2026年中考化学一轮复习教学素材：海水淡化膜法

【教学素材】 海水淡化膜法 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】海水淡化膜法（RO）又称反渗透技术，利用半透膜在高压下使水分子逆向通过半透膜，截留溶解盐分及污染物实现淡化，是目前应用最广泛的海水淡化技术。该技术核心为反渗透膜组件，典型工艺包括双膜法（超滤＋反渗透）、MBR＋NF等组合形式，脱盐率可达98%以上。 膜法海水淡化的原理与化学实验室中的‌过滤‌操作相似，都是利用半透膜或滤纸的孔隙选择性透过物质。加压后，海水中的‌水分子‌可以透过淡化膜，而钠离子（Na⁺）、镁离子（Mg²⁺）、氯离子（Cl⁻）等‌离子不能通过。 一、膜法核心原理 （1）反渗透技术：在高于海水渗透压（约2.5MPa）的压力（通常 5.5～6.8MPa）下，水分子透过半透膜，盐分被截留，脱盐率可达 98% 以上。 （2）其他膜法：还包括电渗析（ED）、纳滤（NF）等，但反渗透是主流。 二、主要技术优势 （1）能耗低：系统能耗可低于3kWh/m3，约为蒸馏法的1/40。 （2）成本下降：随着技术进步，产水成本显著降低，国内大型工程产水成本约4～6元人民币/吨。 （3）国产化突破：我国已实现反渗透膜、高压泵、能量回收装置等关键装备完全国产化，性能接近国际先进水平。 【同步训练设计】 1．如图，海水淡化可采用膜分离技术，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中的各离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。对加压后右侧海水成分变化进行分析，正确的是（ ） A．溶质质量增加 B．溶剂质量减少 C．溶液质量不变 D．溶质质量分数减少 2．采用如图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。下列说法中不正确的是（ ） A．膜分离法也是一种分离混合物的方法 B．膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似 C．通过膜分离法可将海水中的可溶性杂质除尽 D．膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质 3．反渗透法淡化海水是膜分离技术的应用，原理如图甲所示，其中淡化膜只允许水通过，不允许溶解在水中的物质通过。以下分析正确的是（ ） A．右侧池中氯化钠的质量分数不变 B．海水中氯化钠可通过分离膜 C．淡化膜可用普通滤纸代替 D．“反渗法”比传统的蒸馏法节能 4．海水淡化常利用膜法海水淡化和热法海水淡化两种方法，其工作原理示意图如图所示。 （1）膜法海水淡化的原理与实验室的 操作原理相似，图1中，海水加压后，钠离子、镁离子等 （填“能”或“不能”）不能通过反渗透膜。钠离子、镁离子属于 （填“阴”或“阳”）离子。 （2）图2中，从微观的角度分析，利用热法海水淡化将海水蒸发冷凝得到淡水的过程中，不发生变化的是 （填序号）。 A．分子的质量 B．分子的种类 C．分子的间隔 （3）淡化后的海水用途广泛，在生产生活中常用于 （至少一点）。 5．阅读科普短文，回答问题。 海水淡化 地球上水资源储量如图1所示，浩瀚的海洋蕴藏着丰富的化学资源，工业上从海水中可提取许多广泛应用于生活、生产、科技等方面的物质和原料。 现在所用的海水淡化方法主要是蒸馏法（热法）和膜法两大类。如图2所示，对淡化膜右侧的海水加压，水分子可以透过淡化膜进入左侧淡水池，而海水中有些溶质离子不能通过淡化膜，从而得到淡水。 （1）图1所示地球上水资源储量最多的是 。 （2）膜法淡化海水的原理是利用各物质的 不同分离出淡水。分离淡水后剩余的溶液，可以进行海水晒盐，海水晒盐是通过 （填“蒸发”或“降温”）结晶的方法获取食盐。 （3）下列对加压后右侧海水成分变化情况的分析中，正确的是 （填字母序号）。 A．溶质质量增加 B．溶剂质量减少 C．溶液质量不变 D．溶质质量分数减小 （4）将上述右侧剩余的海水通入直流电，将发生如下反应：2NaCl＋2H2O 2X＋H2↑＋Cl2↑，则x的化学式为 。 6．阅读科普短文，回答问题。 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。全球海水淡化水用途如图1所示。 海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用热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。 （1）全球海水淡化水用途排在首位的是 。 （2）热分离法中，水发生了 （填“物理”或“化学”）变化。限制热分离法大规模应用的原因是________________________________ 。 （3）观察图2判断：石墨烯海水淡化膜允许 通过。 （4）石墨烯、金刚石和C60属于碳单质，下列说法正确的是 （填字母）。 a．都由碳元素组成 b．都由碳原子构成 c．物理性质相似 （6）蒸发海水所得粗盐可用作雪天道路抗冻剂。冰水混合物中，水与冰会发生水分子交换。0℃时，水与冰发生交换的水分子数目相等，该微观过程如图3所示。向冰水混合物中加入 NaCl，水分子交换的微观过程如图4所示。从水分子交换的角度，解释NaCl降低水的凝固点的原理 。NaCl还是人体必需的营养物质之一，用作调味品，可以补充的营养素是 。 （6）提出爱护水资源的一条建议 。 参考答案 1～3．B、C、D； 4．（1）市政供水；（2）物理变化；能耗大，成本高；（3）生活饮用（合理即可）。 5．（1）海水；（2）粒子大小；蒸发；（3）B；（4）NaOH。 6．（1）市政供水；（2）物理变化；能耗大，成本高；（3）水分子；（4）a；（5）从冰进入NaCl溶液中的水分子数目大于从NaCl溶液进入冰中的水分子数目；无机盐；（6）淘米水浇花（合理即可）。 通电 学科网（北京）股份有限公司 $