识是 。
【答案】 蒸发水分 过滤 H2+Cl22HCl 燃烧不一定有氧气参与
【详解】(1)从海水中提取食盐采用蒸发结晶的方法,风吹日晒是为了加速水分的蒸发;
(2)因为泥沙不溶于水,而氯化钠溶于水,所以可以采用过滤的方法滤去泥沙;
(3)根据题意:氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,所以方程式为:H2+Cl22HCl,可见燃烧不一定需要氧气参加.
故答案为(1)蒸发水分;
(2)过滤;
(3)H2+Cl22HCl,燃烧不一定需要氧气参加.
综合应用
12.(2024·云南昆明·模拟预测)如图是简易海水淡化装置示意图,蒸发腔中的海水在阳光照射下变为水蒸气,太阳能风扇将水蒸气吹到冷凝腔中凝结成水滴,实现海水的淡化。下列说法中错误的
A.阳光照射时,水温上升,水分子运动速率加快
B.液态水变为水蒸气的过程中,水分子的体积变大
C.一个水分子的质量和体积都很小
D.海水中的水分子和淡水中的水分子,化学性质相同
【答案】B
【详解】A、由于温度升高,分子运动加快,所以阳光照射时,水温上升,水分子运动速率加快。A正确;
B、液态水变为水蒸气的过程中,水分子的间隔变大。B错误;
C、分子的质量和体积都很小,所以一个水分子的质量和体积都很小。C正确;
D、海水中的水分子和淡水中的水分子都是H2O分子,即分子构成相同,所以化学性质相同。D正确。
综上所述:选择B。
13.(2024·重庆·三模)海水淡化可采用膜分离技术。具体操作如图所示,对淡化膜左侧的海水加压,水分子可透过淡化膜进入右侧淡水池,而海水中其他粒子不能透过淡化膜,从而得到淡水。下列有关说法错误的是
A.加压前最好先进行过滤除杂 B.加压时水分子没有发生变化
C.加压后海水中溶质的质量增大 D.此技术所得到的淡水一定是软水
【答案】C
【详解】A 、加压前最好先进行过滤除杂,以去除海水中的杂质,防止杂质堵塞淡化膜或影响淡水质量,说法正确,不符合题意;
B、加压时水分子没有发生化学变化,只是通过淡化膜实现了水与其他离子的分离,说法正确,不符合题意;
C、海水中的各种离子不能通过淡化膜,因此溶质质量不变,说法错误,符合题意;
D、海水中的各种离子不能通过淡化膜,此技术所得到的淡水中不含有钙、镁离子,一定是软水,说法正确,不符合题意;
故选C。
14.(2025·山东烟台·模拟预测)发展海洋经济,建设海洋强国。某课题小组模拟从海水中提取有用物质。
(1)工业晒盐。海水晒盐是通过 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)的方法获取食盐。
(2)海水提镁。
【信息】某品牌不同碱的价格如下表所示
试剂
NaOH
Ca(OH)2
KOH
价格(元/吨)
3100
670
7000
①海水和晒盐之后的母液都可以作为制取氯化镁的原料,小真同学提出选择母液更好,小组同学一致同意他的观点,理由是 。
②在工业生产中为了降低成本,向母液中加入的碱最好选择表格中的 。
(3)海水制碱。
①为除去粗盐水中的CaCl2、MgCl2和Na2SO4杂质,加入下列过量试剂的顺序错误的是 (填字母)。
A.Na2CO3、NaOH、BaCl2
B.BaCl2、Na2CO3、NaOH
C.NaOH、BaCl2、Na2CO3
②然后过滤,在滤液中加入适量的稀盐酸。加入适量稀盐酸的目的是 。
③写出饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠的化学方程式 。
【答案】(1)蒸发结晶
(2) 母液中氯化镁的浓度比海水中的高 Ca(OH)2
(3) A 除去过量的Na2CO3和NaOH NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
【详解】(1)因为氯化钠的溶解度受温度影响较小,海水晒盐是通过蒸发溶剂使氯化钠结晶析出,所以是蒸发结晶的方法获取食盐;
(2)①海水晒盐后的母液中氯化镁的浓度比海水中的高,选择母液作为制取氯化镁的原料,能提高生产效率,降低成本;
②从表格中的价格来看,Ca(OH)2的价格最低,在工业生产中为了降低成本,向母液中加入的碱最好选择Ca(OH)2;
(3)①A、先加入Na2CO3,后加入BaCl2,过量的BaCl2无法被后续试剂除去,会引入新的杂质,故错误;
B、先加入BaCl2除去Na2SO4,再加入Na2CO3除去CaCl2和过量的Na2SO4,最后加入NaOH除去MgCl2,故正确;
C、先加入NaOH除去MgCl2,再加入BaCl2除去Na2SO4,最后加入Na2CO3除去CaCl2和过量的Na2SO4,故正确;
故选A;
②前面加入的试剂都是过量的,过量的Na2CO3和NaOH会留在滤液中,加入适量稀盐酸的目的是除去过量的Na2CO3和NaOH;
③饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠,根据化学反应原理,其化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
15.(2025·辽宁盘锦·二模)海洋是巨大的资源宝库。海洋资源可分为海洋生物资源、海洋矿产资源、海洋化学资源和海洋能源资源等。
活动一:认识海洋资源。
(1)海洋为人类提供具有营养物质的鱼、虾等,属于海洋 资源。
(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多种物质。
活动二:了解海洋资源的利用。
用海水制氢成本高,设备腐蚀严重。深圳大学的团队研发了一种海水淡化技术:用一种特殊的多孔隔膜,让水分子通过,而盐分和其他杂质被阻隔在外,处理后的水接近纯水。
(3)用这种隔膜处理海水的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的海水是 (填“硬水”或“软水”)。
(5)海上风电是通过在海上建设风电场产生电能,其能量转化方式为风能→机械能→ 。
活动三:模拟海水晒盐。
海水晒盐的目的是从海水中获取NaCl。同学们在实验室用海水样品模拟海水晒盐。
【查阅资料】海水中主要溶解物质的质量分数,以及各物质的溶解度随温度变化如下:
(6)所取海水呈浑浊状态,可用 操作进行处理。
(7)海水晒盐利用的原理是 结晶。海水晒盐过程中析出的主要物质是 ;剩余海水为该物质的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(8)若将海水完全蒸干反而不利于制盐,原因是 。
(9)海水是生产金属镁的重要来源。若要生产7.2t金属镁,理论上需要这种海水 t。(假设这种海水中只有氯化镁、硫酸镁中含有镁)
【答案】(1)生物
(2)元素
(3)物理
(4)软水
(5)电能
(6)过滤
(7) 蒸发 氯化钠 饱和
(8)完全蒸干会析出多种盐杂质,不利于获得较纯的食盐
(9)5000
【详解】(1)海洋为人类提供具有营养物质的鱼、虾等,属于生物资源,故填:生物;
(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,故填:元素;
(3)用这种隔膜处理海水的过程中没有新物质的生成,属于物理变化,故填:物理;
(4)深圳大学的团队研发了一种海水淡化技术:用一种特殊的多孔隔膜,让水分子通过,而盐分和其他杂质被阻隔在外,处理后的水接近纯水,其中Ca2+、Mg2+大幅度减少,属于软水,故填:软水;
(5)海上风电是通过在海上建设风电场产生电能,其能量转化方式为风能先转化为机械能,再由发电机转化为电能,故填:电能;
(6)浑浊海水中含有不溶物,通常先用过滤除去悬浮杂质,故填:过滤;
(7)氯化钠的溶解度受温度的影响较小,则海水晒盐利用的原理是蒸发结晶;海水中主要含有氯化钠,且氯化钠的溶解度受温度的影响较小,则海水晒盐过程中析出的主要物质是氯化钠;氯化钠结晶析出,故剩余海水为氯化钠的饱和溶液,故填:蒸发;氯化钠;饱和;
(8)若将海水完全蒸干,氯化镁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,故填:完全蒸干会析出多种盐杂质,不利于获得较纯的食盐;
(9)1t海水中氯化镁的质量为,硫酸镁的质量为,根据质量守恒定律,1t海水能提炼出镁的质量=氯化镁中镁元素的质量+硫酸镁中镁元素的质量=,则若要生产7.2t金属镁,理论上需要这种海水,故填:5000。
16.(2025·贵州贵阳·二模)海洋是巨大的资源宝库,开发前景十分远大。
(1)海水淡化。采用如图1所示的膜分离法淡化海水,水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池,从而得到淡水。该方法是 变化(填“物理”或“化学”),加压后右侧海水中的溶质质量 (填“增大”或“减小”或“不变”)
(2)海水制盐。海水制得粗盐通常含可溶性杂质等,溶解度曲线如图2。
①某海域海水中含有3.5%的氯化钠,计算1000kg海水中氯化钠的质量是 kg。
②从海水中提取氯化钠的结晶方法是 。
③分别将三种物质的饱和溶液降温到30℃,所得溶液溶质质量分数由大到小的顺序是 。
④古人常采用“淋盐沥水”。即用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐的方法来除去氯化镁、硫酸镁等杂质,是因为 。
(3)将盐池内清水(含有等)引入旁边耕成畦垄的地里。“待夏秋之交,南风(热风)大起,则一宵(一夜)结成,名曰颗盐(粗盐)。”若盐析出时刮东北风(冷风),则味苦(含硫酸镁)色恶,不堪食用。请根据溶解度曲线,解释刮南风(热风)时盐析出及刮东北风(冷风)时析出盐味苦的原因 。
【答案】(1) 物理 不变
(2) 35 蒸发结晶 饱和氯化钠溶液不能继续溶解氯化钠,却能继续溶解氯化镁、硫酸镁
(3)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,刮南风时水蒸发加快,氯化钠结晶析出;硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,且在范围内溶解度随温度降低而减小,刮东北风时温度迅速降低,硫酸镁结晶析出因此盐味苦
【详解】(1)膜分离法淡化海水,水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池,从而得到淡水,过程中没有新物质生产,属于物理变化;加压后右侧海水中的淡水到左侧,右侧只是淡水变少,溶质不变;
(2)①某海域海水中含有3.5%的氯化钠,1000kg海水中氯化钠的质量为:1000kg×3.5%=35kg;
②氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,从海水中提取氯化钠的结晶方法是蒸发结晶;
③将60℃时三种物质的饱和溶液降温到30℃,溶解度减小,都析出固体,仍然都是饱和溶液,30℃时氯化镁的溶解度大于硫酸镁,硫酸镁的溶解度大于氯化钠,所得溶液溶质的质量分数由大到小的顺序是;
④古人常采用“淋盐沥水”。即用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐的方法来除去氯化镁、硫酸镁等杂质,是因为饱和氯化钠溶液不能继续溶解氯化钠,却能继续溶解氯化镁、硫酸镁;
(3)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,刮南风时水蒸发加快,氯化钠结晶析出;硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,且在范围内溶解度随温度降低而减小,刮东北风时温度迅速降低,硫酸镁结晶析出因此盐味苦。
拓展培优
17.(2025·湖北襄阳·模拟预测)膜蒸馏法是一项具有重大应用前景的海水淡化技术。如图所示,我国科学家研究合成了超高通量纳米多孔石墨烯膜,利用热量驱动水蒸气通过石墨烯膜的纳米级孔隙,实现高效可持续的海水淡化。下列说法不正确的是
A.石墨烯由碳原子构成
B.光照产生水蒸气的过程中水分子间的间隔变大
C.通过多孔石墨烯膜的过程中水分子体积变小
D.该方法可以缓解淡水资源短缺的问题
【答案】C
【详解】A、石墨烯是由碳原子直接构成的,该选项说法正确;
B、水变为水蒸气过程中,温度升高,分子间的间隔增大,该选项说法正确;
C、通过多孔石墨烯膜的过程中,水分子不变,水分子的体积也不变,该选项说法不正确;
D、该方法能将海水变为淡水,可以缓解淡水资源短缺的问题,该选项说法正确。
故选C。
18.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)下面是两种海水淡化的原理示意图。图1中,加压后钠离子、镁离子不能通过反渗透膜。图2中,海水通过蒸发冷凝得到淡水。下列说法正确的是
A.镁离子的符号是Mg
B.图I中,加压后膜左侧的液体中钠离子、镁离子的浓度变大
C.海水蒸发过程中会释放热量
D.海水蒸发冷凝得到淡水的过程中,分子的种类发生了变化
【答案】B
【详解】A、每个镁离子带2个单位正电荷,镁离子符号是Mg2+,故选项错误;
B、膜分离法将离子和水分子分离,相当于过滤操作,加压后水分子透过反渗透膜,使海水中溶剂质量减小,钠离子、镁离子浓度增大,故选项正确;
C、海水蒸发,水由液态变成气态,是吸热过程,故选项错误;
D、海水蒸发过程中没有生成新物质,不发生变化是分子质量、分子种类,是物理变化,故选项错误。
故选B。
19.(2025·山西临汾·三模)某校化学实践小组的同学们,在老师的组织下对海洋资源的利用概况、海水淡化、海水提盐及提镁、海水利用的发展前景展开了项目化探究活动。
任务一:了解海洋资源
【查阅资料】海洋资源包括海水化学资源、海底矿物资源、海洋生物资源和海洋动力资源等。海水中含有大量的化学资源、生物资源,海底蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料及锰、铁、镍、铜、钴、钛等几十种金属。
【分析交流】
(1)海洋可为人类提供的食物有 (写1种)。
(2)煤、石油、天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
任务二:海水资源的利用
【查阅资料】我国海水利用主要有海水淡化、海水制盐、海水提镁。海水淡化的实质是将海水中的盐分与水进行分离。
【提出问题】在实验室如何除去水中的盐得到淡水呢?
【设计实验】
(3)同学们按如图所示组装仪器,并检查装置的气密性。
实验方法
实验现象
实验结论
①向左侧试管中加入5~10mL食盐水,塞好橡胶塞,用酒精灯加热
左侧试管中的水沸腾,右侧试管中出现冷凝水
右侧试管中的水是纯净物
②用玻璃棒蘸取右侧试管里的冷凝水在酒精灯火焰上灼烧,直至水被蒸干
【小组交流】
(4)步骤②中水分消失的微观原因是 。
任务三:海水制盐及提镁
(5)海水晒盐可得到粗盐,有利于海水晒盐的自然条件有 ,向晒盐后剩下的苦卤中加入熟石灰先转化为氢氧化镁沉淀,其流程如图所示。
【小组讨论】
(6)海水提镁过程中,要先将苦卤中的氯化镁转化为氢氧化镁的原因是 。
(7)氯化镁通电后生成两种单质,反应的化学方程式为 。
任务四:展望海水利用发展前景
【成果分享】
(8)通过该项目学习,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海水资源的开发和利用,如用于 方面。
【答案】(1)鱼
(2)不可再生
(3)玻璃棒上的水消失,无固体残留(合理即可)
(4)水分子运动到空气中
(5)阳光充足、风力大
(6)富集镁元素,除去杂质
(7)
(8)潮汐能发电
【详解】(1)海洋中有丰富的生物资源,像鱼类、虾类、贝类等都可以作为人类的食物。
(2)煤、石油、天然气是由古代生物的化石沉积形成的,它们的形成过程非常漫长,在短时间内不能从自然界得到补充,属于不可再生能源。
(3)因为右侧试管中的水是纯净物,所以用玻璃棒蘸取右侧试管里的冷凝水在酒精灯火焰上灼烧,直至水被蒸干,不会有固体残留。
(4)步骤②中水分消失是因为水分子获得能量,运动速率加快,间隔变大,液态水变成水蒸气逸散到空气中,即水分子运动到空气中。
(5)海水晒盐是利用阳光和风力使水分蒸发从而得到粗盐,所以有利于海水晒盐的自然条件是阳光充足、风力大。
(6)苦卤中氯化镁的含量相对较低,且杂质较多,将苦卤中的氯化镁转化为氢氧化镁沉淀,能富集镁元素,除去杂质。
(7)氯化镁通电分解生成镁和氯气,化学方程式为。
(8)通过科技手段能推动海水资源的开发和利用,比如潮汐能发电、海上风力发电、波浪能发电等。
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跨学科实践活动
跨学科实践活动 海洋资源的综合利用与制盐
教学目标
1.了解海洋资源的类型,认识海洋资源的综合利用现状。
2.了解海水晒盐,学习设计从海水中提取粗盐的方案。
3.了解海水淡化的方法及其优缺点,学习自制简易海水淡化装置。
重点和难点
重点:利用物质溶解性或沸点的差异提纯或分离物质。
难点:利用物质溶解性或沸点的差异提纯或分离物质。
◆活动一 调查海洋资源的类型与综合利用现状
1.海洋资源的类型
分类
概念
范围
海洋 资源
海洋中具有经济价值的生物体
渔业资源、海洋植物资源、其他生物资源、
海洋 资源
蕴藏在海洋底土、海底和海水中的矿物资源。
滨海砂矿、深海矿产、海底基岩矿产、磷钙石、海水中的矿物
海水化学资源
溶解在海水中的化学物质和淡水
海水淡化、化学元素提取
海洋 资源
蕴藏在海洋中的可再生能源
潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能
海洋 资源
指利用海洋表面和水下的空间
生产空间、交通运输空间、生活娱乐空间、储藏与倾废空间
2. 海洋资源的综合利用现状
综合利用
内容
传统产业的升级与融合
“海洋牧场”与生态渔业、海产品精深加工
新兴产业的协同发展
海洋可再生能源与其它产业的结合,如“海上风电+”模式、为偏远岛屿和海上设施供电;海水综合利用产业链
海洋空间的立体化与多功能化
港口经济的延伸、立体用海
高科技的驱动与未来方向
海洋生物医药、深海探测与开发、海洋大数据与智能化
特别提醒:
未来的海洋开发不再是“单打一”的模式,而是趋向于多产业协同、资源循环、科技驱动和生态友好的立体化、系统化模式
即学即练
1.认识海洋资源。
(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以上,从中可以提取50多种化学物质。
2.海洋是人类千万年来取之不尽,用之不竭的资源宝库。下列关于海洋中物质的说法不正确的是
A.“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气
B.可以利用蒸馏法从海水中获得淡水
C.海水中蕴藏着丰富的矿物资源,如锰结核等
D.海水“晒盐”后剩余的母液一定是氯化钠的不饱和溶液
◆活动二 探索海水制盐的方法
1. 海水晒盐的原理和工艺流程
(1)原理:海水晒盐的基本原理是 ,即利用自然界的太阳能和风能,使海水中的水分逐渐蒸发,使 (NaCl,即 的主要成分)以 的形式从海水中析出。
(2)工艺流程:
储水池中的海水是食盐的 溶液;
蒸发池中的海水是食盐的 溶液;
结晶池中的海水是食盐的 溶液。
母液中 氯化钠,是 。
粗盐不是纯净的氯化钠,其中含有多种杂质。
利用物质的溶解性和溶解度知识设计从海水中提取粗盐的方案
(3)根据海水中主要盐类的溶解度曲线图可知,从海水中提取粗盐可用蒸发结晶的方法。具有方案为:将“海水”加热到 ,恒温蒸发至有大量晶体析出,再 、 、 获得粗盐。洗涤使用
。
(4)用晒盐法而不用煮沸法原因:① 氯化钠溶解度随温度变化小,蒸发比升温更高效;②日晒无需燃料,成本低。
2. 食盐与人体健康
(1)食盐的成分:市售食盐的主要成分是氯化钠(NaCl),此外还可能含有: 、抗结剂、其他 元素。
(2)食盐的分类:
分类标准
常见类型
适用人群或场景
原料来源
海盐、湖盐、井盐和岩盐/矿盐
/
纯化处理程度
粗盐和细盐
腌制食物适合用大粒粗盐,炒菜则适合用细粒盐
是否加碘
盐和 盐
加碘盐:补充碘元素,普遍适用,可预防碘缺乏症;
无碘盐:适用于水碘>100微克/升地区居民,以及因病不宜食用碘盐的人群,如少数甲状腺疾病患者
是否加氯化钾
盐和 盐
低钠盐:适宜 、 等心脑血管疾病患者
普通盐:普通健康人群可食用
是否加营养元素
加锌盐
添加葡萄糖酸锌(或乳酸锌), 预防青少年和儿童缺锌
加钙盐
添加活性钙,预防缺钙所致疾病的发生,青少年缺钙会引起 ,老年人缺钙会引起
加硒盐
亚硒酸钠(Na2SeO3) 防治因缺硒引起的疾病
(3)食盐的适宜用量:成年人每天摄入食盐推荐用量为 。
特别提醒:
食盐摄入过少或过多都不利于人体健康。摄入过少会导致钠的摄入不足,引起食欲不振、恶心、呕吐、头痛等情况,严重时会出现肌肉无力、抽搐等症状。摄入过多会引起血压升高、加重肾脏负担、损害牙齿以及加重心脑血管疾病等。
即学即练
1.下列有关海水“晒盐”的说法错误的是
A.海水“晒盐”中的盐主要指氯化钠
B.海水“晒盐”的方法主要为“盐田法”
C.海水“晒盐”后剩余的母液一定是食盐的饱和溶液
D.海水“晒盐”的过程中都发生的是化学变化
2.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。
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、请结合溶解度曲线图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,目的是保证大量的析出,而、等物质基本不析出,它们基本不析出的原因 。
◆活动三 探索海水淡化的方法
1. 海水淡化的方法及优缺点
方法
优点
缺点
适用场景
蒸馏法
工艺 、操作
小型装置、高水质要求
反渗透法
能耗低、效率高、水质好
需预处理设备、初期投资高
大型工程、水质要求适中
电渗析法
操作简单、能耗低
处理能力低
中小型项目、水质要求不高
2. 自制海水淡化装置
自制海水淡化装置一般都是利用 进行,
利用阳光
利用其他热源
特别提醒:
海水晒盐析出晶体后的母液一定是该晶体溶质的饱和溶液。海水晒盐后的苦卤是氯化钠的饱和溶液,但不是其他溶质的饱和溶液。
即学即练
1.海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题,如图是一种太阳能海水淡化装置的示意图,其中水变成水蒸气的过程中,下列判断正确的是
A.水分子之间间隔变大了 B.水分子体积变大了
C.水分子分解了 D.水分子质量变大了
2.下列途径能使海水淡化的是
A.蒸发 B.过滤 C.蒸馏 D.吸附
一、海水晒盐
1. 海水晒盐的原理:蒸发结晶。利用氯化钠的溶解度受温度影响较小的特点,通过日光和风力的作用将海水中的水分蒸发,析出氯化钠。
2. 海水晒盐的过程:利用涨潮将海水引入储水池,澄清后引入蒸发池,风吹日晒后蒸发水分至一定程度后,引入结晶池,继续风吹日晒,海水成为食盐的饱和溶液,再晒,食盐晶体析出,成为粗盐,同时得到含有大量化工原料的母液,母液叫做苦卤。
实践应用
1.海洋蕴含着丰富的资源,综合开发利用海洋资源已成为世界各国研究的热点。海水晒盐是综合利用海洋资源的一条有效途径。
(1)如图是海水晒盐的流程:图中①是 池(填“蒸发”或“冷却”)。
(2)根据海水晒盐的原理,下列说法中正确的是______。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变
B.在①中,海水中氯化钠的质量逐渐增加
C.在①中,海水中水的质量逐渐减少
D.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
2.莆田盐场是福建省海盐产量最大的盐场,盐场生产食盐的主要流程如图。
(1)上述流程对应实验室中的基本操作是取样、 、过滤、洗涤。
(2)海水中含有在30℃时,为从1000g海水中获得不含的NaCl,收盐前应该剩余水的质量最少为 (列出计算式)。注:NaCl、溶解度如表。
温度/℃
30
不同物质的溶
NaCl
(3)用饱和的NaCl溶液进行洗盐,其目的是 。
二、海水淡化
1.海水淡化通常有3种方法:
(1)蒸馏法:传统热分离技术
蒸馏法的基本原理是利用海水加热后蒸发,盐分和其他杂质不随水蒸气蒸发,再通过冷凝装置将水蒸气冷却为淡水。该方法主要分为多级闪蒸、多效蒸馏和压汽蒸馏等形式。
(2)反渗透法:高效膜分离技术
(3)电渗析法:电场驱动离子分离技术
2.实验室自制海水淡化装置
需选用耐高温、耐腐蚀的简易仪器,典型组合如下:
组件
功能
常见材料
加热装置
提供蒸发所需热量
酒精灯、电磁炉或太阳能加热板
蒸发容器
盛放模拟海水并产生水蒸气
烧杯、烧瓶或金属易拉罐(底部开口)
冷凝装置
使水蒸气冷却凝结为液态水
玻璃导管、保鲜膜(覆盖容器口并留引流口)、冷凝管
收集装置
接收淡化后的淡水
试管、小烧杯或塑料瓶
模拟海水
替代真实海水进行实验
氯化钠溶液(浓度约3%-5%)
实践应用
1.同学们了解蒸馏法和膜分离法(如图1)是两种常用的海水淡化方法,图中加压后钠离子、镁离子等不能通过反渗透膜。
【交流心得】
(1)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)淡化后的水属于 (“软水”或“硬水”)。
(3)利用石墨烯光热材料可高效处理海水(如图2),该技术通过构建多级微孔道复合蒸发器,利用太阳光实现水蒸发,复合蒸发器净水过程,利用石墨烯具有 的性质(写一种)。该过程中水分子的 (选填“间隔”或“种类”)发生改变。
2.如图所示,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,而海水中的各种离子不能通过膜,从而得到淡水。下列有关说法错误的是
A.加压后右侧海水中的溶质的质量分数减小
B.可用肥皂水检验左侧淡水是否为软水
C.加压后a口排出液中离子的种类不变
D.a口排出液通过蒸发结晶可得到粗盐
考点一 海水晒盐
【例1】海洋蕴含着丰富的资源,综合开发利用海洋资源已成为世界各国研究的热点。海水晒盐是综合利用海洋资源的一条有效途径。
(1)如图是海水晒盐的流程:图中①是 池(填“蒸发”或“冷却”);
(2)根据海水晒盐的原理,下列说法中正确的是_____。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变 B.在①中,海水中氯化钠的质量逐渐增加
C.在①中,海水中水的质量逐渐减少 D.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
解题要点
海水通过日晒蒸发水分,盐分浓度逐渐升高,达到饱和后析出 NaCl 晶体。关键点:氯化钠溶解度受温度影响小,适合蒸发结晶;杂质(如 MgCl₂、CaCl₂)溶解度大,留在母液中。
【变式1-1】食盐是人类生存的必需品,人们早就发现从盐井里、海水里、盐湖里等都能开采出食盐。
(1)a池是 (填“蒸发”或“冷却”)池。
(2)关于海水提取粗盐的过程,说法正确的是___________。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变 B.贮水池中氯化钠的质量比a池中的大
C.母液中氯化钠的质量分数比结晶池中的小 D.母液是氯化钠的饱和溶液
【变式1-2】海洋资源的合理开发和综合利用对人类具有重要意义,某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下海水制盐为主题展开探究学习。
任务一:了解古法制盐
我国元代《熬波图》详细记载了古代海盐的生产过程,包括制卤、煮盐等环节,如图1所示,该工艺制得的海盐中含有少量硫酸镁。氯化钠、硫酸镁在不同温度时的溶解度如图2所示。
(1)煮盐环节的“捞沥撩盐”是指将湿盐挑到撩床上,沥去卤水,得到干盐。此过程与化学实验操作 的原理相似。
(2)将硫酸镁的饱和溶液降温至t℃,没有晶体析出。则t的范围是 。
任务二:学习海水晒盐
(3)图1海水晒盐后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(4)海水制盐选用 的方法进行提纯。根据海水中各物质的质量分数,以及各物质的溶解度变化情况,分析晒盐时不能将水全部蒸干,目的是使卤水中大量析出,而其他盐类基本不析出的原因 。
考点二 海水淡化
【例2】下列操作不能用来淡化海水的是
A.使海水结冰脱盐
B.过滤
C.使海水通过淡化膜
D.多级闪急蒸馏
解题要点
蒸馏法海水淡化的装置主要有:加热装置、蒸发容器、冷凝装置、收集装置,可就地取材利用实验室或日常生活用品进行实验。
【变式2-1】如图简易海水淡化器,下列对于该装置淡化海水过程认识正确的是
A.变化中没有产生新物质 B.水杯中收集到的水是混合物
C.海水中含有的盐分被蒸发 D.与自来水的净水过程相同
【变式2-2】 “多级闪急蒸馏法”是一种成熟且广泛应用的海水淡化技术,其过程如图1所示,设备中有多个闪蒸室,经热交换管外侧水蒸气加热的海水被引入第1级闪蒸室,降压使部分海水骤然蒸发,其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水。剩余海水再流入压强更小的下一级闪蒸室,使水多次瞬间蒸发,将水蒸气冷凝成水。
(1)如图1所示, 淡水从出口 (填“a”或“b”)流出。
(2)如图2是水的沸点随气体压强变化的关系图像,闪蒸室里通过降压使海水骤然蒸发的原理是降压后水的沸点 (填“降低”或“增大”)。
(3)这种连续多次闪蒸的好处是 。
(4)“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化,而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等,其能被应用的原因为 。
基础达标
1.(2025·山东·二模)海洋是巨大的资源宝库,通过物理变化或直接开采,无法从海洋中获得的物质是
A.淡水 B.氯化钠 C.石油 D.生石灰
2.海洋是人类宝贵的自然资源.下列说法错误的是
A.海水淡化(蒸馏法)——利用物质的溶解度不同进行蒸馏分离
B.海水晒盐——利用太阳能和风能蒸发水分得到粗盐
C.海水制镁——利用碱将镁元素富集,提纯后电解
D.粗盐提纯利用过滤将粗盐中难溶性杂质去除
3.下列有关海水淡化的叙述不正确的是
A.离子交换法淡化海水发生了化学变化
B.海水淡化可为人类提供更多的淡水资源
C.利用太阳能蒸发原理淡化海水属于物理变化
D.将海水中的盐分离出来不能达到海水淡化的目的
4.(2025·山东济南·模拟预测)下列对海洋化学资源利用的有关叙述中,正确的是
A.利用降温结晶的原理从海水中获得粗盐
B.利用膜法从海水中获得淡水
C.利用电解海水的方法直接获得金属镁
D.利用氨碱法从海水中制得纯碱碳酸钠
5.(2025·河北邯郸·一模)海水淡化可以缓解水资源匮乏的问题。如图所示是一套简易海水淡化器,下列对该装置的认识错误的是
A.阳光照射会加快水分子的运动 B.塑料膜的作用相当于滤纸
C.与自来水厂的净水原理不同 D.小水杯中收集到的水是软水
6.(2025·四川成都·三模)荒岛求生时,可采用如图方法将海水淡化。下列说法不正确的是
A.蒸发时水分子质量不变 B.蒸发时水分子运动速率加快
C.冷凝时氢氧原子之间间隔减小 D.冷海水的作用是冷凝水蒸气
7.(2025·内蒙古赤峰·模拟预测)近年来海水淡化已成为研究新方向,其中膜分离法就是其中的一种。它是利用水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池,从而得到淡水。下列说法中错误的是
A.该过程属于物理变化 B.海水淡化后,水分子的体积没有改变
C.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物 D.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
8.下列叙述错误的是
A.膜法淡化海水是利用海水中各成分颗粒大小不同
B.海水晒盐得到食盐后的母液可用于提取多种化工原料
C.海水淡化只能得到淡水,剩余物质不再有利用价值
D.海水中溶有二氧化碳,可供海水中的绿色植物进行光合作用
9.海水“晒盐”的过程
(1)原理:利用阳光和风力把水分蒸发,使海水变成食盐的 ,再利用阳光和风力,使食盐从溶液中结晶析出来。
(2)结晶:固体物质从它的 中以晶体的形式析出的过程,根据得到饱和溶液的途径不同,可分为 和 。
10.(2025·天津东丽·模拟预测)下图是利用海水提取粗盐的过程。
(1)上图中的①是 池(填“蒸发”或“冷却”)。
(2)根据海水晒盐的原理,下列说法中正确的是(填序号)_____。
A.海水进入贮水池,氯化钠的成分基本不变 B.在①中,海水中氯化钠的质量分数不改变
C.在①中,海水中水的质量逐渐减少 D.析出晶体后的母液是氯化钠的不饱和溶液
11.上海濒临东海,有丰富的海洋资源。海洋是一个巨大的资源库,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烧碱。其制取的主要工艺流程如下:
(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)要除去食盐水中混有的少量泥沙,操作方法是 。
(3)该化工厂将副产品氢气和氯气加以利用:氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢气体溶于水得到盐酸。写出氢气在氯气中燃烧的化学方程 ,通过这个化学反应,你对燃烧的新认识是 。
综合应用
12.(2024·云南昆明·模拟预测)如图是简易海水淡化装置示意图,蒸发腔中的海水在阳光照射下变为水蒸气,太阳能风扇将水蒸气吹到冷凝腔中凝结成水滴,实现海水的淡化。下列说法中错误的
A.阳光照射时,水温上升,水分子运动速率加快
B.液态水变为水蒸气的过程中,水分子的体积变大
C.一个水分子的质量和体积都很小
D.海水中的水分子和淡水中的水分子,化学性质相同
13.(2024·重庆·三模)海水淡化可采用膜分离技术。具体操作如图所示,对淡化膜左侧的海水加压,水分子可透过淡化膜进入右侧淡水池,而海水中其他粒子不能透过淡化膜,从而得到淡水。下列有关说法错误的是
A.加压前最好先进行过滤除杂 B.加压时水分子没有发生变化
C.加压后海水中溶质的质量增大 D.此技术所得到的淡水一定是软水
14.(2025·山东烟台·模拟预测)发展海洋经济,建设海洋强国。某课题小组模拟从海水中提取有用物质。
(1)工业晒盐。海水晒盐是通过 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)的方法获取食盐。
(2)海水提镁。
【信息】某品牌不同碱的价格如下表所示
试剂
NaOH
Ca(OH)2
KOH
价格(元/吨)
3100
670
7000
①海水和晒盐之后的母液都可以作为制取氯化镁的原料,小真同学提出选择母液更好,小组同学一致同意他的观点,理由是 。
②在工业生产中为了降低成本,向母液中加入的碱最好选择表格中的 。
(3)海水制碱。
①为除去粗盐水中的CaCl2、MgCl2和Na2SO4杂质,加入下列过量试剂的顺序错误的是 (填字母)。
A.Na2CO3、NaOH、BaCl2
B.BaCl2、Na2CO3、NaOH
C.NaOH、BaCl2、Na2CO3
②然后过滤,在滤液中加入适量的稀盐酸。加入适量稀盐酸的目的是 。
③写出饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠的化学方程式 。
15.(2025·辽宁盘锦·二模)海洋是巨大的资源宝库。海洋资源可分为海洋生物资源、海洋矿产资源、海洋化学资源和海洋能源资源等。
活动一:认识海洋资源。
(1)海洋为人类提供具有营养物质的鱼、虾等,属于海洋 资源。
(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多种物质。
活动二:了解海洋资源的利用。
用海水制氢成本高,设备腐蚀严重。深圳大学的团队研发了一种海水淡化技术:用一种特殊的多孔隔膜,让水分子通过,而盐分和其他杂质被阻隔在外,处理后的水接近纯水。
(3)用这种隔膜处理海水的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的海水是 (填“硬水”或“软水”)。
(5)海上风电是通过在海上建设风电场产生电能,其能量转化方式为风能→机械能→ 。
活动三:模拟海水晒盐。
海水晒盐的目的是从海水中获取NaCl。同学们在实验室用海水样品模拟海水晒盐。
【查阅资料】海水中主要溶解物质的质量分数,以及各物质的溶解度随温度变化如下:
(6)所取海水呈浑浊状态,可用 操作进行处理。
(7)海水晒盐利用的原理是 结晶。海水晒盐过程中析出的主要物质是 ;剩余海水为该物质的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(8)若将海水完全蒸干反而不利于制盐,原因是 。
(9)海水是生产金属镁的重要来源。若要生产7.2t金属镁,理论上需要这种海水 t。(假设这种海水中只有氯化镁、硫酸镁中含有镁)
16.(2025·贵州贵阳·二模)海洋是巨大的资源宝库,开发前景十分远大。
(1)海水淡化。采用如图1所示的膜分离法淡化海水,水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池,从而得到淡水。该方法是 变化(填“物理”或“化学”),加压后右侧海水中的溶质质量 (填“增大”或“减小”或“不变”)
(2)海水制盐。海水制得粗盐通常含可溶性杂质等,溶解度曲线如图2。
①某海域海水中含有3.5%的氯化钠,计算1000kg海水中氯化钠的质量是 kg。
②从海水中提取氯化钠的结晶方法是 。
③分别将三种物质的饱和溶液降温到30℃,所得溶液溶质质量分数由大到小的顺序是 。
④古人常采用“淋盐沥水”。即用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐的方法来除去氯化镁、硫酸镁等杂质,是因为 。
(3)将盐池内清水(含有等)引入旁边耕成畦垄的地里。“待夏秋之交,南风(热风)大起,则一宵(一夜)结成,名曰颗盐(粗盐)。”若盐析出时刮东北风(冷风),则味苦(含硫酸镁)色恶,不堪食用。请根据溶解度曲线,解释刮南风(热风)时盐析出及刮东北风(冷风)时析出盐味苦的原因 。
拓展培优
17.(2025·湖北襄阳·模拟预测)膜蒸馏法是一项具有重大应用前景的海水淡化技术。如图所示,我国科学家研究合成了超高通量纳米多孔石墨烯膜,利用热量驱动水蒸气通过石墨烯膜的纳米级孔隙,实现高效可持续的海水淡化。下列说法不正确的是
A.石墨烯由碳原子构成
B.光照产生水蒸气的过程中水分子间的间隔变大
C.通过多孔石墨烯膜的过程中水分子体积变小
D.该方法可以缓解淡水资源短缺的问题
18.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)下面是两种海水淡化的原理示意图。图1中,加压后钠离子、镁离子不能通过反渗透膜。图2中,海水通过蒸发冷凝得到淡水。下列说法正确的是
A.镁离子的符号是Mg
B.图I中,加压后膜左侧的液体中钠离子、镁离子的浓度变大
C.海水蒸发过程中会释放热量
D.海水蒸发冷凝得到淡水的过程中,分子的种类发生了变化
19.(2025·山西临汾·三模)某校化学实践小组的同学们,在老师的组织下对海洋资源的利用概况、海水淡化、海水提盐及提镁、海水利用的发展前景展开了项目化探究活动。
任务一:了解海洋资源
【查阅资料】海洋资源包括海水化学资源、海底矿物资源、海洋生物资源和海洋动力资源等。海水中含有大量的化学资源、生物资源,海底蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料及锰、铁、镍、铜、钴、钛等几十种金属。
【分析交流】
(1)海洋可为人类提供的食物有 (写1种)。
(2)煤、石油、天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
任务二:海水资源的利用
【查阅资料】我国海水利用主要有海水淡化、海水制盐、海水提镁。海水淡化的实质是将海水中的盐分与水进行分离。
【提出问题】在实验室如何除去水中的盐得到淡水呢?
【设计实验】
(3)同学们按如图所示组装仪器,并检查装置的气密性。
实验方法
实验现象
实验结论
①向左侧试管中加入5~10mL食盐水,塞好橡胶塞,用酒精灯加热
左侧试管中的水沸腾,右侧试管中出现冷凝水
右侧试管中的水是纯净物
②用玻璃棒蘸取右侧试管里的冷凝水在酒精灯火焰上灼烧,直至水被蒸干
【小组交流】
(4)步骤②中水分消失的微观原因是 。
任务三:海水制盐及提镁
(5)海水晒盐可得到粗盐,有利于海水晒盐的自然条件有 ,向晒盐后剩下的苦卤中加入熟石灰先转化为氢氧化镁沉淀,其流程如图所示。
【小组讨论】
(6)海水提镁过程中,要先将苦卤中的氯化镁转化为氢氧化镁的原因是 。
(7)氯化镁通电后生成两种单质,反应的化学方程式为 。
任务四:展望海水利用发展前景
【成果分享】
(8)通过该项目学习,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海水资源的开发和利用,如用于 方面。
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