内容正文:
第4章
水与人类
第3节 海洋的探索
课标要点
1.知道海水是混合物,含有大量盐分,不能直接饮用;海水淡化就是脱盐获得淡水,认识蒸馏法、反渗透法、冷冻法三种主流海水淡化方式。
2.掌握结晶:溶质从饱和溶液析出晶体的过程;两种结晶方法:
蒸发结晶:减少溶剂,适合氯化钠(海盐晒盐)
冷却热饱和溶液(降温结晶):适合溶解度随温度变化大的物质
3.认识海洋资源分类:生物资源、矿产资源(石油、天然气、可燃冰)、化学资源、能源资源(潮汐能、波浪能)。了解可燃冰(天然气水合物)形成条件:深海高压、低温。
4.了解人类海洋探测技术:声呐、卫星遥感、载人潜水器、无人潜水器;知道我国深海成就(蛟龙号、海斗一号)。
5.认识深海环境特点:高压、低温、黑暗、缺氧;理解深海探测的技术难点。
6.认识海洋开发的利弊:海洋资源丰富,但过度开发、海洋污染会破坏海洋生态,需要保护海洋。
学习重难点
1.海水的成分:海水是含多种盐类的混合物,含盐量高,无法直接饮用。
2.结晶的两种方式及适用物质
蒸发结晶:减少溶剂。适合溶解度受温度影响小的物质,例如氯化钠(海水晒盐原理)。
降温结晶(冷却热饱和溶液):降低温度。适合溶解度随温度升高显著增大的物质,例如硝酸钾。
3.海水淡化
蒸馏法:利用水和盐沸点不同,水先汽化再液化,盐留在原液。
反渗透法:依靠半透膜,只允许水分子通过,盐离子被截留。
4.海洋资源分类 化学资源(食盐等)、生物资源、矿产资源(石油、天然气、可燃冰)、能源资源(潮汐能、波浪能)。 可燃冰:天然气水合物,形成条件:深海高压、低温;燃烧产物污染小。
5.深海环境特点:高压、黑暗、低温;我国深海探测装备(蛟龙号、海斗一号)。
6.海洋开发与海洋保护:开发海洋资源的同时,要防治海洋污染、保护海洋生态。
知识点 海水的淡化
全球的海水淡化技术已经日趋成熟,主要包括反渗透法、蒸馏法、冷冻法等几十种方法。中国的海水淡化技术已经取得突破性进展,并在全球占领了一定的市场。
反渗透膜是模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。反渗透膜能截留水中的各种无机离子和大分子溶质,而水则能从半透膜渗出,从而取得比较纯净的水。反渗透法具有净化水水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点,在海水淡化工程上得到了广泛应用。
蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。这种仅由一种物质组成的物质,叫作纯净物
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
随学随练
1. 生活在盐碱湖附近的人们习惯“夏天晒盐,冬天捞碱”,结合如表数据,下列说法正确的是( )
温度
溶解度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
氯化钠
35.7g
35.8g
36.0g
36.3g
36.6g
37.0g
37.3g
37.8g
碳酸钠
7.0g
12.2g
21.8g
39.7g
49.0g
48.7g
46.5g
45.8g
A.碳酸钠的溶解度随温度升高而增大
B.“夏天晒盐,冬天捞碱”分别利用了蒸发结晶和降温结晶的原理
C.20℃时,将20g氯化钠加入50g水中,形成的溶液质量为70g
D.60℃的氯化钠、碳酸钠饱和溶液降温到10℃,析出晶体质量较多的是碳酸钠
【答案】B
【解答】解:A、由表中数据知,40℃时碳酸钠的溶解度最大,温度小于40℃时,碳酸钠的溶解度随温度升高而增大,温度大于40℃时,碳酸钠的溶解度随温度升高而减小,故A说法错误;
B、由表中数据知,氯化钠的溶解度受温度影响较小,利用蒸发结晶,获得氯化钠晶体,碳酸钠的溶解度受温度影响较大,冬天温度低,碳酸钠的溶解度减小,碳酸钠易结晶析出,所以“夏天晒盐,冬天捞碱”分别利用了蒸发结晶和降温结晶的原理,故B说法正确;
C、由表中数据知,20℃时,氯化钠的溶解度为36g,则将20g氯化钠加入50g水中,只能溶解18g氯化钠,形成的溶液质量为68g,故C说法错误;
D、没有指明溶液的质量,无法比较析出晶体的多少,故D说法错误。
故选:B。
2. 某兴趣小组将一定质量的樟脑晶体溶解在酒精中制成简易“天气瓶”,通过观察樟脑晶体在酒精中的结晶情况检测气温的变化。如图为该“天气瓶”在三种不同气温下的结晶情况,下列说法不正确的是( )
A.甲瓶一定是饱和溶液
B.乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶
C.采用降温结晶法可以回收樟脑晶体
D.若要长期使用该“天气瓶”,应将其密封保存
【答案】A
【解答】解:A、乙、丙中有樟脑晶体存在,说明是瓶内溶液一定为相应气温下的饱和溶液,甲没有樟脑晶体存在,可能是饱和溶液,也可能是不饱和溶液,故A错误;
B、由图示可知,乙、丙中有樟脑晶体存在,乙中的固体少于丙,所以乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶,故B正确;
C、由图示可知,“天气瓶”在降温时,瓶内会出现晶体,温度越低,析出的晶体越多,樟脑在酒精溶液中的溶解度随温度升高而增大,采用降温结晶法可以回收樟脑晶体,故C正确;
D、要保证该“天气瓶”的使用时长,该“天气瓶”应该为密封装置,故D正确。
故选:A。
知识点 海盐的提取
一、我国的海盐生产,一般采用日晒法。利用滨海滩涂,筑坝开辟盐田,通过纳潮扬水、日照蒸发而浓缩:当氯化钠溶液达到饱和时,析出氯化钠晶体、即为原盐:像这种固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程称为结晶
二、粗盐的提纯
①溶解:将粗盐在烧杯中加水溶解
②过滤:把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
③蒸发结晶
三、获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠(溶液较小);
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响大的物质,如硝酸钾。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
选择几颗几何形状完整的小晶体。用线把小晶体串起来,悬挂在玻璃棒上,玻璃棒搁置在另一杯新制的200mL温度在70℃左右的澄清硫酸铜饱和溶液上,小晶体确保悬空浸没在溶波中。重复静置结晶,最后长成大晶体。
随学随练
3. 小东在实验室对粗盐进行提纯,并使用提纯得到的精盐配制氯化钠溶液。
(1)实验一:粗盐提纯。如图为粗盐提纯的操作示意图,请对操作顺序进行排序 。
(2)实验二:溶液配制。用提纯后的精盐配制50g5%的氯化钠溶液,以下会导致溶液溶质质量分数偏大的是 (填字母序号)。
A.称取精盐时,砝码放在左盘
B.量筒量取水时俯视读数
C.粗盐提纯时滤纸破损
(3)将配制好的溶液浓缩成10%的食盐水用于农业选种,则需蒸发掉 克水。
【答案】(1)②①④⑤③;
(2)B;
(3)25。
【解答】解:(1)粗盐提纯的步骤是先从试剂瓶中取粗盐,使用托盘天平称取一定量的粗盐,将称好的粗盐放入烧杯中,再将量取好的水倒入盛有粗盐的烧杯中,搅拌,溶解,过滤,然后进行蒸发,称量精盐并计算产率,即操作顺序为②①④⑤③;
(2)A、称取精盐时,砝码放在左盘,若使用游码,导致称得精盐质量偏小,若未使用游码,称得精盐质量不变,两种情况均不会使溶液溶质质量分数偏大,故A不符合题意;
B、量筒量取水时俯视读数,实际量取水的体积偏小,导致溶剂质量偏小,导致溶液溶质质量分数偏大,故B符合题意;
C、粗盐提纯时滤纸破损,导致精盐中混有杂质,实际溶质质量分数偏小,导致溶液溶质质量分数偏小,故C不符合题意;
故选:B;
(3)设需蒸发掉水的质量为x,根据浓缩后溶质质量不变可得50g×5%=(50g﹣x)×10%,则x=25g,即需蒸发掉25g水。
故答案为:(1)②①④⑤③;
(2)B;
(3)25。
4. 日晒法得到的原盐属于粗盐,粗盐中的成分不仅有氯化钠,还有氯化镁、泥沙等杂质,必须经过进一步的提纯,才能成为可食用的精盐。小科做了粗盐提纯实验,并用所得的精盐配制50克质量分数为20%的氯化钠溶液。
【实验一】粗盐的提纯
如图为小科的实验操作示意图,请回答下列问题:
(1)图中步骤⑥有一错误操作是 。
(2)粗盐提纯的操作顺序为 (填字母)、称量精盐并计算产率。
A.①⑤③⑥②④
B.①⑤②③⑥④
C.①⑤②⑥③④
D.①②③⑤⑥④
【实验二】配制氯化钠溶液
(3)用提纯得到的精盐配制50克质量分数为20%的氯化钠溶液,需要称取精盐 克。
(4)如图所示对50克质量分数为20%的氯化钠溶液进行恒温蒸发,杯中溶液一定是饱和溶液的有 (选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)。
【答案】(1)没有用玻璃棒引流;
(2)B;
(3)10;
(4)丙、丁。
【解答】解:(1)步骤⑥是过滤操作,错误操作是没有用玻璃棒引流。故答案为:没有用玻璃棒引流;
(2)粗盐提纯的步骤为:取粗盐(①)、称量粗盐(⑤)、将粗盐倒入烧杯,加水溶解(②)、搅拌加速溶解(③)、过滤除去不溶性杂质(⑥)、蒸发结晶得到精盐(④),所以顺序是①⑤②③⑥④,故选:B;
(3)溶质质量=溶液质量×溶质质量分数,50g×20%=10g,所以需要称取精盐10克。故答案为:10;
(4)恒温蒸发过程中:甲蒸发后乙中没有晶体析出,甲不饱和,乙蒸发后丙中有晶体析出,说明乙溶液可能饱和,丙饱和,丙蒸发后有晶体析出,丁溶液一定饱和。故答案为:丙、丁。
知识点 海洋的探索和开发
海洋是世界上食品、石油、天然气以及矿产资源的重要来源地
人类通过渔业捕捞、水产养殖、海上油井、海底采矿、海浪发电、海水淡化等方式获取了大量的海洋资源,为人类的生存和发展提供了有力保障。人类在开发海洋的同时要尽到保护海洋的义务,避免对海洋的过度开发,减少对海洋的污染,共同维护海洋的生态环境。
直至今日,海洋仍然有着许多未解之谜。辽阔而深邃的海洋神秘莫测,尤其是深海黑暗、寒冷、缺氧、高压的极端环境让人望而却步。那么,科学家是怎样探索海洋的呢?为了获取更多的海洋信息,科学家发明了很多探索海洋的新技术。近年来,我国的海洋科考取得了巨大进展,尤其是深海探测技术迅速发展
题型 课堂微型拓展实验
实验 :微型蒸馏模拟海水淡化
实验目的:模拟蒸馏法海水淡化,理解利用沸点差异分离水和盐 器材:小烧杯(模拟海水)、保鲜膜、冰块、小碗、橡皮筋
操作步骤
1.烧杯内装入浓食盐水,小碗放在烧杯中间
2.保鲜膜封住烧杯口,橡皮筋扎紧;保鲜膜中间放冰块,保鲜膜微微下凹
3.静置 / 温水底部加热加速汽化
现象
盐水里的水蒸发变成水蒸气,碰到冷的保鲜膜液化成小水珠,水珠滴入小碗;小碗收集到淡水,食盐留在烧杯中。
课堂设问
1.这个装置里,哪部分相当于蒸馏装置的冷凝管?(带冰块的保鲜膜)
2.得到的淡水里面有没有食盐?为什么? ✅没有,食盐沸点高,不会汽化,留在原烧杯。
实验局限
模型简化,无法模拟工业大规模海水淡化;工业还有反渗透法。
活学活用
5. 古代晒盐法的主要步骤包括引卤、过箩、储卤、蒸发结晶和铲出。盐湖水的主要成分是氯化钠,还含有泥沙和一定量的硫酸钠等。
此表为氯化钠、硫酸钠在不同温度下的溶解度:
温度/(℃)
0
10
20
30
40
溶解度(g)
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
硫酸钠
4.9
9.1
19.5
40.8
48.4
(1)引卤:盐湖水引入蒸发畦,借助日晒和风吹使水分蒸发,溶液中溶质的质量分数 (填“增大”或“减小”),得到一定浓度的卤水。
(2)过“箩”:将上述卤水降温冷却,结晶,析出的固体就是所谓的“箩”,“箩”主要是 晶体。
(3)晒盐:过“箩”4~5次后的卤水进入结晶池,继续风吹日晒得到食盐晶体,该结晶方法为 。
【答案】(1)增大;
(2)硫酸钠;
(3)蒸发结晶。
【解答】解:(1)盐湖水引入蒸发畦,借助日晒和风吹使水分蒸发,溶剂减少,溶液中溶质的质量分数增大,得到一定浓度的卤水;故答案为:增大;
(2)过“箩”:将上述卤水降温冷却,结晶,因为氯化钠的溶解度受温度变化影响变大,硫酸钠的溶解度受温度变化影响较大,则析出的固体就是所谓的“箩”,“箩”主要是硫酸钠晶体;故答案为:硫酸钠;
(3)风吹日晒得到氯化钠的过程成为蒸发结晶。故答案为:蒸发结晶。
6. 阳阳对红糖的制作非常感兴趣,参观红糖厂后其知道了制作工序:
(1)从制作工序甲到乙的过程中,溶液中溶质的质量将如何变化? 。
(2)由甘蔗汁获得红糖晶体的方法是 。
(3)阳阳取了块20g的红糖,加入80mL的水,全部溶解后得到了杯红糖水溶液。所得溶液中溶质质量分数为 。
【答案】(1)先不变,后减少;
(2)蒸发结晶;
(3)20%。
【解答】解:(1)制作工序从甲到乙的过程中,溶液由不饱和到饱和的过程中,溶质质量不变;饱和后,继续加热,析出晶体,溶质质量减少,所以溶液中溶质的质量的变化是:先不变,后减少;
陶山红糖由多种物质组成,营养丰富,它在物质分类上属于混合物;
(2)由甘蔗汁获得红糖晶体的方法是蒸发结晶;
(3)将20g的红糖,加入到80mL的水中,得到一杯红糖水溶液,水的质量为80mL×1g/mL=80g,所得溶液中溶质质量分数为100%=20%。
故答案为:(1)先不变,后减少;
(2)蒸发结晶;
(3)20%。
基础通关
1. 海水淡化可采用膜分离技术,如图所示,对右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的其他离子不能透过,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.溶质质量减少 B.溶剂质量减少
C.溶液质量不变 D.溶质质量分数减小
【答案】B
【解答】解:A、溶质不能透过淡化膜,溶质质量不变,故选项A说法错误。
B、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,则溶剂质量减小,故选项B说法正确。
C、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,而海水中的各种离子不能透过淡化膜,溶质质量不变,溶剂质量减少,则溶液质量减少,故选项C说法错误。
D、由C选项的解析,溶质质量不变,溶剂质量减少,则溶质质量分数应该增大,故选项D说法错误。
故选:B。
2. 将盛有热的硝酸钾饱和溶液的试管放到常温的水中水浴,很快就看到了试管中有结晶析出。下列有关说法正确的是( )
A.该结晶原理与海水晒盐相同
B.降温过程中硝酸钾溶液溶质质量分数增加
C.该结晶过程属于化学变化
D.该实验说明硝酸钾的溶解性受温度影响较大
【答案】D
【解答】解:A、将盛有热的硝酸钾饱和溶液的试管放到常温的水中水浴,温度降低,很快就看到了试管中有结晶析出,即降温后有硝酸钾晶体析出,利用的是降温结晶的方法,该结晶原理与海水晒盐(蒸发结晶)不相同,故选项说法错误。
B、降温过程中有硝酸钾晶体析出,溶质质量减少,溶剂质量不变,则硝酸钾溶液溶质质量分数减小,故选项说法错误。
C、该结晶过程没有新物质生成,属于物理变化,故选项说法错误。
D、将盛有热的硝酸钾饱和溶液的试管放到常温的水中水浴,温度降低,很快就看到了试管中有结晶析出,该实验说明硝酸钾的溶解性受温度影响较大,故选项说法正确。
故选:D。
3. 下列有关“粗盐提纯”的实验操作,描述错误的是( )
A.称量粗盐时,粗盐应放在天平左盘
B.溶解粗盐时,用玻璃棒搅拌,可以使粗盐中的食盐溶解得更多
C.过滤浊液时,需要用玻璃棒引流
D.蒸发结晶时,用玻璃棒搅拌,可以使滤液受热均匀
【答案】B
【解答】解:A、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,称量粗盐时,粗盐应放在天平左盘,故选项说法正确。
B、溶解粗盐时,用玻璃棒搅拌,能加快溶解速率,不能使粗盐中的食盐溶解得更多,故选项说法错误。
C、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,过滤浊液时,需要用玻璃棒引流,故选项说法正确。
D、蒸发时,当蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用余热将剩余水分蒸干,故选项说法正确。
故选:B。
4. 规范操作是实验安全与成功的重要保障。下列关于“粗盐提纯”的实验操作,规范的是( )
A.取用 B.溶解
C.过滤 D.蒸发
【答案】B
【解答】解:A、取用固体粉末状试剂时,瓶塞要倒放,应用药匙取用,图中瓶塞没有倒放,故选项实验操作错误。
B、溶解操作应在烧杯中进行,用玻璃棒不断搅拌,故选项实验操作正确。
C、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,故选项实验操作错误。
D、正在加热的蒸发皿温度较高,为防止烫伤手,不能用手直接拿热的蒸发皿,应用坩埚钳夹取,故选项实验操作错误。
故选:B。
5. 粗盐提纯需经过称量、溶解、过滤、蒸发等操作,下列图示对应的操作规范的是( )
A.称量 B.溶解
C.过滤 D.蒸发
【答案】D
【解答】解:A、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,图中所示操作砝码与药品位置放反了,图中所示操作错误。
B、溶解操作应在烧杯中进行,不能在量筒内进行,图中所示操作错误。
C、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流、漏斗下端没有紧靠在烧杯内壁上,图中所示操作错误。
D、蒸发时,应用玻璃棒不断搅拌,以防止局部温度过高,造成液体飞溅,图中所示操作正确。
故选:D。
6. 氯化钠不仅是日常生活用品,在工农业生产中的用途也非常广泛。古人从海水制盐主要有煮盐和晒盐两种方法,宋代以前的海盐制造都出于煎炼,到了清末海盐各产区大都改用晒制之法。
(1)从能源、效率或便捷性的角度考虑,煮盐有不受环境天气限制、较为方便等优点,而晒盐的原理与粗盐提纯实验中的 (填操作)相同。
(2)通过煮盐和晒盐得到的粗盐通常含有泥沙等杂质,某兴趣小组为除去粗盐中的泥沙进行了如下实验。
在实验中多次用到了玻璃棒,操作Ⅲ中玻璃棒的作用是 。
(3)20℃时,NaCl的溶解度为36.0g。配制20℃时68gNaCl的饱和溶液,下列操作会导致配得的NaCl溶液溶质质量分数偏小的是 (多选)。
a.称量氯化钠时,砝码放在左盘,并使用了游码
b.用量筒量水时,仰视凹液面的最低处读数
c.配好的溶液转移至细口瓶时,有液体溅出
【答案】(1)蒸发结晶;
(2)使液体均匀受热,防止液体飞溅;
(3)ab。
【解答】解:(1)从能源、效率或便捷性的角度考虑,煮盐有不受环境天气限制、较为方便等优点,而晒盐的原理与粗盐提纯实验中的蒸发结晶相同;
(2)操作Ⅲ中玻璃棒的作用是使液体均匀受热,防止液体飞溅;
(3)a、称量氯化钠时,砝码放在左盘,并使用了游码,氯化钠质量偏小,导致配得的NaCl溶液溶质质量分数偏小,故正确;
b、用量筒量水时,仰视凹液面的最低处读数,水的体积偏大,导致配得的NaCl溶液溶质质量分数偏小,故正确;
c、配好的溶液转移至细口瓶时,有液体溅出,对溶质质量分数没有影响,故错误。
故选:ab。
故答案为:(1)蒸发结晶;
(2)使液体均匀受热,防止液体飞溅;
(3)ab。
素养提升
7. 粗盐的精制一般要经过以下操作流程。
(1)操作①过程中玻璃棒的作用是 。
(2)步骤②是过滤操作,若过滤后滤液仍然浑浊,可能的原因是 (写出一点即可)。
(3)若黑色代表泥沙,操作②后展开滤纸,看到的情况最接近( )。
A.B.C.D.
(4)实验结束后称量获得的精盐质量,若结果偏大,原因是( )(填字母)。
A.食盐没有全部溶解即过滤
B.蒸发结晶时食盐飞溅剧烈
C.蒸发后所得精盐很潮湿
【答案】(1)搅拌,加速粗盐溶解;
(2)滤纸破损或漏斗内液面高于滤纸边缘或仪器不干净;
(3)B;
(4)C。
【解答】解:(1)操作①是溶解,在溶解过程中玻璃棒的作用是搅拌,加速粗盐溶解;
(2)过滤后滤液仍浑浊可能的原因是:滤纸破损(液体从破损处流下)或液面高于滤纸边缘(液体从滤纸与漏斗夹层之间流下)或盛接滤液的烧杯不干净等;
(3)过滤器的制作过程是先将滤纸对折成半圆,然后折成四分之一圆制成一个圆锥形,且过滤时液面低于滤纸的边缘,所以难溶物在滤纸上的分布情况是小于滤纸的半圆,则过滤后展开滤纸,若黑色代表泥沙,看到的情况最接近图2中的B;
(4)A、食盐没有全部溶解即过滤,会导致得到的精盐质量偏小,导致制得率较低,不符合题意;
B、蒸发时食盐飞溅剧烈,会导致得到的精盐质量偏小,导致制得率较低,不符合题意;
C、蒸发后,所得精盐很潮湿,会导致得到的精盐质量偏大,导致制得率较高,符合题意。
故选:C。
故答案为:(1)搅拌,加速粗盐溶解;
(2)滤纸破损或漏斗内液面高于滤纸边缘或仪器不干净;
(3)B;
(4)C。
8. 氯化钠和氯化铵是两种重要的化工产品,且氯化铵是一种常见的氮肥。某农业科技公司正在研究如何从富含氯化钠和氯化铵的盐湖卤水中分离提纯这两种物质,以用于精确施肥。已知两者在不同温度下的溶解度数据如下表:
温度(℃)
氯化钠溶解度(g)
氯化铵溶解度(g)
0
35.7
29.4
20
36
37.2
40
36.6
45.8
60
37.3
55.2
80
38.4
65.6
100
39.8
77.3
(1)由上表可以得出氯化钠的溶解度变化规律是 。
(2)现有一份在60℃时配制的氯化钠和氯化铵的混合饱和溶液(两物质都达到饱和状态),当该溶液从60℃缓慢降温至20℃时,析出结晶较多的物质是 。根据以上现象,我们可以通过 (填“蒸发溶剂”或“降温结晶”)的方法从含有少量氯化钠的氯化铵饱和溶液中提纯氯化铵晶体。
【答案】(1)氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大;
(2)氯化铵;降温结晶。
【解答】解:(1)氯化钠在不同温度下的溶解度数据,氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大。
(2)现有一份在60℃时配制的氯化钠和氯化铵的混合饱和溶液(两物质都达到饱和状态),氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大,氯化铵的溶解度受温度的影响变化较大,从60℃缓慢降温至20℃时,析出结晶较多的物质是氯化铵,可以通过降温结晶的方法从含有少量氯化钠的氯化铵饱和溶液中提纯氯化铵晶体。
故答案为:
(1)氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大;
(2)氯化铵;降温结晶。
9. 食盐是一种生活必需品。提纯含少量泥沙的粗盐,一般经过如图甲所示操作流程:
(1)图甲各实验操作都需要使用要玻璃棒,其中玻璃棒操作方式相同的是 (填数字编号)。
(2)图乙是过滤装置图(玻璃棒已省略),正确过滤后,展开滤纸,若灰色代表泥沙,看到的情况最接近下图中的 。
A.B.C.D.
(3)实验结束后称量获得的精盐,导致获得的精盐的质量明显偏小原因可能有 (填数字序号)。
①溶解时,溶解不够充分;
②过滤时,滤渣未清洗;
③蒸发时,液滴飞溅;
④蒸发后,所得精盐很潮湿;
⑤转移后,蒸发皿上还蘸有精盐。
(4)用上述实验得到的精盐配制100g7.5%生理盐水,下面是他们配制溶液的实验操作示意图,如图所示。
①在用托盘天平称取氯化钠的过程中(最小砝码质量为1g),发现指针偏向分度盘的左侧,同学们接下来的操作应该是 。
②下列操作中导致溶质质量分数偏低的是 。
A.操作中砝码和氯化钠放错盘
B.c中烧杯用水洗涤后未干燥就使用
C.d操作中平视量筒凹液面最低处读数
D.e操作中有少量水溅出
【答案】(1)①⑤;
(2)D;
(3)①②③⑤;
(4)①减少氯化钠,直到天平平衡;②AB。
【解答】解:(1)粗盐的主要成分是氯化钠,粗盐提纯是通过操作①溶解(把不溶物与食盐初步分离)、操作②过滤(把不溶物彻底除去)、操作⑤蒸发(食盐从溶液中分离出来而得到食盐)得到精盐的过程,溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的实验仪器是玻璃棒,作用分别是搅拌,加快食盐的溶解速率;引流;搅拌;玻璃棒操作方式相同的是①⑤。
(2)根据滤纸的折叠方法和使用过程可知,先将滤纸对折成半圆,然后折成四分之一圆制成一个圆锥形,且过滤时液面低于滤纸的边缘,所以难溶物在滤纸上的分布情况是小于滤纸的半圆,则看到的情况最接近图中的D。
(3)①溶解时,溶解不够充分,会造成溶解的氯化钠的质量偏少,则会造成精盐的质量明显偏小。
②滤渣未清洗,滤渣上沾有少量的氯化钠,会造成精盐的质量明显偏小。
③蒸发时,液滴飞溅,会造成其中的食盐跑到外面,则会使得到的精盐的质量偏小。
④蒸发后,所得精盐很潮湿,其中的水会造成精盐的质量明显偏大。
⑤转移后,蒸发皿上还沾有精盐,则会使称量的精盐的质量偏小。
(4)①在称取氯化钠的过程中,指针偏向分度盘的左侧,说明氯化钠的质量偏多,接下来的操作应该是减少氯化钠,直到天平平衡。
②A、配制100g7.5%生理盐水,需氯化钠质量=100g×7.5%=7.5g,该天平最小砝码质量为1g,因此使用了游码,操作中砝码和氯化钠放错盘(使用了游码),此时氯化钠的质量=砝码质量﹣游码质量,会导致称取的氯化钠质量偏小,故选项正确。
B、c中烧杯用水洗涤后未干燥就使用,会使溶剂水的质量增多,故选项正确。
C、d操作中,此时平视量筒凹液面最低处读数,操作正确,那么溶质质量分数不变,故选项错误。
D、e操作中有少量水溅出,会使溶剂水的质量偏小,故选项错误。
故答案为:
(1)①⑤;
(2)D;
(3)①②③⑤;
(4)①减少氯化钠,直到天平平衡;②AB。
迁移创新
10. 小乐做粗盐提纯实验,并用所得的精盐配制一定质量的溶质质量分数为10%的氯化钠溶液。
实验一:粗盐提纯
(1)图甲所示的操作中,玻璃棒的作用是 。
(2)图乙所示加热过程中,需用玻璃棒搅拌,当蒸发皿中 ,熄灭酒精灯。
实验二:用提纯得到的精盐配制50g10%的氯化钠的溶液。
(3)用天平称取 g提纯后得到的精盐,再用量筒量取45mL的水进行溶液配制。结果配得的溶液溶质质量分数小于10%,其原因可能是 (填字母)。
A.氯化钠固体仍然不纯
B.溶解氯化钠的烧杯先用少量蒸馏水润洗
C.配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出
【答案】(1)引流;
(2)有较多固体析出时;
(3)5;AB。
【解答】解:(1)过滤时用玻璃棒引流;故答案为:引流;
(2)操作⑥为蒸发操作,蒸发时,当观察到蒸发皿中有较多固体析出时,停止加热,利用余温继续蒸发;故答案为:有较多固体析出时;
(3)配制50g6%的氯化钠溶液,需要氯化钠50g×10%=5g;
A、氯化钠固体仍然不纯,则量取的食盐的质量偏小,会使溶质质量分数偏小;
B、溶解氯化钠的烧杯先用少量蒸馏水润洗,则溶剂质量偏大,会使溶质质量分数偏小;
C、配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出,则溶质质量分数不变;
故答案为:5;AB。
11. 某兴趣小组进行粗盐提纯实验(杂质只含有泥沙),并利用所得精盐配制氯化钠溶液。请回答下列问题:
【实验一】图甲是同学们做粗盐提纯实验的操作示意图:
(1)实验正确的操作顺序为 (填序号)。
(2)操作④中玻璃棒的作用是 。
【实验二】用提纯后的精盐配制50g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液:
(3)称量精盐时发现指针偏向右侧(如图乙),接下来的操作是 。
(4)配制完成后,经检测发现溶液溶质质量分数偏小,其原因可能是 。
A.实验一过滤时滤纸有破损
B.实验一蒸发时有液滴飞溅
C.实验二装瓶时有少量溶液洒出
【答案】(1)①③④②;
(2)引流;
(3)继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡;
(4)A。
【解答】解:(1)粗盐的主要成分是氯化钠,氯化钠易溶于水,泥沙难溶于水,通过溶解(把不溶物与氯化钠初步分离)、过滤(把不溶物彻底除去)、蒸发(氯化钠从溶液中分离出来)能得到精盐,实验正确的操作顺序是①③④②。
(2)操作④是过滤操作,玻璃棒的作用是引流。
(3)指针偏向右侧,说明试剂质量小于砝码质量,接下来的操作是继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡。
(4)A.实验一过滤时滤纸有破损,会导致得到的氯化钠中含有泥沙,会造成实际所取的溶质的质量偏小,使溶质质量分数偏小,故选项正确。
B.实验一蒸发时有液滴飞溅,会导致得到精盐的质量偏少,但不会影响配制溶液时所取用的氯化钠的质量,溶质质量分数不变,故选项错误。
C.实验二装瓶时有少量溶液洒出,溶液具有均一性,溶质质量分数不变,故选项错误。
故答案为:
(1)①③④②;
(2)引流;
(3)继续向左盘添加氯化钠,直至天平平衡;
(4)A。
12. 古时沿海人们通过对自然的观察,利用智慧实现海水制盐。小东查阅资料后对古法制盐主要环节进行研究。
(1)制卤:用一定量海水反复淋洗混有粗盐的咸泥从而得到高浓度盐水,俗称卤水。此过程中会增大的是: 。(不计咸泥中水分的变化)
A.溶质的质量
B.溶剂的质量
C.溶液的质量
D.氯化钠的溶解度
(2)验卤:如图1所示为模拟古时沿海人们检验卤水浓度的装置,1~4号小球的密度依次减小。小东向装置中倒入不同浓度的卤水后(如图2),观察小球的浮沉状态判断出卤水甲的浓度更高。请简述他的推理过程 。
(3)晒盐和滤卤:将高浓度卤水注入晒盘,常温日晒一段时间后逐渐析出盐粒。将盐粒滤出卤水的过程称为滤卤,人们后续会对其重复利用。
①若在实验室中模拟滤卤,需要用到组装器材有 。
a.铁架台
b.酒精灯
c.玻璃棒
d.烧杯
e.量筒
f.漏斗
②利用坐标记录古法制盐卤水中氯化钠质量分数的变化,请将变化图像(如图3)补充完整。(已知:20℃时,NaCl的溶解度为36g)
【答案】(1)AC;
(2)卤水浓度越高,密度越大,浮力越大,小球上浮越多;
(3)①acdf;
②。
【解答】解:(1)用一定量海水反复淋洗混有粗盐的咸泥,咸泥中的氯化钠溶解到海水中,溶质质量增加,溶液质量也增加,溶剂质量没有增加,溶解度受温度影响,此过程中温度不变,氯化钠的溶解度不变,故选:AC;
(2)液体密度越大,小球所受浮力越大,当ρ液>ρ球时小球上浮,且ρ液与ρ球差值越大,小球露出液面体积越多。①~④号小球密度依次减小,甲中①沉底而②③④上浮,乙中①②③沉底仅④上浮,说明甲中液体密度大于乙,故甲浓度更高;
(3)①滤卤是将盐粒与卤水分离的过程,属于过滤操作,过滤是分离不溶性固体与液体的常用方法,过滤操作中主要仪器有铁架台(用于固定漏斗)、漏斗(用于制作过滤器)、烧杯(用于承接滤液)、玻璃棒(由于引流),则需要用到组装器材有acdf;
②20℃时,NaCl的溶解度为36g,则20℃时,NaCl饱和溶液的溶质质量分数为100%≈26.5%,海水中本来含有氯化钠,初始溶质质量分数不为0;制卤过程中溶质质量分数增大,达到饱和后晒盐析出晶体,溶质质量分数保持26.5%不变,滤卤后滤液仍为饱和溶液,质量分数仍为26.5%,则将变化图像(如图3)补充完整为。
13. 如图所示为蒸发食盐溶液的实验过程,其中①→②→③为恒温蒸发过程,③→④为升温蒸发过程,分析实验过程,可以作出如下判断,其中错误的是( )
A.在①→③变化过程中,食盐的溶解度保持不变
B.在②一③变化过程中,溶剂的质量不断减少
C.③与④溶液中,溶质与溶剂的比值不同
D.在①→④变化过程中,食盐的质量分数一直不断增大
【答案】D
【解答】解:A、在①→③变化过程中,为恒温蒸发过程,温度不变,氯化钠的溶解度保持不变,故不符合题意;
B、在②→③变化过程中,溶剂不断蒸发,溶剂的质量不断减少,故不符合题意;
C、在③→④过程中,升温蒸发水分,此时溶解度变大,溶质的质量分数④>③,溶质与溶剂的比值不相同,故不符合题意;
D、如果②为饱和溶液,在②→③过程中,氯化钠的溶解度不变,溶质质量分数不变,故符合题意。
故选:D。
14. 兴趣小组的同学用某晶体自制了“天气瓶”,将其置于不同的温度和气压的环境中,析出晶体情况如下:
温度(℃)
气压(千帕)
5
15
25
101.3
100.5
99.7
根据以上信息回答下列问题:
(1)配制溶液时,要加快晶体的溶解,写出一种方法: 。
(2)该“天气瓶”能否准确显示天气变化呢?请判断并说明理由 。
【答案】(1)搅拌(或加热,粉碎、研磨等);
(2)不能;温度一定时,大气压强变化时,析出晶体的质量不明显。
【解答】解:(1)配制溶液时,搅拌或加热或将晶体粉碎等更利于接触溶剂,利于溶解。
(2)用某晶体自制的“天气瓶”置于不同的温度和气压的环境中,当温度一定时,大气压强变化时,析出晶体的质量不明显,则该“天气瓶”不能准确显示天气变化。
故答案为:
(1)搅拌(或加热,粉碎、研磨等);
(2)不能;温度一定时,大气压强变化时,析出晶体的质量不明显。
15. 莺歌海盐场位于北纬18.5°附近,是我国最大的海盐场之一,如图甲。
(1)盐场制盐需经过纳潮(引入海水)、制卤(蒸发浓缩)、结晶(析出盐粒)三个环节,在蒸发浓缩过程中(未有晶体析出),盐田中海水的盐(氯化钠)的质量分数变化情况是 。
(2)请结合图乙分析该盐场的地理条件有利于制海盐的原因: 。
【答案】(1)增大。
(2)位于低纬度地区,气温高,海水蒸发旺盛;位于沿海,海水资源丰富(答案不唯一)。
【解答】解:(1)在蒸发浓缩过程中(未有晶体析出),海水里的溶剂(水)不断蒸发减少,而溶质(氯化钠)的质量不变。当溶剂质量减少,溶质质量不变时,溶液质量减少,所以溶质质量分数增大。
故答案为:增大。
(2)从图乙以及题目所给信息可知,莺歌海盐场位于北纬18.5°附近,纬度较低。从温度和海洋表层盐度随纬度的变化图中可以看出,低纬度地区气温高,海水蒸发旺盛,有利于海水蒸发浓缩制盐;同时,该地区位于沿海,海水资源丰富,便于纳潮引入海水进行制盐。
故答案为:位于低纬度地区,气温高,海水蒸发旺盛;位于沿海,海水资源丰富(答案不唯一)。
16. 下表是氯化钠和硝酸钾在不同温度时的溶解度,根据此表回答:
温度/℃
20
30
40
50
60
溶解度/g
氯化钠
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
硝酸钾
31.6
45.8
63.9
85.5
110
(1)60℃时,氯化钠的溶解度为 克。
(2)在30℃时,100g水中加入50g硝酸钾,充分搅拌后得到的溶液质量为 克。
(3)硝酸钾从溶液中析出一般用冷却热饱和溶液法,是因为 。
【答案】(1)37.3;
(2)145.8;
(3)硝酸钾的溶解度受温度的影响变化较大。
【解答】解:(1)由氯化钠和硝酸钾在不同温度时的溶解度表,60℃时,氯化钠的溶解度为37.3g。
(2)30℃时硝酸钾的溶解度为45.8g,其涵义是30℃时,100g水中最多溶解45.8g硝酸钾,溶液达到饱和状态;则30℃时,100g水中加入50g硝酸钾,最多只能溶解45.8g硝酸钾,充分搅拌后得到的溶液质量为45.8g+100g=145.8g。
(3)硝酸钾从溶液中析出一般用冷却热饱和溶液法,是因为硝酸钾的溶解度受温度的影响变化较大。
故答案为:
(1)37.3;
(2)145.8;
(3)硝酸钾的溶解度受温度的影响变化较大。
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第4章
水与人类
第3节 海洋的探索
课标要点
1.知道海水是混合物,含有大量盐分,不能直接饮用;海水淡化就是脱盐获得淡水,认识蒸馏法、反渗透法、冷冻法三种主流海水淡化方式。
2.掌握结晶:溶质从饱和溶液析出晶体的过程;两种结晶方法:
蒸发结晶:减少溶剂,适合氯化钠(海盐晒盐)
冷却热饱和溶液(降温结晶):适合溶解度随温度变化大的物质
3.认识海洋资源分类:生物资源、矿产资源(石油、天然气、可燃冰)、化学资源、能源资源(潮汐能、波浪能)。了解可燃冰(天然气水合物)形成条件:深海高压、低温。
4.了解人类海洋探测技术:声呐、卫星遥感、载人潜水器、无人潜水器;知道我国深海成就(蛟龙号、海斗一号)。
5.认识深海环境特点:高压、低温、黑暗、缺氧;理解深海探测的技术难点。
6.认识海洋开发的利弊:海洋资源丰富,但过度开发、海洋污染会破坏海洋生态,需要保护海洋。
学习重难点
1.海水的成分:海水是含多种盐类的混合物,含盐量高,无法直接饮用。
2.结晶的两种方式及适用物质
蒸发结晶:减少溶剂。适合溶解度受温度影响小的物质,例如氯化钠(海水晒盐原理)。
降温结晶(冷却热饱和溶液):降低温度。适合溶解度随温度升高显著增大的物质,例如硝酸钾。
3.海水淡化
蒸馏法:利用水和盐沸点不同,水先汽化再液化,盐留在原液。
反渗透法:依靠半透膜,只允许水分子通过,盐离子被截留。
4.海洋资源分类 化学资源(食盐等)、生物资源、矿产资源(石油、天然气、可燃冰)、能源资源(潮汐能、波浪能)。 可燃冰:天然气水合物,形成条件:深海高压、低温;燃烧产物污染小。
5.深海环境特点:高压、黑暗、低温;我国深海探测装备(蛟龙号、海斗一号)。
6.海洋开发与海洋保护:开发海洋资源的同时,要防治海洋污染、保护海洋生态。
知识点 海水的淡化
全球的海水淡化技术已经日趋成熟,主要包括反渗透法、蒸馏法、冷冻法等几十种方法。中国的海水淡化技术已经取得突破性进展,并在全球占领了一定的市场。
反渗透膜是模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反渗透技术的核心构件。反渗透膜能截留水中的各种无机离子和大分子溶质,而水则能从半透膜渗出,从而取得比较纯净的水。反渗透法具有净化水水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点,在海水淡化工程上得到了广泛应用。
蒸馏:把水加热,至水沸腾变成水蒸气,再经冷凝管冷却成水滴,这种净化水的方法称为蒸馏法,这样收集到的水就是蒸馏水。这种仅由一种物质组成的物质,叫作纯净物
原理:利用液体里各成分的沸点不同而进行分离的方法。
蒸馏装置组成:蒸馏烧瓶、温度计、铁架台、冷凝管、接受器、锥形瓶。
随学随练
1. 生活在盐碱湖附近的人们习惯“夏天晒盐,冬天捞碱”,结合如表数据,下列说法正确的是( )
温度
溶解度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
氯化钠
35.7g
35.8g
36.0g
36.3g
36.6g
37.0g
37.3g
37.8g
碳酸钠
7.0g
12.2g
21.8g
39.7g
49.0g
48.7g
46.5g
45.8g
A.碳酸钠的溶解度随温度升高而增大
B.“夏天晒盐,冬天捞碱”分别利用了蒸发结晶和降温结晶的原理
C.20℃时,将20g氯化钠加入50g水中,形成的溶液质量为70g
D.60℃的氯化钠、碳酸钠饱和溶液降温到10℃,析出晶体质量较多的是碳酸钠
2. 某兴趣小组将一定质量的樟脑晶体溶解在酒精中制成简易“天气瓶”,通过观察樟脑晶体在酒精中的结晶情况检测气温的变化。如图为该“天气瓶”在三种不同气温下的结晶情况,下列说法不正确的是( )
A.甲瓶一定是饱和溶液
B.乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶
C.采用降温结晶法可以回收樟脑晶体
D.若要长期使用该“天气瓶”,应将其密封保存
知识点 海盐的提取
一、我国的海盐生产,一般采用日晒法。利用滨海滩涂,筑坝开辟盐田,通过纳潮扬水、日照蒸发而浓缩:当氯化钠溶液达到饱和时,析出氯化钠晶体、即为原盐:像这种固体溶质从它的饱和溶液中以晶体形式析出的过程称为结晶
二、粗盐的提纯
①溶解:将粗盐在烧杯中加水溶解
②过滤:把不溶于液体的固态物质跟液体分离开的一种方法。
操作要点:一贴、二低、三靠
一贴:滤纸要紧贴漏斗内壁;
二低:滤纸要低于漏斗边缘,滤液要低于滤纸边缘;
三靠:漏斗下端紧靠烧杯内壁;玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸的一侧;倾倒滤液的烧杯口紧靠玻璃棒上端。
注:玻璃棒起引流作用。
③蒸发结晶
三、获得晶体的两种方法:
①蒸发溶剂:一般用于溶解度受温度影响不大的物质,如氯化钠(溶液较小);
②冷却热饱和溶液:适用于溶解度受温度影响大的物质,如硝酸钾。
注:通常是将以上两种方法综合起来使用,也就是先通过加热使溶液浓缩(减小溶剂),再将溶液冷却(降低温度),使溶液中的物质结晶析出。
选择几颗几何形状完整的小晶体。用线把小晶体串起来,悬挂在玻璃棒上,玻璃棒搁置在另一杯新制的200mL温度在70℃左右的澄清硫酸铜饱和溶液上,小晶体确保悬空浸没在溶波中。重复静置结晶,最后长成大晶体。
随学随练
3. 小东在实验室对粗盐进行提纯,并使用提纯得到的精盐配制氯化钠溶液。
(1)实验一:粗盐提纯。如图为粗盐提纯的操作示意图,请对操作顺序进行排序 。
(2)实验二:溶液配制。用提纯后的精盐配制50g5%的氯化钠溶液,以下会导致溶液溶质质量分数偏大的是 (填字母序号)。
A.称取精盐时,砝码放在左盘
B.量筒量取水时俯视读数
C.粗盐提纯时滤纸破损
(3)将配制好的溶液浓缩成10%的食盐水用于农业选种,则需蒸发掉 克水。
4. 日晒法得到的原盐属于粗盐,粗盐中的成分不仅有氯化钠,还有氯化镁、泥沙等杂质,必须经过进一步的提纯,才能成为可食用的精盐。小科做了粗盐提纯实验,并用所得的精盐配制50克质量分数为20%的氯化钠溶液。
【实验一】粗盐的提纯
如图为小科的实验操作示意图,请回答下列问题:
(1)图中步骤⑥有一错误操作是 。
(2)粗盐提纯的操作顺序为 (填字母)、称量精盐并计算产率。
A.①⑤③⑥②④
B.①⑤②③⑥④
C.①⑤②⑥③④
D.①②③⑤⑥④
【实验二】配制氯化钠溶液
(3)用提纯得到的精盐配制50克质量分数为20%的氯化钠溶液,需要称取精盐 克。
(4)如图所示对50克质量分数为20%的氯化钠溶液进行恒温蒸发,杯中溶液一定是饱和溶液的有 (选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)。
知识点 海洋的探索和开发
海洋是世界上食品、石油、天然气以及矿产资源的重要来源地
人类通过渔业捕捞、水产养殖、海上油井、海底采矿、海浪发电、海水淡化等方式获取了大量的海洋资源,为人类的生存和发展提供了有力保障。人类在开发海洋的同时要尽到保护海洋的义务,避免对海洋的过度开发,减少对海洋的污染,共同维护海洋的生态环境。
直至今日,海洋仍然有着许多未解之谜。辽阔而深邃的海洋神秘莫测,尤其是深海黑暗、寒冷、缺氧、高压的极端环境让人望而却步。那么,科学家是怎样探索海洋的呢?为了获取更多的海洋信息,科学家发明了很多探索海洋的新技术。近年来,我国的海洋科考取得了巨大进展,尤其是深海探测技术迅速发展
题型 课堂微型拓展实验
实验 :微型蒸馏模拟海水淡化
实验目的:模拟蒸馏法海水淡化,理解利用沸点差异分离水和盐 器材:小烧杯(模拟海水)、保鲜膜、冰块、小碗、橡皮筋
操作步骤
1.烧杯内装入浓食盐水,小碗放在烧杯中间
2.保鲜膜封住烧杯口,橡皮筋扎紧;保鲜膜中间放冰块,保鲜膜微微下凹
3.静置 / 温水底部加热加速汽化
现象
盐水里的水蒸发变成水蒸气,碰到冷的保鲜膜液化成小水珠,水珠滴入小碗;小碗收集到淡水,食盐留在烧杯中。
课堂设问
1.这个装置里,哪部分相当于蒸馏装置的冷凝管?(带冰块的保鲜膜)
2.得到的淡水里面有没有食盐?为什么? ✅没有,食盐沸点高,不会汽化,留在原烧杯。
实验局限
模型简化,无法模拟工业大规模海水淡化;工业还有反渗透法。
活学活用
5. 古代晒盐法的主要步骤包括引卤、过箩、储卤、蒸发结晶和铲出。盐湖水的主要成分是氯化钠,还含有泥沙和一定量的硫酸钠等。
此表为氯化钠、硫酸钠在不同温度下的溶解度:
温度/(℃)
0
10
20
30
40
溶解度(g)
氯化钠
35.7
35.8
36
36.3
36.6
硫酸钠
4.9
9.1
19.5
40.8
48.4
(1)引卤:盐湖水引入蒸发畦,借助日晒和风吹使水分蒸发,溶液中溶质的质量分数 (填“增大”或“减小”),得到一定浓度的卤水。
(2)过“箩”:将上述卤水降温冷却,结晶,析出的固体就是所谓的“箩”,“箩”主要是 晶体。
(3)晒盐:过“箩”4~5次后的卤水进入结晶池,继续风吹日晒得到食盐晶体,该结晶方法为 。
6. 阳阳对红糖的制作非常感兴趣,参观红糖厂后其知道了制作工序:
(1)从制作工序甲到乙的过程中,溶液中溶质的质量将如何变化? 。
(2)由甘蔗汁获得红糖晶体的方法是 。
(3)阳阳取了块20g的红糖,加入80mL的水,全部溶解后得到了杯红糖水溶液。所得溶液中溶质质量分数为 。
基础通关
1. 海水淡化可采用膜分离技术,如图所示,对右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的其他离子不能透过,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.溶质质量减少 B.溶剂质量减少
C.溶液质量不变 D.溶质质量分数减小
2. 将盛有热的硝酸钾饱和溶液的试管放到常温的水中水浴,很快就看到了试管中有结晶析出。下列有关说法正确的是( )
A.该结晶原理与海水晒盐相同
B.降温过程中硝酸钾溶液溶质质量分数增加
C.该结晶过程属于化学变化
D.该实验说明硝酸钾的溶解性受温度影响较大
3. 下列有关“粗盐提纯”的实验操作,描述错误的是( )
A.称量粗盐时,粗盐应放在天平左盘
B.溶解粗盐时,用玻璃棒搅拌,可以使粗盐中的食盐溶解得更多
C.过滤浊液时,需要用玻璃棒引流
D.蒸发结晶时,用玻璃棒搅拌,可以使滤液受热均匀
4. 规范操作是实验安全与成功的重要保障。下列关于“粗盐提纯”的实验操作,规范的是( )
A.取用 B.溶解
C.过滤 D.蒸发
5. 粗盐提纯需经过称量、溶解、过滤、蒸发等操作,下列图示对应的操作规范的是( )
A.称量 B.溶解
C.过滤 D.蒸发
6. 氯化钠不仅是日常生活用品,在工农业生产中的用途也非常广泛。古人从海水制盐主要有煮盐和晒盐两种方法,宋代以前的海盐制造都出于煎炼,到了清末海盐各产区大都改用晒制之法。
(1)从能源、效率或便捷性的角度考虑,煮盐有不受环境天气限制、较为方便等优点,而晒盐的原理与粗盐提纯实验中的 (填操作)相同。
(2)通过煮盐和晒盐得到的粗盐通常含有泥沙等杂质,某兴趣小组为除去粗盐中的泥沙进行了如下实验。
在实验中多次用到了玻璃棒,操作Ⅲ中玻璃棒的作用是 。
(3)20℃时,NaCl的溶解度为36.0g。配制20℃时68gNaCl的饱和溶液,下列操作会导致配得的NaCl溶液溶质质量分数偏小的是 (多选)。
a.称量氯化钠时,砝码放在左盘,并使用了游码
b.用量筒量水时,仰视凹液面的最低处读数
c.配好的溶液转移至细口瓶时,有液体溅出
素养提升
7. 粗盐的精制一般要经过以下操作流程。
(1)操作①过程中玻璃棒的作用是 。
(2)步骤②是过滤操作,若过滤后滤液仍然浑浊,可能的原因是 (写出一点即可)。
(3)若黑色代表泥沙,操作②后展开滤纸,看到的情况最接近( )。
A.B.C.D.
(4)实验结束后称量获得的精盐质量,若结果偏大,原因是( )(填字母)。
A.食盐没有全部溶解即过滤
B.蒸发结晶时食盐飞溅剧烈
C.蒸发后所得精盐很潮湿
8. 氯化钠和氯化铵是两种重要的化工产品,且氯化铵是一种常见的氮肥。某农业科技公司正在研究如何从富含氯化钠和氯化铵的盐湖卤水中分离提纯这两种物质,以用于精确施肥。已知两者在不同温度下的溶解度数据如下表:
温度(℃)
氯化钠溶解度(g)
氯化铵溶解度(g)
0
35.7
29.4
20
36
37.2
40
36.6
45.8
60
37.3
55.2
80
38.4
65.6
100
39.8
77.3
(1)由上表可以得出氯化钠的溶解度变化规律是 。
(2)现有一份在60℃时配制的氯化钠和氯化铵的混合饱和溶液(两物质都达到饱和状态),当该溶液从60℃缓慢降温至20℃时,析出结晶较多的物质是 。根据以上现象,我们可以通过 (填“蒸发溶剂”或“降温结晶”)的方法从含有少量氯化钠的氯化铵饱和溶液中提纯氯化铵晶体。
9. 食盐是一种生活必需品。提纯含少量泥沙的粗盐,一般经过如图甲所示操作流程:
(1)图甲各实验操作都需要使用要玻璃棒,其中玻璃棒操作方式相同的是 (填数字编号)。
(2)图乙是过滤装置图(玻璃棒已省略),正确过滤后,展开滤纸,若灰色代表泥沙,看到的情况最接近下图中的 。
A.B.C.D.
(3)实验结束后称量获得的精盐,导致获得的精盐的质量明显偏小原因可能有 (填数字序号)。
①溶解时,溶解不够充分;
②过滤时,滤渣未清洗;
③蒸发时,液滴飞溅;
④蒸发后,所得精盐很潮湿;
⑤转移后,蒸发皿上还蘸有精盐。
(4)用上述实验得到的精盐配制100g7.5%生理盐水,下面是他们配制溶液的实验操作示意图,如图所示。
①在用托盘天平称取氯化钠的过程中(最小砝码质量为1g),发现指针偏向分度盘的左侧,同学们接下来的操作应该是 。
②下列操作中导致溶质质量分数偏低的是 。
A.操作中砝码和氯化钠放错盘
B.c中烧杯用水洗涤后未干燥就使用
C.d操作中平视量筒凹液面最低处读数
D.e操作中有少量水溅出
迁移创新
10. 小乐做粗盐提纯实验,并用所得的精盐配制一定质量的溶质质量分数为10%的氯化钠溶液。
实验一:粗盐提纯
(1)图甲所示的操作中,玻璃棒的作用是 。
(2)图乙所示加热过程中,需用玻璃棒搅拌,当蒸发皿中 ,熄灭酒精灯。
实验二:用提纯得到的精盐配制50g10%的氯化钠的溶液。
(3)用天平称取 g提纯后得到的精盐,再用量筒量取45mL的水进行溶液配制。结果配得的溶液溶质质量分数小于10%,其原因可能是 (填字母)。
A.氯化钠固体仍然不纯
B.溶解氯化钠的烧杯先用少量蒸馏水润洗
C.配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出
11. 某兴趣小组进行粗盐提纯实验(杂质只含有泥沙),并利用所得精盐配制氯化钠溶液。请回答下列问题:
【实验一】图甲是同学们做粗盐提纯实验的操作示意图:
(1)实验正确的操作顺序为 (填序号)。
(2)操作④中玻璃棒的作用是 。
【实验二】用提纯后的精盐配制50g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液:
(3)称量精盐时发现指针偏向右侧(如图乙),接下来的操作是 。
(4)配制完成后,经检测发现溶液溶质质量分数偏小,其原因可能是 。
A.实验一过滤时滤纸有破损
B.实验一蒸发时有液滴飞溅
C.实验二装瓶时有少量溶液洒出
12. 古时沿海人们通过对自然的观察,利用智慧实现海水制盐。小东查阅资料后对古法制盐主要环节进行研究。
(1)制卤:用一定量海水反复淋洗混有粗盐的咸泥从而得到高浓度盐水,俗称卤水。此过程中会增大的是: 。(不计咸泥中水分的变化)
A.溶质的质量
B.溶剂的质量
C.溶液的质量
D.氯化钠的溶解度
(2)验卤:如图1所示为模拟古时沿海人们检验卤水浓度的装置,1~4号小球的密度依次减小。小东向装置中倒入不同浓度的卤水后(如图2),观察小球的浮沉状态判断出卤水甲的浓度更高。请简述他的推理过程 。
(3)晒盐和滤卤:将高浓度卤水注入晒盘,常温日晒一段时间后逐渐析出盐粒。将盐粒滤出卤水的过程称为滤卤,人们后续会对其重复利用。
①若在实验室中模拟滤卤,需要用到组装器材有 。
a.铁架台
b.酒精灯
c.玻璃棒
d.烧杯
e.量筒
f.漏斗
②利用坐标记录古法制盐卤水中氯化钠质量分数的变化,请将变化图像(如图3)补充完整。(已知:20℃时,NaCl的溶解度为36g)
13. 如图所示为蒸发食盐溶液的实验过程,其中①→②→③为恒温蒸发过程,③→④为升温蒸发过程,分析实验过程,可以作出如下判断,其中错误的是( )
A.在①→③变化过程中,食盐的溶解度保持不变
B.在②一③变化过程中,溶剂的质量不断减少
C.③与④溶液中,溶质与溶剂的比值不同
D.在①→④变化过程中,食盐的质量分数一直不断增大
14. 兴趣小组的同学用某晶体自制了“天气瓶”,将其置于不同的温度和气压的环境中,析出晶体情况如下:
温度(℃)
气压(千帕)
5
15
25
101.3
100.5
99.7
根据以上信息回答下列问题:
(1)配制溶液时,要加快晶体的溶解,写出一种方法: 。
(2)该“天气瓶”能否准确显示天气变化呢?请判断并说明理由 。
15. 莺歌海盐场位于北纬18.5°附近,是我国最大的海盐场之一,如图甲。
(1)盐场制盐需经过纳潮(引入海水)、制卤(蒸发浓缩)、结晶(析出盐粒)三个环节,在蒸发浓缩过程中(未有晶体析出),盐田中海水的盐(氯化钠)的质量分数变化情况是 。
(2)请结合图乙分析该盐场的地理条件有利于制海盐的原因: 。
16. 下表是氯化钠和硝酸钾在不同温度时的溶解度,根据此表回答:
温度/℃
20
30
40
50
60
溶解度/g
氯化钠
36.0
36.3
36.6
37.0
37.3
硝酸钾
31.6
45.8
63.9
85.5
110
(1)60℃时,氯化钠的溶解度为 克。
(2)在30℃时,100g水中加入50g硝酸钾,充分搅拌后得到的溶液质量为 克。
(3)硝酸钾从溶液中析出一般用冷却热饱和溶液法,是因为 。
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