资源简介

(共38张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：1.5 设计海水淡化装置
副标题：巧用物态变化，获取淡水资源
背景图：一张展示海水与淡水对比的图片，左侧是广阔的海洋，右侧是清澈的淡水湖泊，中间用一个简易的蒸馏装置示意图连接，突出海水淡化的主题和方法。
幻灯片 2：目录
海水淡化的必要性
常见的海水淡化方法
基于物态变化的淡化原理
海水淡化装置的设计思路
装置结构与材料选择
实验操作与效果检验
装置的优化与改进
课堂实践与总结
幻灯片 3：海水淡化的必要性 - 水资源现状
全球水资源分布：地球表面约 71% 被水覆盖，但淡水资源仅占总水量的 2.5%，其中可直接利用的淡水（如河流、湖泊水）不足 1%，大部分淡水以冰川、冰盖形式存在。展示全球水资源分布比例图，直观呈现淡水资源的稀缺。
海水淡化的需求：随着人口增长、工业发展和环境污染，全球许多地区面临淡水短缺问题，尤其是沿海干旱地区和岛屿，海水淡化成为解决淡水危机的重要途径。列举沿海缺水地区的案例，说明海水淡化的迫切性。
海水淡化的意义：海水淡化能增加淡水供应，缓解水资源紧张，保障居民生活、农业灌溉和工业生产的用水需求，对可持续发展具有重要意义。展示海水淡化厂为城市供水的场景图片，强调其实际价值。
幻灯片 4：常见的海水淡化方法 - 主要技术
蒸馏法：通过加热海水使其汽化，再将水蒸气冷凝成淡水，是最古老也最常用的海水淡化方法，利用了汽化和液化的物态变化原理。展示蒸馏法海水淡化的流程图，说明其基本步骤。
反渗透法：利用半透膜，在压力作用下使海水通过膜，盐分被截留，从而获得淡水，属于物理过滤方法。展示反渗透法的原理示意图，介绍半透膜的作用。
其他方法：还有电渗析法（利用电场分离盐分）、冷冻法（海水冻结后盐分排出，冰融化得淡水）等，但应用范围相对较窄。简要介绍这些方法的基本原理，拓展学生知识面。
幻灯片 5：基于物态变化的淡化原理 - 核心过程
汽化过程：海水受热后，其中的水会汽化变成水蒸气，而海水中的盐分（如氯化钠等）因沸点高不会随水蒸气蒸发，实现水与盐分的分离。结合分子运动理论，解释为什么盐分不会随水汽化。
液化过程：汽化产生的水蒸气遇到冷的表面会液化成液态淡水，收集这部分液体即可得到不含盐分的淡水，这一过程利用了液化放热的特性。展示水蒸气液化成水滴的示意图，说明液化在淡化中的关键作用。
能量转化：整个过程需要外界提供热量（如太阳能、电能加热）使海水汽化，体现了能量在物态变化中的转化与传递，遵循能量守恒定律。用能量流动图展示热量的输入与转化过程。
幻灯片 6：海水淡化装置的设计思路 - 设计原则
科学性：装置设计需基于汽化和液化的物态变化原理，确保海水能有效汽化、水蒸气能充分液化。强调原理对设计的指导作用，避免无依据的设计。
简易性：作为课堂设计，装置应结构简单、操作方便，选用常见易得的材料，便于制作和实验。列举适合课堂使用的材料，如塑料瓶、烧杯、导管等。
高效性：在条件允许的情况下，尽量提高淡水产量，减少能量损失，例如优化加热方式和冷凝效果。提出提高效率的思考方向，如增强保温、增大冷凝面积等。
安全性：装置使用加热设备（如酒精灯）时，需考虑防烫、防漏等安全措施，确保实验过程安全可靠。标注设计中的安全注意点，如使用石棉网、避免直接接触高温部件。
幻灯片 7：海水淡化装置的设计思路 - 基本组成
蒸发装置：用于盛放海水并提供加热条件，使海水汽化，如烧杯、蒸发皿、改装的塑料瓶底部等。展示不同蒸发装置的示意图，说明其作用。
冷凝装置：用于冷却水蒸气，使其液化成淡水，如冷的玻璃片、导管外的冷水套、改装的塑料瓶上部等。展示不同冷凝装置的示意图，强调冷凝效果的重要性。
收集装置：用于收集液化后的淡水，如小烧杯、试管、塑料瓶的引流结构等。展示收集装置的设计细节，确保淡水能顺利收集。
加热装置：提供汽化所需的热量，如酒精灯、电加热器、太阳能集热器等，课堂实验常用酒精灯。展示加热装置与蒸发装置的配合示意图。
幻灯片 8：装置结构与材料选择 - 简易蒸馏装置
核心结构：由蒸发容器、冷凝部件和收集容器三部分组成，例如：用烧杯作为蒸发容器盛放海水，用试管或玻璃导管将水蒸气导出，导管外罩一个装有冷水的烧杯作为冷凝部件，用小烧杯收集淡水。展示简易蒸馏装置的组装图，标注各部分名称。
材料选择：
蒸发容器：耐高温的玻璃烧杯、陶瓷蒸发皿，或用金属罐（如易拉罐）改装。
冷凝部件：玻璃导管（导热好）、塑料瓶（易加工，可装冷水冷却）、金属片（散热快）。
收集容器：小烧杯、试管、塑料杯等，要求干净且便于承接。
加热工具：酒精灯、三脚架、石棉网（确保均匀加热）。
展示各种材料的实物图片，说明选择理由。
幻灯片 9：装置结构与材料选择 - 创意改装设计
塑料瓶蒸馏器：将一个大塑料瓶切割成两部分，下部作为蒸发容器（装海水），上部倒放作为冷凝罩，罩口连接导管至收集容器，外部用湿毛巾或冷水降温。展示塑料瓶蒸馏器的制作步骤图，突出材料易得、制作简单的特点。
太阳能蒸馏器：用透明塑料膜覆盖在浅盘状的蒸发容器上，膜的一侧略低作为集水点，海水在阳光下受热汽化，水蒸气在膜下液化，沿膜流至集水点收集。展示太阳能蒸馏器的示意图，利用清洁能源，环保节能。
多级蒸馏装置：串联多个冷凝环节，提高水蒸气的利用率和冷凝效率，适合追求更高产水量的设计。展示多级蒸馏装置的结构示意图，说明其工作原理。
幻灯片 10：实验操作与效果检验 - 操作步骤
装置组装：按照设计图纸组装各部件，确保连接紧密，防止水蒸气泄漏；检查加热装置与蒸发容器的位置，保证加热均匀。展示正确的组装步骤图片，强调密封和安全要点。
添加海水：向蒸发容器中加入适量模拟海水（可用食盐和水配制），标记初始水位，便于观察水量变化。展示添加海水的操作，提醒不要加太满以防溢出。
加热与冷凝：点燃酒精灯（或开启其他加热装置），缓慢加热海水至沸腾；同时在冷凝部件外添加冷水或冰块，促进水蒸气液化。展示加热和冷凝的操作过程，观察水蒸气产生和液化的现象。
收集淡水：待装置稳定运行后，收集冷凝产生的淡水，记录收集时间和淡水量。展示收集淡水的过程，强调耐心观察。
幻灯片 11：实验操作与效果检验 - 效果检验
外观观察：收集到的淡水应清澈透明，与浑浊的海水形成对比，初步判断淡化效果。展示海水与淡化后淡水的对比图片，直观检验外观。
** taste 检验 **：（课堂实验需谨慎，可由教师演示）用玻璃棒蘸取少量淡水品尝，与海水的咸味对比，确认盐分已去除。强调实验安全，提醒学生不随意品尝实验样品。
化学检验：用硝酸银溶液检验，海水中加入硝酸银会产生白色沉淀（氯化银），淡水中加入硝酸银则无明显现象，科学验证淡水纯度。展示化学检验的实验现象，说明检验原理。
幻灯片 12：装置的优化与改进 - 提高效率的方法
增强保温：在蒸发容器外包裹保温材料（如泡沫、棉布），减少热量损失，使海水更快沸腾，节约加热时间。展示包裹保温材料的装置图片，说明保温效果。
增大冷凝面积：增加冷凝部件的表面积（如使用多根导管、带褶皱的金属片），或降低冷凝温度（如用冰水冷却），提高水蒸气液化效率。展示增大冷凝面积的设计示意图，分析其原理。
优化加热方式：采用集中加热（如用酒精灯外焰加热）、太阳能聚焦加热等方式，提高能量利用效率，加快汽化速度。对比不同加热方式的效果，提出优化建议。
幻灯片 13：装置的优化与改进 - 解决实际问题
防腐蚀：海水具有腐蚀性，长期使用的装置可选用耐腐蚀材料（如不锈钢、陶瓷）制作蒸发容器，延长装置寿命。举例说明不同材料的耐腐蚀性差异，提供材料选择参考。
防结垢：海水加热后盐分易在容器壁结垢，可定期清洗容器，或在设计中增加搅拌装置减少结垢。展示容器结垢的图片，提出防结垢的实用方法。
便携性设计：针对野外或应急场景，可设计小型、折叠式的淡化装置，便于携带和使用，满足临时用水需求。展示便携性装置的设计案例，强调其实用价值。
幻灯片 14：课堂实践与总结 - 设计实践任务
分组设计：将学生分成小组，根据所学知识和提供的材料，合作设计并绘制海水淡化装置的结构图，标注各部分名称、材料和作用。展示设计任务单，明确设计要求。
动手制作：各小组根据设计图，利用提供的材料（如塑料瓶、烧杯、导管、酒精灯等）动手制作简易海水淡化装置，教师巡回指导，解决制作中的问题。展示学生制作过程的场景图片，鼓励创新。
展示与评价：各小组展示制作的装置，介绍设计思路、工作原理和创新点，其他小组和教师进行评价，评选出设计合理、效果好的装置。设置评价标准（如科学性、简易性、效率等），促进交流学习。
幻灯片 15：课堂实践与总结 - 核心知识点回顾
物态变化的应用：回顾海水淡化装置中利用的汽化（海水加热变水蒸气）和液化（水蒸气冷凝变淡水）原理，强化对物态变化的理解和应用能力。用装置示意图标注物态变化的位置和过程。
设计思路梳理：总结海水淡化装置设计的关键环节，如蒸发、冷凝、收集的合理布局，材料的科学选择，以及安全和效率的考虑因素。用思维导图梳理设计思路，帮助学生构建知识体系。
实践收获与反思：引导学生反思制作过程中遇到的问题及解决方法，体会理论知识与实践的结合，培养创新思维和动手能力。分享学生的实践感悟，强调实践的重要性。
幻灯片 16：拓展思考 - 课后探究
太阳能的利用：探究如何更高效地利用太阳能进行海水淡化，设计太阳能驱动的淡化装置，减少对电能或燃料的依赖，实现绿色淡化。提出探究方向，如优化太阳能集热板的角度、增加保温措施等。
多级蒸馏设计：尝试设计多级蒸馏装置，利用前一级的余热加热下一级海水，提高能量利用效率，分析多级设计对淡水产量的影响。提供多级蒸馏的原理参考，鼓励深入探究。
实际应用调研：查阅资料，了解实际海水淡化厂的工作原理、规模和成本，对比课堂设计的简易装置与实际工厂的异同，思考简易装置的改进方向。展示海水淡化厂的图片和资料，拓展学生视野。
2024北师大版物理八年级上册
1.5设计海水淡化装置
第一章 物态及其变化
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
设计并制作海水淡化装置，进行实验测试。
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认识自然界的水循环，了解我国和当地的水资源状况
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了解海水的主要成分，认识晒盐过程中的物态变化。
资料链接
水是生命之源，它滋润了万物，哺育了生命。我们赖以生存的地球约有70％被水覆盖，而地球上的海水大约占总水量的97％。与我们生活关系最为密切的淡水，仅占总水量的2.5％，而淡水中有约70％储藏在南极和北极的巨大冰川中，而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅占淡水资源的0.3%。因此，人类可利用的淡水资源十分有限。
陆地上的淡水资源，包括江河湖泊水、冰川、深层地下水和浅层地下水。淡水资源可以以固态、液态、汽态的形式存在。
可贵的淡水资源
资料链接
随着社会的发展、技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除日常生活 用水外，工农业生产也必须用水。
在纺织、印染、造纸、炼钢等各个工业领域都 需要大量的水资源，农业灌溉更需要大量的水资源。此外，城市的消防、绿化、 公共场所的清洁卫生都少不了水。
可贵的淡水资源
资料链接
随着人口的膨胀和经济的增长，水资源已经出现了严重的危机。人们不仅直接消 耗了大量水资源，在生产和生活中还造成了水的污染，进一步加剧了 水资源危机，这已经敲响了人类生 存的警钟。因此，我们不仅需要改 进节水技术、优化用水 系统的运行，更需要每个人提高节 水意识、养成良好的用水习惯，共 同保卫我们的蓝色家园。
可贵的淡水资源
自然界中水循环是怎样进行的？
问题
温故知新
地球表面的各种水体在不停地转化
浩瀚的海洋、奔腾的江河、平静的湖泊、皑皑的冰山雪岭，还有那漂浮的云彩……地球上的水在不停的运动着、变化着，形成了一个巨大的循环系统。
任务一 认识自然界的水循环
任务一 认识自然界的水循环
1、前后四人一组分别讨论下列问题
自然界的水循环过程包含很多物态变化，这些物态变化形成了丰富的天气现象。云、雾、雨、露、雪、霜、冰雹等天气现象是怎样形成的？它们的形成过程涉及哪些物态变化？
2、将讨论的结果按下表进行整理，选出代表在班上交流
活动一 交流讨论
天气现象 形成过程 涉及的物态变化
任务一 认识自然界的水循环
水循环的过程
1、陆上内循环
2、海陆间循环
3、海上内循环
水循环的三种形式：
任务一 认识自然界的水循环
任务一 认识自然界的水循环
活动二 节约用水 从我做起
1、查阅资料，了解我国水资源分布情况。
2、6—8人一组调查赤壁水资源的来源，结合本地水资源的
利用和保护的实际情况，提出合理的建议。
3、生产和生活中有哪些具体的节水措施？
4、第一组出一期以“节约用水，从我做起”为主题的黑板
报。
5、其余各小组以“节约用水，从我做起”为主题，制作一份
手抄报。
6、要求一周内完成。
任务二 了解海水的主要成分
1、查阅资料，海水的主要成分有哪些？
2、将网上查阅的资料整理成文，准备在班上交流。
活动三 查阅资料，了解海水的主要成分
任务二 了解海水的主要成分
资料示例——海水的主要成分
海水是地球上最广泛的天然水体之一，它的主要成分包括水和溶解在其中的各种化学物质。海水的成分很复杂，但主要成分可以总结为以下几个方面：
1. 淡水
海水中最主要的成分当然是水分，占据了海水总体的绝大部分。海水中的水不仅是一种重要的溶剂，还是生物体存活和发展的基础。除了普通的H2O分子外，海水中还含有氧（O2）和氢气（H2），这些气体对于海洋中的生物群体来说也至关重要。
2. 盐类
除了水以外，海水中含有大量的盐类物质。其中主要包括氯化钠（NaCl）、硫酸钠（Na2SO4）、氯化镁（MgCl2）、硫酸镁（MgSO4）等。这些盐类物质的浓度并不是均匀的，不同地区的海水盐度也有所不同。
任务二 了解海水的主要成分
资料示例——海水的主要成分
3. 溶解气体
海水中还溶解着大量的气体，如氧气、氮气、二氧化碳等。这些气体对于海水中的生物体而言非常重要，它们通过海水的溶解来满足生物体呼吸和新陈代谢的需要。
4. 有机物质
海水中还含有大量的有机物质，如藻类、浮游生物、动物尸体、粪便等。这些有机物质对于海洋生态系统的平衡和稳定起着非常重要的作用。
总的来说，海水的主要成分是水、盐类、溶解气体和有机物质。这些成分共同构成了复杂多样的海洋环境，维持着整个地球生态系统的稳定与平衡。我们应该更加重视海水的成分，并努力保护和维护海洋环境的健康。
1. 天津长芦盐场。
天津长芦盐场位于天津市滨海新区，主要生产海盐和日晒盐。该盐场历史悠久，早在唐朝时期就开始生产。长芦盐场拥有丰富的地下卤水资源，为盐业生产提供了得天独厚的条件。
我国的主要盐场简介
任务二 了解海水的主要成分
2. 山东鲁北盐场
山东鲁北盐场位于山东省滨州市无棣县境内，主要生产海盐和日晒盐。该盐场地理位置优越，处于渤海湾南岸，拥有丰富的地下卤水资源和广阔的滩涂资源，为盐业生产提供了良好的条件。
任务二 了解海水的主要成分
3.江苏淮安盐场
江苏淮安盐场位于江苏省淮安市境内，主要生产海盐和日晒盐。该盐场位于黄海之滨，拥有广阔的滩涂资源和较为丰富的地下卤水资源，为盐业生产提供了良好的条件。
任务二 了解海水的主要成分
4. 辽宁复州湾盐场
辽宁复州湾盐场位于辽宁省大连市境内，主要生产海盐和日晒
盐。该盐场位于黄海之滨，拥有广阔的滩涂资源和较为丰富的地下卤水资源，为盐业生产提供了良好的条件。
任务二 了解海水的主要成分
任务二 了解海水的主要成分
活动四 交流讨论
1、以上这些盐场有利于晒盐的自然条件是什么？
2、晒盐过程中有哪些物态变化？
3、晒盐的过程对你设计海水淡化装置有什么启发？
任务三 设计并制作海水淡化的装置
海水淡化的常用方法
1、冷冻法。冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同
时盐被分离出去。
2、反渗透法（超过滤法）。利用只允许溶剂透过，不允许溶
质透过的半透膜，将海水中的盐分离出去。
3、蒸馏法。将海水加热产生水蒸气，再将水蒸气遇冷液化变
成蒸馏水。
太阳能蒸馏技术淡化海水原理示意图
任务三 设计并制作海水淡化的装置
学生作品一
蜡烛热源
灯泡容器
抽水机
冷水循环
冷凝器
蒸馏水
自制简易海水淡化蒸馏装置
任务三 设计并制作海水淡化的装置
学生作品二
实验室淡化海水装置
任务三 设计并制作海水淡化的装置
制作海水淡化装置，从加快海水汽化、水蒸气迅速液化、如何收集淡水、材料是否易得、安全和环保等方面进行评价，制作的评价表如下表所示。
评价指标 作品等级 优秀 合格 待改进
制作过程和取材难度
淡化效果和可靠性
成本高低和安全性
评价与改进
任务三 设计并制作海水淡化的装置
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1．[2025·北京模拟]水的物态变化使自然界有了雨、露、雾、霜、雪等千姿百态的奇观。关于图中水的物态变化，下列说法正确的是(　　)
A．雾的形成是汽化现象
B．雪的形成是凝固现象
C．霜的形成是凝华现象
D．露的形成是熔化现象
C
2．雨凇和雾凇是泰山奇特的自然景观。“雨凇”是从空中掉下来的液态雨滴落在树枝、电线或其他物体上时，会突然冻成一层外表光滑、晶莹剔透的冰层；“雾凇”是空气中的水蒸气遇冷直接在松枝、树丛上结的冰挂。下列说法正确的是(　　)
A．“雨凇”是凝固过程，要吸收热量
B．“雨凇”是凝华过程，要放出热量
C．“雾凇”是凝华过程，要吸收热量
D．“雾凇”是凝华过程，要放出热量
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D
3.(新考法　2025·扬州模拟)如图所示，是水的循环示意图。请补充图中(1)、(2)两空所对应的物态变化名称及吸、放热情况：(1)____________，(2)__________。
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凝固放热
汽化吸热
4. (跨学科·地理)如图是小明在地理学习后画的大自然中水循环示意图。江、河、湖、海以及大地表面层中的水不断________(填“吸收”或“放出”)热量，________成水蒸气，当含有很多水蒸气的空气升入高空时，水蒸气的温度降低________成小水滴或________成小冰晶，这就形成了云,云中小水滴和小冰晶越来越大,
就会下落，在下落过程中，
小冰晶又变成了小水滴，
与原来的水滴一起落到地面，
就形成了__________。
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吸收
汽化
液化
凝华
雨
5.(原创题)关于海水的成分，下列说法正确的是(　　)
A．海水可以直接饮用
B．海水含有的盐都是氯化钠
C．可以利用蒸发的方法提取食盐
D．蒸发结晶得出来的盐不需要处理可以直接食用
C
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6. (中考趋势题)阅读短文，回答问题。
古法制盐
盐铁制度是古代重要的国家经济政策,如图所示，在《天工开物·作咸》中详细介绍了制盐的方法。宋代以前的海盐制造，全出于煎炼，已知盐的熔点是801 ℃，沸点是1 413 ℃。海盐是刮土淋卤，取卤燃薪熬盐，
煎盐场所,白雾升腾。海盐锅煎之法和用具,历经
元、明、清各代更替,并无明显差异。到清光绪
二十七年,盐民才用沟滩之法,改煎为晒,从而结束
了煎盐的历史。到了清末,海盐各产区大都改用
晒制之法,技术逐渐完善起来,延续至今尚有使用。
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(1)“燃薪熬盐，煎盐场所，白雾升腾”，这“白雾”的形成是先________后________(前两空均填物态变化名称)，这些“白雾”中________(填“含”或“不含”)盐的成分。
(2)现在的海水淡化，从原理上来说，与我国古法制盐方法________(填“相同”或“不同”)。
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汽化
液化
不含
相同
7．小明暑假去旅游，曾看到海边人们用海水“晒盐”，即选取大片的海滩，构建盐田。一段时间后，盐田中的水逐渐变少，粗盐也就出来了。小明想：水如果能快点变少，粗盐也就能出得更快，可是水变少的快慢跟哪些因素有关呢？为此，小明进行了如下研究：在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水，如图A、B、C、D所示，并测出它们变干所用的时间分别为200 s、100 s、50 s、80 s。
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(1)水变少的过程其实是物理学中的________(填物态变化名称)现象。
(2)分析A、B实验，能得出___________________________________________的结论。
(3)结合上述实验现象及数据，猜想一下：海边盐田应尽可能建在______________________________的环境下。
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汽化
其他条件相同时，水的表面积越大，蒸发越快
面积大、温度高、空气流动强
8．[2025·宝鸡模拟]学校举办跨学科实践活动，小点设计并制作了如图所示的海水淡化装置。
(1)小点用加盐的咸水代替海水，通过加热易拉罐中的咸水使之变为水蒸气，水蒸气通过盖有冷水浸湿的布的导管会________(填物态变化名称)成纯水，这个过程是一个________(填“吸热”或“放热”)过程。
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液化
放热
(2)小点淡化海水使用的方法是________。
A．冷冻法
B．反渗透法
C．蒸馏法
(3)小训也设计了海水淡化装置如图
所示，他和小点的做法有一些不同。
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C
①将如图装置放在阳光下，海水中的水分________(填“沸腾”或“蒸发”)成水蒸气。
②水蒸气遇到较冷的塑料膜，在塑料膜上发生________ (填物态变化名称)形成小水滴。塑料膜表面结成的水滴滑到最低处滴入水桶中，得到淡水。
③完成这个实践活动在阳光下要比阴
凉处快一些，可以得出________越高，
汽化越快。
蒸发
液化
温度
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9．海水淡化是一项重要研究课题，膜分离技术的引入使研究有了突破性进展。如图对醋酸纤维膜右侧的海水加压，水分子可通过膜进入左侧淡水池，而海水中各种离子不能通过膜，从而得到淡水。下列有关说法正确的是(　　)
A．加压后a口排出液中离子的种类不变
B．a口排出液通过蒸发结晶得到精制食盐
C．海水可以淡化，所以不用节约用水
D．在未加压的情况下，也可使淡水量增加
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谢谢观看！

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