2026年中考化学一轮复习教学素材：太阳能海水淡化技术

【教学素材】 太阳能海水淡化技术 湖北省石首市文峰初级中学 刘涛（正高级教师） 【知识链接】太阳能海水淡化技术（太阳能蒸馏法）是利用太阳光热驱动，通过蒸馏工艺海水蒸发、再冷凝收集淡水的海水淡化技术，其核心原理为“光热转化→蒸发→冷凝”，该技术具有不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等核心优势，主要研究领域涵盖材料优选、热性能提升及与不同太阳能集热器的系统集成。 一、膜法核心原理 （1）基本原理：太阳能被吸光材料（如黑色基底、光热纳米材料或钛基表面）吸收转化为热能，使海水在界面局部蒸发（通常60～80℃），水蒸气在透明冷凝面（如玻璃盖板）遇冷凝结为液态淡水，盐分残留，实现脱盐。产水盐度通常＜5 mg/L，符合WHO饮用水标准。 （2）主要类型： ①被动式系统：以盘式太阳能蒸馏器为代表，结构简单、无需外部能源，但效率较低，日产量约4～6 L/m2）； ②主动式系统‌：结合太阳能集热器与多效蒸馏装置，回收蒸汽潜热，效率更高，适合大规模应用。 二、主要技术优势 （1）零化石能源消耗、零排放、结构简易、适合分布式/离网地区；最新生物基（如小麦蛋白）或水凝胶蒸发器兼具耐盐、抗菌与高产水。 （2）主要局限：受天气/日照强度影响大、夜间不产水、单位面积产率较低（被动式）、长期运行需防结盐与材料老化；主动式可提升效率但增加复杂度。 【同步训练设计】 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．某海水淡化系统（如图）工作时，蒸发腔中的水在光热作用下变为水蒸气，太阳能风扇将水蒸气吹到冷凝腔冷凝，实现海水淡化。下列说法错误的是（ ） A．在光热作用下，水分子运动速率加快 B．液态水变为水蒸气，水分子间的间隔变大 C．水蒸气冷凝为水，水分子本身变小 D．海水变为淡水，水分子化学性质不变 3．海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题。如图为太阳能海水淡化装置示意图。 （1）太阳能蒸馏的原理如图所示。太阳能蒸馏属于 （填“物理”或“化学”）变化。太阳能蒸馏淡化的优点是 。 不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高 （2）水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是 （填字母序号） A．分子质量 B．分子种类 C．分子间隔 （2）利用装置将一定量的海水晒一段时间后，剩余海水中氯化钠的质量分数会 （填“变大”“变小”或“不变”）。 4．利用太阳能蒸馏淡化海水是一种节能的方法，其原理如图所示。 （1）如图所示的太阳能海水淡化技术过程为，海水从能量角度看步骤a过程需要 （填“吸收”或“放出”）热量；步骤b过程中水发生了 （填“物理”或“化学”）变化。 （2）于太阳能海水淡化技术的优点，下列说法不正确的是 （填字母） A．节约常规能源 B．无污染，环保 C．设备简单，操作方便 D．不受天气影响，可全天候高效运行 （3）我们作为中学生，提出爱护水资源的一条建议 。 5．远离陆地的海岛可以利用图示的“太阳能海水淡化装置”缓解淡水不足的问题。 （1）该海水淡化过程，相当于实验室中的 （填“蒸发”或“蒸馏”）变化。 （2）下列分离混合物的常用方法中，原理与上述方法相同的是 （填序号）。 A．过滤法净化水 B．工业法制氧气 C．活性炭吸附 6．阅读科普短文，回答问题。 太阳能海水淡化 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。主要是为了提供饮用水和农业用水，有时食盐也会作为副产品被生产出来。海水淡化技术共有20多种，太阳能海水淡化技术是其中一种。人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。 被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。 对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。 太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。太阳能蒸馏法就是采用简单的太阳能蒸馏器。该蒸馏器由一个水槽组成，水槽内有一个黑色多孔的毡心浮洞，槽顶上盖有一块透明、边缘封闭的玻璃覆盖层。太阳光穿过透明的覆盖层投射到黑色绝热的槽底，转换为热能。因此，塑料芯中的水面温度总是高于透明覆盖层底的温度，水从毡芯蒸发，蒸气扩散到覆盖层上冷却为液体，排入不透明的蒸馏槽中。 阅读上述内容，回答下列问题： （1）海水淡化的副产品之一是食盐，食盐主要成分的化学式是 ；利用阳光和风力使水分蒸发也能得到食盐，原理是 。 （2）利用太阳能进行海水淡化，可缓解淡水资源匮乏问题。水变成水蒸气的过程中，发生变化的是 （填“物理”或“化学”）变化，蒸馏后的水属于 （填“硬水”或“软水”）。 （3）与传统动力源和热源相比，太阳能具有的优点是 。 （4）太阳能蒸馏器塑料芯中的水面温度高于透明覆盖层底的温度，目的是 。 （5）除了海水淡化以外，日常生活中，我们也要节约用水提高用水效率，请你写出一条具体措施为 。 参考答案 1～2．A、C、D； 3．（1）物理；不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等；（2）AB；（3）变大。 4．（1）吸收；物理；（2）ABC；（3）一水多用（合理即可）。 5．（1）蒸馏；（2）B。 6．（1）NaCl；蒸发结晶；（2）物理；软水；（3）安全（或环保）；（4）便于水分蒸发，及蒸气冷却；（5）用淘米水浇花（或用洗衣水拖地等合理即可）。 学科网（北京）股份有限公司 $