内容正文:
1
2
海洋化学资源的利用
第十三讲
3
知识体系建构
知识全面梳理
核心考点突破
目
录
重点实验探究
4
【主干知识】
5
【物质网络】
6
①2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑;
②_______________________________________________ (写一个即可);
③NaCl+NH3+CO2+H2O=== NaHCO3+NH4Cl;
④____________________________________(写一个即可);
⑤_________________________________________________ (写一个即可);
⑥____________________________________;
⑦_________________________________________(写一个即可);
⑧Ca(OH)2+MgCl2=== Mg(OH)2↓+CaCl2;
⑨___________________________________;
⑩MgCl2 Mg+Cl2↑; ⑪______________________________________。
Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+CO2↑(合理即可)
NaOH+HCl=== NaCl+H2O(合理即可)
Ba(OH)2+Na2CO3=== BaCO3↓+2NaOH(合理即可)
CaCl2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaCl
Ca(OH)2+2HCl=== CaCl2+2H2O(合理即可)
Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+2H2O
MgCl2+2NaOH=== Mg(OH)2↓+2NaCl
7
知识点1 海洋化学资源
1.海水中的物质:海水中含量最多的物质是_______________,溶解的主要
物质是________类。
海水中含量最高的金属元素是_____________;含量最多的非金属元素是
____________。
水(或H2O)
盐
钠(或Na)
氧(或O)
8
2.海洋资源
(1)化学资源:晒盐、制镁等。
(2)海底矿物资源:可燃冰、锰结核等。
(3)海洋生物资源:鱼、虾、蟹等。
(4)海洋动力资源:潮汐能、波浪能等。
3.海底矿物
(1)新型矿产资源:天然气水合物(又称可燃性)。
(2)常规化石燃料:________、__________、____________。
(3)海底金属矿物:多金属结核,也称锰结核。
煤
石油
天然气
9
4.海洋污染及保护
(1)污染源:工业废水、农业废水、生活污水。
(2)保护措施:我国不断健全和完善相关的法律法规,建立系统的海洋资源开发和管理体系,保障我国海洋资源的开发和发持续发展。
10
知识点2 淡化海水
淡化海水——物理变化
方法及装置 原理
蒸馏法
利用海水中各物质沸点不同,实现水与盐的分离
11
方法及装置 原理
膜法(反渗透法)
利用一种只允许水分子通过、不允许盐离子通过的渗透膜,实现水与盐的分离
多级闪急蒸馏法(简称“闪蒸法”) 常压下水的沸点是100 ℃,减压时水的沸点降低。闪蒸法是将海水加热后依次通过多个压力逐渐降低的闪蒸室,通过多级蒸发、冷凝,获得淡水
12
知识点3 海水“晒盐”
1.海水“晒盐”的过程
(1)原理:______________,即海水经日晒使水分蒸发直至形成NaCl的饱和溶液,析出晶体。
(2)流程:
蒸发结晶
13
2.粗盐提纯(详见本讲重点实验探究栏目)
(1)粗盐中难溶性杂质的去除
(2)提纯粗盐——用物理方法除去难溶性杂质。
14
【即学即练】
下列关于海水“晒盐”的叙述正确的是( )
A.利用阳光照射,使海水升温得到食盐
B.利用海风降温析出食盐晶体
C.结晶池中析出盐后的母液是氯化钠的不饱和溶液
D.利用阳光和风力使水分蒸发得到食盐
15
3.海水提取镁的流程:
反应过程中涉及的化学方程式及基本反应类型:
a._______________________________________,________________。
b.___________________________________,__________________ 。
c.________________________,______________。
====
通电
Ca(OH)2+MgCl2=== CaCl2+Mg(OH)2↓
复分解反应
2HCl+Mg(OH)2=== MgCl2+2H2O
复分解反应
MgCl2 Mg+Cl2↑
分解反应
16
【即学即练】
下列有关海水提镁的叙述错误的是( )
A.海水中含有MgCl2,却经历了步骤a、b的转化过程,其目的是富集镁
B.不用氢氧化钠代替石灰乳的原因是氢氧化钠价格贵
C.过程c中是化学能转化为电能
D.海水提镁的反应中涉及氧化还原反应
17
命题点1 海洋化学资源及其利用
1.(2024·滨州)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正确的是( )
A.“可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣和废气
B.海水“晒盐”后剩余的母液一定是氯化钠的不饱和溶液
C.海水淡化只能得到淡水,剩余物质不再有任何利用价值
D.海水中溶有大量的盐类,其中含量最多的盐是氯化镁
18
2.(2025·青岛)海水中蕴藏着丰富的食盐资源。“盐田法”晒盐的流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.“盐田法”晒盐利用的原理是降温结晶
B.从①到②的过程中,氯化钠的质量分数一定不变
C.母液是该温度下氯化钠的饱和溶液
D.粗盐中除氯化钠外只含有泥沙等难溶性杂质
19
3.(2025·湖南)海洋是一个巨大的资源宝库。化学兴趣小组开展“海洋资源的综合利用与制盐”的跨学科实践活动,现拟定项目结构如下,完成相关任务内容。
20
任务一:了解海洋资源
(1)海底蕴藏着大量的煤、__________和天然气等化石能源。
任务二:走近海洋资源
(2)在古代,人们采用“天日曝晒,自然结晶,集工捞采”的自然方式获得
食盐。这里的结晶方法主要指的是__________结晶。
任务三:探索海洋资源
(3)海水资源中含量最多的物质是_______(填化学式)。
任务四:保护海洋资源
(4)作为中学生,写一条保护海洋生物资源的具体措施:
_________________________________________。
石油
蒸发
H2O
生活污水集中处理达标后排放(合理即可)
21
命题点2 粗盐的提纯
考法❶ 粗盐中难溶性杂质的去除
1.某兴趣小组进行粗盐(杂质只含有泥沙)提纯实验,并利用所得精盐配制100 g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。请回答下列问题:
22
实验一:如图是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。
23
(1)进行操作③时,当观察到____________________________时,停止加热。
(2)操作④中玻璃棒的作用是__________________。
(3)操作⑤中有一处明显的错误,请你帮他们指出来____________________。
图中错误改正后,粗盐提纯实验的正确操作顺序为________________
(填操作示意图的序号)。
蒸发皿中出现较多晶体时
搅拌,加速溶解
没有用玻璃棒引流
②⑥①④⑤③
24
考法❷ 粗盐中可溶性杂质的去除
2.(2025·泰安)海水资源综合利用的部分途径如图所示,下列关于图中内容说法错误的是( )
25
A.海水除提供大量矿物资源外,还是人类获取淡水的重要来源
B.流程Ⅰ中加入过量Na2CO3的目的是除去溶液中的氯化钙和过量的氯化钡
C.流程Ⅱ中先氨化后碳酸化的原因是使溶液显碱性,有利于二氧化碳的吸收
D.流程Ⅲ中碳酸氢钠转化成碳酸钠的基本反应类型是复分解反应
26
思维导引:确定杂质离子→选择除杂试剂,还要注意加入试剂的顺序及试剂的量。
27
3.(2024·青岛)分离提纯是获取物质的重要方法,其思路有两种:一是除去杂质,二是提取目标产物。如图是海水综合利用的部分流程(操作已省略),下列说法不正确的是( )
28
已知:该粗盐中含泥沙、MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质。
A.流程Ⅰ中X、Y溶液的顺序不能颠倒
B.流程Ⅱ中的石灰乳可用生石灰替代
C.流程Ⅱ中提纯氯化镁是通过“提取目标产物”的思路实现的
D.混合物分离提纯的方法是由混合物中各组分的性质差异决定的
29
命题点3 海水制镁
1.海洋是巨大的资源宝库,开发前景十分远大,利用海水制取镁的工艺流程如图所示:
30
(1)操作a用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗,还有____________。贝壳煅烧前要
将其粉碎,其目的是__________________________。
(2)步骤①中发生反应的化学方程式为__________________________。
步骤②反应的过程会________(填“吸收”或“放出”)热量。
(3)海水中加入石灰乳后发生反应的化学方程式是_____________________
___________________,基本反应类型是____________反应。
(4)试剂X的名称是____________。
====
高温
玻璃棒
增大反应物的接触面积
CaCO3 CaO+CO2↑
放出
MgCl2+Ca(OH)2===
CaCl2+Mg(OH)2↓
复分解
稀盐酸
31
2.【新考法·项目式学习】 水是宝贵的自然资源,实验小组以“水”为主题展开项目式学习活动。
【任务一】水的净化
“生命吸管”是一种可以随身携带的小型水净化器,经其净化后获得的直饮水含有益矿物质元素。
(1)活性炭可以除去色素和异味利用了其__________性。
(2)钠离子直径小于0.001微米,“生命吸管”________(填“能”或“不能”)淡化海水。
吸附
不能
32
【任务二】海水提镁
某同学利用MgCl2溶液(含少量CaCl2)模拟海水晒盐的过程中,析出氯化钠后剩下的母液,从该溶液中提取氯化镁的流程如图。
33
(3)操作a的名称是__________。
(4)溶液A中的溶质除了NaCl还含有__________________(填化学式)。
(5)向溶液B中加入酚酞试液,观察到溶液变红,得出NaOH过量的结论,
同学们经过讨论认为该结论不准确的理由是_____________________
______________________________________________。
(6)写出加入试剂c时反应的化学方程式:_______________________________。
过滤
Na2CO3、MgCl2
溶液B中含有碳酸钠,
碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞试液变为红色
Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+2H2O
34
实验6 粗盐中难溶性杂质的去除
1.实验原理
主要依据物质物理性质的差异,通过过滤、蒸发的方法对混合物进行分离。
2.实验用品
蒸馏水、粗盐、托盘天平(电子秤)、烧杯、玻璃棒、蒸发皿、陶土网、
坩埚钳、酒精灯、漏斗、药匙、量筒、胶头滴管、铁架台(带铁圈)、
滤纸、剪刀、火柴。
35
3.实验步骤
36
(1)称量:称量粗盐应用托盘天平,按“左物右码”的原则,粗盐和砝码下应
垫质量相同的称量纸。
(2)溶解:将粗盐加入烧杯中,再用量筒量取一定量的水,倒入烧杯中。
用____________不断搅拌,直至粗盐不再溶解为止。
(3)过滤:将烧杯中的液体沿玻璃棒倒入放好滤纸的漏斗中,进行过滤,
若滤液仍浑浊,应______________。
玻璃棒
重新过滤
37
【易错提醒】
过滤后滤液仍然浑浊的原因
①滤纸破损;②过滤时液面高于滤纸边缘;③承接滤液的烧杯不干净。
38
(4)蒸发:将蒸发皿外壁擦干放到铁架台的铁圈上,将滤液倒入蒸发皿中,
用酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌。待蒸发皿中____________________
时,立即停止加热,并用玻璃棒不断搅拌直至冷却,然后用玻璃棒将蒸发
皿中的晶体转移到指定容器中。
(5)计算产率:产率=×100%。
有较多晶体析出
39
4.要点解读
(1)粗盐中难溶性杂质的去除的操作顺序为__________、__________、
__________,三者顺序不能颠倒。
(2)溶解、过滤、蒸发中都用到的玻璃仪器及其作用:
①溶解、过滤、蒸发操作中都用到的玻璃仪器是____________。
②溶解中玻璃棒的作用:搅拌,______________。
过滤中玻璃棒的作用:__________,防止液滴外溅或冲破滤纸。
蒸发中玻璃棒的作用:__________,防止局部温度过高,造成液滴飞溅;
转移晶体。
溶解
过滤
蒸发
玻璃棒
加速溶解
引流
搅拌
40
5.误差分析
(1)导致实验结果偏小的原因:①溶解不充分或搅拌时液体飞溅;②蒸发时液滴飞溅;③转移时有部分食盐遗留在蒸发皿中。
(2)导致实验结果偏高的原因:①过滤时,滤纸破损,部分泥沙进入烧杯;②蒸发时未充分蒸干。
41
某化学兴趣小组的同学做粗盐(含难溶性杂质)提纯的实验。如图是同学们做粗盐提纯实验的操作示意图。
42
根据示意图回答下列问题:
(1)操作④中玻璃棒的作用是__________________。
(2)操作⑤中的一处错误是____________________。
(3)操作⑥中,当观察到蒸发皿内出现______________时,停止加热。
(4)本题中粗盐提纯实验的操作顺序为________________(填序号)。
搅拌,加速溶解
未用玻璃棒引流
较多晶体
②①③④⑤⑥
43
(5)他们用提纯得到的精盐配制了100 g 10%的氯化钠溶液。经检测溶质
质量分数偏小,其原因可能有__________(填序号)。
①氯化钠固体仍然不纯
②称量精盐时砝码端忘垫质量相同的纸片
③量取水时,仰视读数
④装瓶时,有少量溶液洒出
①②③
44
(6)进行过滤操作时,过滤后的溶液仍然浑浊,则可能的原因是
__________________________________(写两条);为得到澄清的溶液,应
______________。
(7)实验中称取50 g粗盐,得到食盐的质量为40 g,则食盐的产率为__________。
滤纸破损;过滤时液面高于滤纸边缘
重新过滤
80%
45
实验7 粗盐中可溶性杂质的去除
1.实验原理
除去难溶性杂质的食盐水,还需除去S、Mg2+、Ca2+等可溶性杂质才能得到精盐水,最后经蒸发结晶方可得到较为纯净的氯化钠晶体。
46
2.实验步骤
①流程图
47
②所加试剂的作用:
BaCl2——除去________(填离子符号,下同);
NaOH——除去__________;
Na2CO3——除去_______________;
HCl——除去________________。
③产生沉淀部分所加试剂的顺序:____________________。
④精盐水中NaCl质量________(填“大于”“小于”或“等于”)粗盐水中
NaCl质量。
S
Mg2+
Ca2+、Ba2+
C、OH-
abc(或bac或acb)
大于
48
为了除去NaCl溶液中含有少量的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等杂质得到更纯的NaCl,设计了如下实验方案。
49
请回答下列问题:
(1)步骤②中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(2)步骤④中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(3)步骤⑤中发生反应的化学方程式为__________________________________
__________________________________。
(4)步骤⑦中发生反应的化学方程式为_____________________________
____________________________________。
2NaOH+MgCl2=== Mg(OH)2↓+2NaCl
BaCl2+Na2SO4=== BaSO4↓+2NaCl
Na2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+2NaCl、
Na2CO3+BaCl2=== BaCO3↓+2NaCl
HCl+NaOH=== NaCl+H2O、
2HCl+Na2CO3=== 2NaCl+CO2↑+H2O
50
(5)步骤③______(填“能”或“不能”,下同)省略;步骤⑥__________省略,原因是
____________________________________________________________。
(6)步骤①⑥⑧都要用到的一种玻璃仪器是____________。
(7)步骤⑦中过量的稀盐酸对氯化钠的纯度是否有影响?______(填“是”或
“否”),原因是____________________________________。
(8)流程②④中的试剂可以用一种试剂代替,该试剂为_________________。
(9)实验所得氯化钠的质量大于粗盐中的NaCl的质量,原因是
____________________________。
能
不能
若无步骤⑥,HCl能与部分沉淀反应,使得到的精盐中仍含有杂质
玻璃棒
否
蒸发结晶时,过量的HCl可以被除去
Ba(OH)2溶液
除杂过程中有氯化钠生成
51
52
$