8.1 海洋化学资源（同步讲义）化学新教材鲁教版九年级下册

本初中化学讲义聚焦海洋化学资源利用，系统梳理海洋资源的分类（化学、矿产、动力、生物资源），海水中物质组成（水、NaCl等盐类），海水淡化方法（蒸馏法、膜法）及海底矿物（化石燃料、可燃冰等），构建从认识到利用再到开发保护的知识支架。 资料以科学探究与实践为核心，设计海水淡化实验探究（如蒸馏法）培养动手能力，通过即学即练和考点示例强化科学思维（证据推理），融入海洋资源保护内容渗透科学态度与责任，课中辅助探究教学，课后助力查漏补缺。

第八单元 海洋化学资源的利用 第一节 海洋化学资源 教学目标 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。 重点和难点 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。 ◆知识点一 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.海水中的物质：　H2O　、NaCl、MgCl2等。 含量最多的物质是H2O，最多的元素是O，最多的盐是NaCl，最多的离子是Cl-，做多的金属离子是Na+。 3.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  即学即练 1．海水中含量最多的元素是 A．氢元素 B．钠元素 C．氧元素 D．氯元素 【答案】C 【解析】海水中含量最多的是水，水中氢元素和氧元素的质量比为1：8，所以海水中含量最多的元素是氧元素，故选Ｃ。 2．海水中含有氯化钠等物质。对海水加压，水分子通过半透膜进入淡水池，得到淡水，实现海水淡化，原理如图所示。有关说法正确的是 A．海水中的氯化钠被半透膜拦截 B．海水通过半透膜后变为淡水，发生了化学变化 C．海水池中氯化钠的质量变多了 D．半透膜淡化海水的原理是利用了海水中各组分熔点不同 【答案】A 【解析】A、对海水加压，水分子通过半透膜进入淡水池，得到淡水，实现海水淡化，说明海水中的氯化钠被半透膜拦，故正确； B、对海水加压，水分子通过半透膜进入淡水池，得到淡水，实现海水淡化，过程中没有新物质生成，发生了物理变化，故错误； C、对海水加压，水分子通过半透膜进入淡水池，得到淡水，实现海水淡化，海水中的氯化钠被半透膜拦截，而海水池中的氯化钠的质量不变，故错误； D、半透膜淡化海水的原理实际上是基于分子大小的筛分作用，即只允许水分子通过，而拦截溶质分子。这与熔点无关，故错误； 故选：A。 ◆知识点二 海底矿物、海洋资源的开发 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。 4.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。 即学即练 1．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、海洋中含有丰富的金属资源，海底蕴藏多金属结核，也称锰结核，故D说法正确。 故选C。 2．海洋是巨大的资源和能源宝库，向海图强是中国人民的夙愿。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，利用可燃冰作燃料 (填“会”或“不会”)产生二氧化碳；可燃冰的开采将会大大减少对石油的依赖，可燃冰属 (“可再生”或“不可再生”)能源。 （2）海水中元素总量最大的是 。从海水获得淡水的方法可以是 (填标号)。 a．蒸馏         b．加热分解         c．活性炭吸附 （3）深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)，它由 种元素组成，其相对分子质量是 。 【答案】（1）会 不可再生 （2）氧元素 a （3）三 328 【解析】（1）可燃冰主要成分天然气的水合物，天然气主要成分甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，所以利用可燃冰作燃料会产生二氧化碳； 可燃冰形成需数百万年，短期内不可再生，属于不可再生能源； （2）海水中含量最多的物质是水，水中氧元素的质量分数最大，所以海水中元素总量最大的是氧元素； a.通过加热海水使其蒸发，然后冷凝成淡水，是海水淡化的主要方法之一，故选项方法正确； b.加热分解不能除去海水中的盐类，但会造成水减少，故选项方法不正确； c.活性炭吸附，虽然活性炭可以用于去除水中的色素和异味，但其不能有效去除海水中的盐分，故选项方法不正确； 故选a； （3）深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)，它由碳氢氧三种元素组成的； 的相对分子质量为12×22+1×32+16×2=328。 重难点一 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  实践应用 1．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的多孔石墨烯膜，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．海水属于混合物 B．光照产生水蒸气的过程中水分子的间隔变大 C．通过多孔石墨烯膜的过程中水分子体积变小 D．该方法可以缓解水资源短缺的问题 【答案】C 【解析】A、海水中含有水和多种溶于水的物质，属于混合物，故选项说法正确； B、光照产生水蒸气的过程中，水由液态变为气态，水分子的间隔变大，故选项说法正确； C、通过多孔石墨烯膜的过程中水分子体积不会发生变化，故选项说法错误； D、该方法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，可以缓解水资源短缺的问题，故选项说法正确； 故选C。 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 【解析】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。 一种利用太阳能从海水中获取淡水的装置如下： 3．获取淡水过程中，关于水分子发生的变化，描述正确的是______。（不定项） A．运动速度先变快后变慢 B．运动速度先变慢后变快 C．能量先变大后变小 D．能量先变小后变大 4．要在实验室运用该方法原理进行盐水淡化，应采用的装置是 A． B． C． D． 【答案】3．AC 4．D 【解析】3．A、在利用太阳能从海水中获取淡水的过程中，海水吸收太阳能，水分子获得能量，运动速度加快，当水蒸发变成水蒸气后，在透明罩上遇冷液化，此时水分子失去能量，运动速度变慢，所以运动速度先变快后变慢，故A说法正确； B、由A可知，运动速度先变快后变慢，故B说法错误； C、在利用太阳能从海水中获取淡水的过程中，海水吸收太阳能，水分子获得能量，运动速度加快，当水蒸发变成水蒸气后，在透明罩上遇冷液化，此时水分子失去能量，运动速度变慢，此过程中能量先变大后变小，故C说法正确； D、由C可知，能量先变大后变小，故D说法错误； 故选：AC。 4．A、题干装置是利用太阳能使水蒸发然后遇冷液化得到淡水，这与蒸馏的原理相似。 选项装置是蒸发装置，只是将溶剂蒸发掉，不能将水与盐分离得到淡水，故A错误； B、该装置是水浴加热装置，不是用于盐水淡化，故B错误； C、这是过滤装置，用于分离固体和液体，不能用于盐水淡化，故C错误； D、题干装置是利用太阳能使水蒸发然后遇冷液化得到淡水，这与蒸馏的原理相似，选项装置为蒸馏装置，通过加热使水蒸发，然后冷凝得到淡水，可以用于盐水淡化，故D正确； 故选：D。 考点一 海水淡化 【例1】海水淡化常用太阳能蒸馏方法，下列有关海水淡化的说法正确的是 A．海水淡化过程中，水分子本身发生了改变 B．海水淡化的原理与实验室过滤的操作相同 C．海水暴晒一段时间后，剩余海水中食盐的质量分数会变大 D．海水淡化获得的淡水属于溶液 【答案】C 【解析】A、海水淡化常用太阳能蒸馏方法，海水淡化过程中，只有水的状态发生了变化，没有新物质生成，属于物理变化，水分子本身没有发生改变，故选项错误； B、海水淡化的原理是蒸馏，实验室过滤操作的原理是根据物质颗粒大小不同将物质分离，原理不同，故选项错误； C、海水暴晒一段时间后，其中的水分减少，即溶剂减少，溶质氯化钠（食盐）保持不变，则剩余海水中食盐的质量分数会变大，故选项正确； D、海水淡化常用太阳能蒸馏方法，获得的淡水中只含有水一种物质，不属于溶液，故选项错误； 故选：C。 【变式1-1】如图是海水淡化的原理示意图，下列说法正确的是 A．镁离子的符号是 B．海水淡化过程有新物质生成 C．加压后左侧海水溶质质量分数变小 D．采用此分离技术所得到的淡水的硬度变小 【答案】D 【解析】A、由离子的表示方法，在表示该离子的元素符号或原子团的右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个单位电荷时，1要省略。镁离子可表示为Mg2+，故说法错误； B、海水淡化过程主要是通过物理方法（如蒸馏、反渗透等）将海水中的盐分和水分离，并没有新物质生成，故说法错误； C、加压后，左侧海水的溶质质量分数会变大，因为水分子会通过半透膜进入右侧，而盐分留在左侧，故说法错误； D、所得到的淡水的硬度会变小，因为大部分钙、镁离子等硬水成分被去除，故说法正确。 故选D。 【变式1-2】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．利用海洋潮汐能可以发电 B．海水属于溶液，含有多种溶质 C．海水经过滤可获得饮用水 D．相同条件下海水的导电能力比纯水强 【答案】C 【解析】A.海洋中蕴含丰富的潮汐能，可利用海洋潮汐能发电，故说法正确，不符合题意； B.海水属于溶液，溶解了氯化钠、氯化镁等多种可溶性物质，故说法正确，不符合题意； C.过滤只能除去水中的难溶性杂质，不能除去海水中的氯化钠等可溶性杂质，海水经过滤不能获得饮用水，故说法错误，符合题意； 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，故说法正确，不符合题意； 故选C。 考点二 海洋资源 【例2】下列关于利用海水的叙述中，不正确的是 A．可用蒸馏法或膜法淡化海水 B．海水中某些金属元素总储量大富集程度低 C．海水既苦又涩，不能直接利用 D．海盐是人类最早从海洋中获取的矿物质之一 【答案】C 【解析】A、海水淡化的方法很多，有多级闪急蒸馏法、膜分离法、结晶法等，故选项说法正确； B、尽管海水中某些金属元素的总量非常大，但在单位体积或单位质量海水中的含量却非常低，即海水中某些金属元素总储量大，但富集程度低，故选项说法正确； C、海水既苦又涩，但能直接利用，如利用潮汐能发电等，故选项说法错误； D、海盐通过晒盐法提取，是人类最早从海洋中获取的矿物质之一，故选项说法正确； 故选：C。 【变式2-1】台湾海峡在中国闽、台两省之间，其海洋中含量最多的物质是 A．氯化钠 B．水 C．氧气 D．二氧化碳 【答案】B 【解析】海洋中含量最多的物质是水，故选：B。 【变式2-2】海水含有丰富的化学资源，关于海水的下列说法中正确的是 A．海水晒盐是化学变化 B．海水占全球总储水量的比例非常小 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】C 【解析】A. 海水晒盐过程中无新物质生成，发生的是物理变化，此选项错误；     B. 海水占全球总储水量的96.53%，比例非常大，此选项错误； C. 蒸馏可以从海水中获得淡水，此选项正确；     D. 纯水几乎不导电，海水中溶解了大量的氯化钠等物质，增强了海水的导电性，所以相同条件下海水的导电能力比纯水强，此选项错误。 故选C。 基础达标 1．海水中含量最多的盐是 A．NaCl B．MgCl2 C．CaCl2 D．MgSO4 【答案】A 【解析】海水中含量最多的盐是，故选A。 2．埋藏在海洋深处的可燃“冰”，其主要成分是 A．SiH4 B．H2 C．CH4 D．CO 【答案】C 【解析】可燃“冰”是一种天然气水合物，其主要成分是甲烷（CH4）。 故选C。 3．海水中含有丰富的化学资源。下列说法不正确的是 A．海水蒸发说明水分子总是在不断地运动 B．海水中含量最高的元素是氢元素 C．蒸馏法淡化海水的原理是物质的沸点不同 D．海水中含量最高的盐类是氯化钠 【答案】B 【解析】A、海水蒸发说明水分子总是在不断地运动，水会扩散到空气中去，不符合题意； B、海水中含量最高的物质是水，则含量最高的元素是氧元素，符合题意； C、蒸馏法淡化海水的原理是利用水和盐类的沸点不同，水的沸点低，蒸发过程中，先分离出来，从而获得淡水，不符合题意； D、海水中含量最高的盐类是氯化钠，说法正确，不符合题意。 故选B。 4．下列方法可用来淡化海水的是 ①蒸馏  ②过滤  ③多级闪急蒸馏  ④使海水结冰脱盐  ⑤膜法  ⑥加入明矾净化 A．①②③④⑤ B．①③④⑤⑥ C．②④⑤ D．①③④⑤ 【答案】D 【解析】①蒸馏，是把水从海水中分离出来，得到纯净的水，该方法能用来淡化海水； ②过滤只能除去水中的不溶性杂质，而海水淡化是除去海水中的可溶性杂质，该方法不能用来淡化海水； ③多级闪急蒸馏法的原理是利用减压时水的沸点降低，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，再将水蒸气冷凝成水，该方法能用来淡化海水； ④使海水结冰脱盐，能将盐与水分开，该方法能用来淡化海水； ⑤膜法淡化海水，只有水分子可以通过淡化膜，离子等其它粒子不能通过淡化膜，该方法能用来淡化海水； ⑥加入明矾，能对杂质进行吸附，使杂质沉降，不能除去水中溶解的氯化钠，该方法不能用来淡化海水。 故①③④⑤可用来淡化海水。 故选D。 5．关于海水的说法正确的是 A．海水中含量最多的元素是氯元素 B．海水中盐的质量分数约为3.5% C．直接电解海水可获得金属镁 D．可燃冰的开采与利用不会带来环境问题 【答案】B 【解析】A、海水中含量最多的物质是水，故含量最多的元素是氧元素，不符合题意； B、海水中富含盐类，盐的质量分数约为3.5%，符合题意； C、海水制镁时，不能直接电解海水，因为海水中氯化镁含量较少，应先富集氯化镁，然后电解，不符合题意； D、可燃冰开采过程中，如果甲烷气体泄漏，会导致严重的温室效应，不符合题意。 故选B。 6．关于海洋资源说法不正确的是 A．海水含丰富矿物质 B．海水经砂石过滤可获得淡水 C．海水蒸发可得粗盐 D．利用潮汐能可发电 【答案】B 【解析】A、海水含有丰富的矿物质，如氯化钠、氯化镁等物质，A选项正确； B、砂石过滤只能去除海水中的不溶性杂质（如泥沙），无法去除溶解的盐分，因此无法直接获得淡水，B选项错误； C、海水中含有大量的氯化钠，蒸发后水分减少，盐分结晶析出形成粗盐，C选项正确； D、潮汐能是海水涨落产生的动能，可转化为电能，D选项正确。 故选：B。 7．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 【解析】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。 8．可用来鉴别海水与蒸馏水的是 A．酚酞试液 B．氯化钾溶液 C．紫色石蕊试液 D．硝酸银溶液 【答案】D 【解析】A、酚酞试液遇碱性溶液变红，遇中性和酸性溶液不变色，海水和蒸馏水呈中性，A错误； B、氯化钾溶液与海水中的成分不反应，没有现象，不能区别，B错误； C、海水和蒸馏水呈中性，不能使紫色石蕊试液变色，C错误； D、硝酸银溶液能与海水中的氯化钠反应生成白色沉淀，现象明显，D正确。 故选：D 9．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 【解析】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。 综合应用 10．海洋中蕴藏着丰富的化学资源。 （1）海洋中富含80多种 （填“单质”或“原子”或“元素”）。 （2）海水中，水的质量分数为。保持水化学性质的最小微粒是 （填化学符号）。 （3）硫酸镁会让海水呈现苦味，标出硫酸镁中硫元素的化合价 。 （4）“膜分离技术”可实现海水淡化，其原理是让水分子通过淡化膜进入淡水池，该淡化技术相比蒸馏法的优点有 （写一条即可）。 【答案】（1）元素 （2）H2O （3） （4）节约能源 【解析】（1）物质是由元素组成的，海洋中资源丰富，富含80多种元素； （2）由分子构成的物质中，分子是保持其化学性质的最小粒子，水是由水分子构成的，故保持水化学性质的最小微粒是水分子，故填：H2O； （3）硫酸镁（MgSO4）中硫元素化合价为+2价，化合价的表示方法：标在相应元素的正上方表示，正负号在前，数字在后，故硫酸镁中硫元素的化合价为：； （4）“膜分离技术”通过物理过滤实现淡化，相比蒸馏法能耗更低或无需加热。故填：节约能源。 11．海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题。图为太阳能海水淡化原理示意图。 （1）海水淡化过程中，水分子发生的变化是______。 A．分子种类 B．分子的运动速度 C．分子间的间隔 D．分子的排列方式 （2）下列净水方法与太阳能海水淡化原理相似的是______。 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 【答案】（1）BCD （2）D 【解析】（1）海水淡化过程中只是水的状态发生改变，没有新物质生成，分子种类不变，分子的运动速度加快，分子间的间隔增大，分子的排列方式改变，故选：BCD； （2）A、海水淡化是利用太阳能加热蒸发，再使水蒸气冷凝得到淡水的过程，沉降是使水中的难溶性杂质沉降，不能除去海水中的可溶性杂质，不能淡化海水，沉降与海水淡化原理不相似，故选项错误； B、海水淡化是利用太阳能加热蒸发，再使水蒸气冷凝得到淡水的过程，过滤是除去水中的难溶性杂质，不能除去海水中的可溶性杂质，不能淡化海水，过滤与海水淡化原理不相似，故选项错误； C、海水淡化是利用太阳能加热蒸发，再使水蒸气冷凝得到淡水的过程，吸附是除去水中的色素和异味，不能除去海水中的可溶性杂质，不能淡化海水，与海水淡化原理不相似，故选项错误； D、海水淡化是利用太阳能加热蒸发，再使水蒸气冷凝得到淡水的过程，蒸馏可除去水中的所有杂质，得到蒸馏水是纯净的水，能够淡化海水，蒸馏与海水淡化原理相似，故选项正确，故选：D。 12．海水淡化技术主要有以下两种方法： 方法1：热分离法。利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。 方法2：反渗透膜淡化法。对反渗透膜右侧的海水加压，水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能透过反渗透膜，从而得到淡水（如图所示）。 （1）热分离法 （“是”或“否”）利用了蒸馏的原理。 （2）采用如图所示的反渗透膜分离法淡化海水，加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量 (选填“增大”或“减小””或“不变”)、溶质质量分数 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。 （3）与热分离法相比，反渗透膜分离法淡化海水的优点是 。 【答案】（1）是 （2）不变 变大 （3）不受天气影响、生产淡水的效率较高 【解析】（1）热分离法是利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，利用了蒸馏的原理，故填：是； （2）对反渗透膜右侧的海水加压，水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能透过反渗透膜，所以加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量不变、溶剂质量减少，根据，则右侧海水中溶质质量分数变大； （3）热分离法需要消耗大量能源，且受气温的影响，蒸发冷凝过程耗时长，与热分离法相比，反渗透膜分离法淡化海水的优点是不受天气影响、生产淡水的效率较高。 13．海水淡化技术是目前人类获取淡水资源的一种有效方式，与传统的海水淡化技术(将海水加热至沸腾，利用蒸发和冷凝的原理，将海水中的盐分去除)相比，太阳能海水淡化技术具备不消耗化石能源、无污染、所获得的淡水杂质含量低等诸多优点。 热带沿海地区光照充足且光照时间长，可在热带沿海地区建设太阳能海水淡化厂。为了进一步提高太阳能海水淡化技术中的太阳光利用率，研究人员提出了一种新型氧化石墨烯(GO)基薄膜界面光热蒸发技术，如图所示。未经改性的氧化石墨烯基薄膜在水溶液中会出现层间膨胀，导致盐离子能够通过薄膜；而改性后的氧化石墨烯基薄膜的层间通道可以有效截留盐离子，并为水的供应和蒸气的逸出提供有效途径，最后通过冷凝收集淡水。该技术完全由太阳能驱动，离子去除效率高，成本低。 （1）如用未经改性的氧化石墨烯基薄膜淡化海水，向淡化后的海水中加入硝酸银溶液，发生反应的化学方程式为 (写一个)。 （2）GO基薄膜下方海水的盐浓度 (填“大于”“等于”或“小于”)上方的。 （3）根据图文材料，分析热带沿海地区建设太阳能海水淡化厂的有利条件是 。 （4）提出爱护海洋资源的一条建议 。 【答案】（1） （2）大于 （3）光照充足且光照时间长，海水资源丰富 （4）减少向海洋中排放污染物 【解析】（1）海水中含有氯化钠等盐类，如用未经改性的氧化石墨烯基薄膜淡化海水，盐离子能通过薄膜，向淡化后的海水中加入硝酸银溶液，氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，化学方程式为； （2）改性后的氧化石墨烯基薄膜的层间通道可以有效截留盐离子，水从下方海水通过薄膜变为水蒸气逸出，而盐离子被截留在下方，溶剂减少，溶质不变，溶质质量分数增大，所以 GO 基薄膜下方海水的盐浓度大于上方的； （3）热带沿海地区光照充足且光照时间长，海水资源丰富，这些都是热带沿海地区建设太阳能海水淡化厂的有利条件； （4）爱护海洋资源的建议有很多，如合理开发海洋资源、减少向海洋中排放污染物、禁止过度捕捞海洋生物等。 14．膜分离法(超滤膜、淡化膜等)技术是现代净水技术之一，这种技术能够有效去除水中的溶解性盐类、微生物和有机物。其原理如图所示： （1）超滤膜分离法原理(见图1)；在一定压力下，利用膜表面的微孔将水中颗粒较大的物质分离出来的方法。这个方法与中学实验中的一个操作类似，该实验操作是： 。在实验室进行该操作时使用的玻璃仪器除了烧杯、漏斗，还应有 ，该仪器的作用是 。若经过该操作后，所得液体仍有浑浊，原因可能是 (写出一点)。 （2）淡化膜技术原理(见图2)；在加压情况下，海水中的 (填粒子名称)可以透过淡化膜，其它的离子不能透过，分离效果相当于中学实验中的蒸馏操作。淡化膜技术处理后得到的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 （3）基于上述分析可知：超滤膜的孔径 淡化膜的孔径(填“>”“=”或“<”)。 【答案】（1）过滤 玻璃棒 引流 滤纸破损或液面高于滤纸边缘或接滤液的烧杯不干净等 （2）水分子 纯净物 （3）＞ 【解析】（1）过滤是分离难溶性固体和液体的操作，超滤膜分离法原理(见图1)；在一定压力下，利用膜表面的微孔将水中颗粒较大的物质分离出来的方法。这个方法与中学实验中的过滤操作类似； 在实验室进行过滤操作时使用的玻璃仪器除了烧杯、漏斗，还应有玻璃棒，该仪器的作用是引流； 过滤操作时要注意“一贴、二低、三靠”的原则，过滤后滤液仍浑浊，可能原因是滤纸破损（会使得液体中的不溶物进入下面的烧杯，从而使得滤液浑浊）、液面高于滤纸边缘（会使部分液体未经过滤纸的过滤直接流下，该操作会使滤液仍然浑浊）或接滤液的烧杯不干净等； （2）淡化膜技术原理(见图2)；在加压情况下，海水中的水分子可以透过淡化膜，其它的离子不能透过，分离效果相当于中学实验中的蒸馏操作，可以除去水中的所有杂质，故淡化膜技术处理后得到的水只含有水一种物质，属于纯净物； （3）超滤膜适用于在一定压力下通过膜表面的微孔将水中颗粒较大的物质分离出来，淡化膜适用于在加压情况下海水中的水分子可以透过淡化膜(其它离子不能透过)，可判断超滤膜的孔径>淡化膜的孔径。 15．海水淡化可以有效地缓解淡水危机。 （1）“蒸馏法淡化海水”的实验中(如图)，加热一段时间后，小试管内收集到很少液体，试管口有大量白雾。该小组同学建议对该装置进行改进，你认为改进的措施为： 。如果改用冷凝管，则冷凝管中的水流方向应是 (填“上进下出”或“下进上出”)，向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液的目的是 ，利用的化学原理是(化学方程式) 。 “蒸馏法淡化海水”的思路是想办法将水从混合物中分离出来。请列举一种与上述原理相同的混合物分离的例子： 。 （2）反渗透法淡化海水是利用海水中各成分的 不同分离出淡水。 【答案】（1）增加导管的长度(答案合理即可) “下进上出” 检验冷凝水是否为淡水 分离液态空气法 （2）颗粒大小（答案合理即可） 【解析】（1）改进的措施有：增加导管的长度；用冷凝管；将小试管放在盛有冷水的烧杯中； 在导管上包裹上湿冷的毛巾等等； 冷凝管下面进水能保证管中充满水，简单来说这样的冷却效果比较好，也使冷凝管上下温差不会过大，所以“下进上出”； 向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液的目的是检验冷凝水是否为淡水；硝酸银与氯化钠反应生成氯化银和硝酸钠，该反应的化学方程式为 ； “蒸馏法淡化海水”是利用物质沸点不同进行分离，分离液态空气法也是利用空气中氧气、氮气等沸点不同进行分离。 故填：增加导管的长度(答案合理即可)；“下进上出”；检验冷凝水是否为淡水；；分离液态空气法。 （2）反渗透法淡化海水是利用水分子与其它微粒的颗粒大小不同进行分离。故填：颗粒大小（答案合理即可）。 拓展培优 16．新技术研发提出，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，如下图所示。 （1）石墨烯海水淡化膜允许 (填微粒化学符号)通过。 （2）淡化膜淡化海水的过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。 （3）淡化后的海水属于软水，其中可溶性钙、镁化合物的含量 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 （4）下列关于膜分离法说法错误的是___________。 A．膜分离法较传统蒸馏法更节约能源 B．淡化膜的孔径大于水分子的直径 C．加压后，右侧海水中溶质质量分数增大 D．加压后，右侧海水中的溶质质量增多 【答案】（1）H2O （2）物理变化 （3）减小 （4）D 【解析】（1）由图可知，海水通过淡化膜可变为淡水，说明淡化膜允许水分子通过，水分子的符号为H2O。 （2）淡化海水过程中，只是物质的分离，没有新物质生成，属于物理变化。 （3）硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物，而淡水中不含或含有较少可溶性钙、镁化合物，淡化后的海水属于软水，则其中可溶性钙、镁化合物的含量减小。 （4）A、传统蒸馏需要加热，则膜分离法较传统蒸馏法更节约能源，该选项说法正确； B、由于水分子能通过淡化膜，则淡化膜的孔径大于水分子的直径，该选项说法正确； C、加压后，右侧水分子减小，则右侧海水中溶质质量分数增大，该选项说法正确； D、加压后，右侧海水中的溶质质量不变，该选项说法不正确。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八单元 海洋化学资源的利用 第一节 海洋化学资源 教学目标 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。 重点和难点 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。 ◆知识点一 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.海水中的物质： 、NaCl、MgCl2等。 含量最多的物质是 ，最多的元素是 ，最多的盐是 ，最多的离子是 ，做多的金属离子是 。 3.海水淡化 方法 原理 （1） ，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） ，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  即学即练 1．海水中含量最多的元素是 A．氢元素 B．钠元素 C．氧元素 D．氯元素 2．海水中含有氯化钠等物质。对海水加压，水分子通过半透膜进入淡水池，得到淡水，实现海水淡化，原理如图所示。有关说法正确的是 A．海水中的氯化钠被半透膜拦截 B．海水通过半透膜后变为淡水，发生了化学变化 C．海水池中氯化钠的质量变多了 D．半透膜淡化海水的原理是利用了海水中各组分熔点不同 ◆知识点二 海底矿物、海洋资源的开发 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。 4.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。 即学即练 1．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 2．海洋是巨大的资源和能源宝库，向海图强是中国人民的夙愿。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，利用可燃冰作燃料 (填“会”或“不会”)产生二氧化碳；可燃冰的开采将会大大减少对石油的依赖，可燃冰属 (“可再生”或“不可再生”)能源。 （2）海水中元素总量最大的是 。从海水获得淡水的方法可以是 (填标号)。 a．蒸馏         b．加热分解         c．活性炭吸附 （3）深海鱼油中的DHA(化学式为C22H32O2)，它由 种元素组成，其相对分子质量是 。 重难点一 海水淡化 方法 原理 （1） ，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） ，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  实践应用 1．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的多孔石墨烯膜，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．海水属于混合物 B．光照产生水蒸气的过程中水分子的间隔变大 C．通过多孔石墨烯膜的过程中水分子体积变小 D．该方法可以缓解水资源短缺的问题 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 一种利用太阳能从海水中获取淡水的装置如下： 3．获取淡水过程中，关于水分子发生的变化，描述正确的是______。（不定项） A．运动速度先变快后变慢 B．运动速度先变慢后变快 C．能量先变大后变小 D．能量先变小后变大 4．要在实验室运用该方法原理进行盐水淡化，应采用的装置是 A． B． C． D． 考点一 海水淡化 【例1】海水淡化常用太阳能蒸馏方法，下列有关海水淡化的说法正确的是 A．海水淡化过程中，水分子本身发生了改变 B．海水淡化的原理与实验室过滤的操作相同 C．海水暴晒一段时间后，剩余海水中食盐的质量分数会变大 D．海水淡化获得的淡水属于溶液 【变式1-1】如图是海水淡化的原理示意图，下列说法正确的是 A．镁离子的符号是 B．海水淡化过程有新物质生成 C．加压后左侧海水溶质质量分数变小 D．采用此分离技术所得到的淡水的硬度变小 【变式1-2】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．利用海洋潮汐能可以发电 B．海水属于溶液，含有多种溶质 C．海水经过滤可获得饮用水 D．相同条件下海水的导电能力比纯水强 考点二 海洋资源 【例2】下列关于利用海水的叙述中，不正确的是 A．可用蒸馏法或膜法淡化海水 B．海水中某些金属元素总储量大富集程度低 C．海水既苦又涩，不能直接利用 D．海盐是人类最早从海洋中获取的矿物质之一 【变式2-1】台湾海峡在中国闽、台两省之间，其海洋中含量最多的物质是 A．氯化钠 B．水 C．氧气 D．二氧化碳 【变式2-2】海水含有丰富的化学资源，关于海水的下列说法中正确的是 A．海水晒盐是化学变化 B．海水占全球总储水量的比例非常小 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 基础达标 1．海水中含量最多的盐是 A．NaCl B．MgCl2 C．CaCl2 D．MgSO4 2．埋藏在海洋深处的可燃“冰”，其主要成分是 A．SiH4 B．H2 C．CH4 D．CO 3．海水中含有丰富的化学资源。下列说法不正确的是 A．海水蒸发说明水分子总是在不断地运动 B．海水中含量最高的元素是氢元素 C．蒸馏法淡化海水的原理是物质的沸点不同 D．海水中含量最高的盐类是氯化钠 4．下列方法可用来淡化海水的是 ①蒸馏  ②过滤  ③多级闪急蒸馏  ④使海水结冰脱盐  ⑤膜法  ⑥加入明矾净化 A．①②③④⑤ B．①③④⑤⑥ C．②④⑤ D．①③④⑤ 5．关于海水的说法正确的是 A．海水中含量最多的元素是氯元素 B．海水中盐的质量分数约为3.5% C．直接电解海水可获得金属镁 D．可燃冰的开采与利用不会带来环境问题 6．关于海洋资源说法不正确的是 A．海水含丰富矿物质 B．海水经砂石过滤可获得淡水 C．海水蒸发可得粗盐 D．利用潮汐能可发电 7．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 8．可用来鉴别海水与蒸馏水的是 A．酚酞试液 B．氯化钾溶液 C．紫色石蕊试液 D．硝酸银溶液 9．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 综合应用 10．海洋中蕴藏着丰富的化学资源。 （1）海洋中富含80多种 （填“单质”或“原子”或“元素”）。 （2）海水中，水的质量分数为。保持水化学性质的最小微粒是 （填化学符号）。 （3）硫酸镁会让海水呈现苦味，标出硫酸镁中硫元素的化合价 。 （4）“膜分离技术”可实现海水淡化，其原理是让水分子通过淡化膜进入淡水池，该淡化技术相比蒸馏法的优点有 （写一条即可）。 11．海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题。图为太阳能海水淡化原理示意图。 （1）海水淡化过程中，水分子发生的变化是______。 A．分子种类 B．分子的运动速度 C．分子间的间隔 D．分子的排列方式 （2）下列净水方法与太阳能海水淡化原理相似的是______。 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 12．海水淡化技术主要有以下两种方法： 方法1：热分离法。利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。 方法2：反渗透膜淡化法。对反渗透膜右侧的海水加压，水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池，而海水中的各种离子不能透过反渗透膜，从而得到淡水（如图所示）。 （1）热分离法 （“是”或“否”）利用了蒸馏的原理。 （2）采用如图所示的反渗透膜分离法淡化海水，加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量 (选填“增大”或“减小””或“不变”)、溶质质量分数 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。 （3）与热分离法相比，反渗透膜分离法淡化海水的优点是 。 13．海水淡化技术是目前人类获取淡水资源的一种有效方式，与传统的海水淡化技术(将海水加热至沸腾，利用蒸发和冷凝的原理，将海水中的盐分去除)相比，太阳能海水淡化技术具备不消耗化石能源、无污染、所获得的淡水杂质含量低等诸多优点。 热带沿海地区光照充足且光照时间长，可在热带沿海地区建设太阳能海水淡化厂。为了进一步提高太阳能海水淡化技术中的太阳光利用率，研究人员提出了一种新型氧化石墨烯(GO)基薄膜界面光热蒸发技术，如图所示。未经改性的氧化石墨烯基薄膜在水溶液中会出现层间膨胀，导致盐离子能够通过薄膜；而改性后的氧化石墨烯基薄膜的层间通道可以有效截留盐离子，并为水的供应和蒸气的逸出提供有效途径，最后通过冷凝收集淡水。该技术完全由太阳能驱动，离子去除效率高，成本低。 （1）如用未经改性的氧化石墨烯基薄膜淡化海水，向淡化后的海水中加入硝酸银溶液，发生反应的化学方程式为 (写一个)。 （2）GO基薄膜下方海水的盐浓度 (填“大于”“等于”或“小于”)上方的。 （3）根据图文材料，分析热带沿海地区建设太阳能海水淡化厂的有利条件是 。 （4）提出爱护海洋资源的一条建议 。 14．膜分离法(超滤膜、淡化膜等)技术是现代净水技术之一，这种技术能够有效去除水中的溶解性盐类、微生物和有机物。其原理如图所示： （1）超滤膜分离法原理(见图1)；在一定压力下，利用膜表面的微孔将水中颗粒较大的物质分离出来的方法。这个方法与中学实验中的一个操作类似，该实验操作是： 。在实验室进行该操作时使用的玻璃仪器除了烧杯、漏斗，还应有 ，该仪器的作用是 。若经过该操作后，所得液体仍有浑浊，原因可能是 (写出一点)。 （2）淡化膜技术原理(见图2)；在加压情况下，海水中的 (填粒子名称)可以透过淡化膜，其它的离子不能透过，分离效果相当于中学实验中的蒸馏操作。淡化膜技术处理后得到的水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 （3）基于上述分析可知：超滤膜的孔径 淡化膜的孔径(填“>”“=”或“<”)。 15．海水淡化可以有效地缓解淡水危机。 （1）“蒸馏法淡化海水”的实验中(如图)，加热一段时间后，小试管内收集到很少液体，试管口有大量白雾。该小组同学建议对该装置进行改进，你认为改进的措施为： 。如果改用冷凝管，则冷凝管中的水流方向应是 (填“上进下出”或“下进上出”)，向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液的目的是 ，利用的化学原理是(化学方程式) 。 “蒸馏法淡化海水”的思路是想办法将水从混合物中分离出来。请列举一种与上述原理相同的混合物分离的例子： 。 （2）反渗透法淡化海水是利用海水中各成分的 不同分离出淡水。 拓展培优 16．新技术研发提出，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，如下图所示。 （1）石墨烯海水淡化膜允许 (填微粒化学符号)通过。 （2）淡化膜淡化海水的过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。 （3）淡化后的海水属于软水，其中可溶性钙、镁化合物的含量 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 （4）下列关于膜分离法说法错误的是___________。 A．膜分离法较传统蒸馏法更节约能源 B．淡化膜的孔径大于水分子的直径 C．加压后，右侧海水中溶质质量分数增大 D．加压后，右侧海水中的溶质质量增多 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $