跨学科实践活动8 海洋资源的综合利用与制盐(同步讲义)(解析版)2025-2026学年人教版九年级化学下册

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跨学科实践活动8 海洋资源的综合利用与制盐(同步讲义)(解析版)2025-2026学年人教版九年级化学下册

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跨学科实践活动8 海洋资源的综合利用与制盐(同步讲义)
◆任务一 了解海洋中的资源
1.海洋中的资源
(1)海洋为人类提供了丰富的资源
①海洋矿产资源:煤、石油、天然气、可燃冰、滨海砂矿等。
②海水化学资源:氯、钠、镁、溴、碘等。
③海洋生物资源:鱼类、虾类、贝类、藻类等。④海洋能资源:潮汐能、波浪能、潮流能、温差能、盐差能等。
(2)我国不同海域资源的分布状况
①渤海
海洋矿产资源 渤海石油和天然气资源十分丰富,截至2024年2月,渤中26-6油田累计探明储量突破2亿立方米,成为全球最大的变质岩油田
海洋生物资源 黄渤海渔业的摇篮;对虾、毛虾、小黄鱼、带鱼是最重要的经济种类
海洋化学资源 有长芦、辽东湾、莱州湾三大海盐产区
②黄海
海洋矿产资源 有很好的油气资源远景;有丰富的滨海砂矿
海洋生物资源 生物种类多,数量大:主要经济鱼类有小黄鱼、带鱼、鲐鱼、鲅鱼等;最主要的浮游生物资源是中国毛虾、太平洋磷虾和海蜇等;经济贝类资源主要有牡蛎、贻贝、蚶、蛤、扇贝和鲍鱼等。经济虾、蟹资源有对虾(中国对虾)、鹰爪虾、新对虾、褐虾和三疣梭子蟹;底栖植物资源主要是海带、紫菜和石花菜等
③东海
海洋矿产资源 有丰富的石油和天然气资源,是我国重要的能源开发区
海洋生物资源 盛产大黄鱼、小黄鱼、带鱼、墨鱼等,是我国渔业的主要捕捞区
④南海
海洋矿产资源 是我国最大的海洋油气储存区;海底蕴藏有大量的可燃冰,资源量约达194亿吨油当量;有丰富的磷矿、金属矿和多金属结核等矿产资源
海洋生物资源 生物多样性极为丰富,是重要的生态保护区;渔业资源丰富,是我国热带和亚热带鱼类的主要产区
2.海洋可再生能源
(1)海洋可再生能源种类
主要包括以海水为能量载体的潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等。
潮汐能是海洋可再生能源利用率最高的一项能源,在潮汐能的开发利用上,我国相对比较先进,较为成熟。
(2)海洋可再生能源的优势和不足
①优势:储量大、种类丰富、可再生等。
②不足:成本高昂、法律法规不健全、海洋条件复杂等。
◆任务二 从海水制取粗盐
1.海水中溶解的主要物质及质量分数
2.海水制盐
取少量海水(可用自制海水代替)进行过滤。将过滤后的海水倒入蒸发皿中,点燃酒精灯加热海水,同时用玻璃棒不断搅拌。一段时间后有晶体析出,停止加热。
◆任务三 从粗盐制取精盐
1.从粗盐制取精盐
海水通过晒制得到粗盐,粗盐中除NaCl外,还含有MgCl 等可溶性杂质以及难溶性杂质泥沙等。从粗盐到精盐需要经过以下步骤:
2.我国关于食用盐理化指标的相关规定
《食用盐》(GB/T 5461-2016)中的规定:
项目 指标
日晒盐 精制盐 粉碎洗涤盐
优级 一级 二级 一级 二级 一级 二级
粒度 在下列某一范围内应不少于75g/100 g。——大粒:2mm~1 mm——中粒:0.3 mm~2.8mm——小粒:0.15 mm~0.85mm
白度/度 ≥ 80 75 67 55 55 55 45
氯化钠(以湿基计)/(g/100g) ≥ 99.1 98.5 97.2 97.2 96.0 93.5 91.2
硫酸根/(g/100g) ≤ 0.40 0.60 1.00 0.60 1.00 0.80 1.10
水分/(g/100 g) ≤ 0.30 0.50 0.80 2.00 3.20 4.80 6.40
水不溶物/(g/100g) ≤ 0.03 0.07 0.10 0.10 0.20 0.10 0.20
◆任务四 了解氯化钠的重要价值
1.氯化钠在工业生产中的应用
2.氯化钠的生理功能
(1)钠离子对神经调节、维持细胞内外正常的水分分布和促进细胞内外物质交换起重要作用;氯离子是胃液中的主要成分,具有促生盐酸、帮助消化和增进食欲的作用。
(2)食用盐摄入过多,会导致高血压、心血管疾病、肾脏疾病、胃肠道疾病等。食用盐摄入过少,会导致电解质紊乱、肌肉痉挛等。
3.(1)市售食用盐
种类 成分 主要功能
低钠盐 氯化钠为主,添加了一定量氯化钾和硫酸镁 减少钠的摄入量,有助于控制血压
加碘盐 氯化钠为主,添加了碘酸钾等 预防碘缺乏引起的甲状腺肿大等疾病
无碘盐 氯化钠 作调味品
加硒盐 氯化钠为主,添加了硒元素 增强免疫力
(2)家庭食用盐的选择
不同种类的食用盐在成分上略有差异,功能上主要是调味和满足人体对钠及其他矿物质的需求。在选择时,应根据个人和家庭成员的健康状况和饮食需求来决定。
【展示与交流】
1.展示制得的粗盐。归纳并交流利用物质的性质差异实现物质分离的思路与方法。
2.整理有关资料,撰写活动报告,并与同学交流。
即学即练
1.海洋蕴含着丰富的资源,综合开发利用海洋资源已成为世界各国研究的热点。
【海水淡化】
(1)如图是膜分离法淡化海水,其中水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)进入左侧的淡水池,从而得到淡水。下列说法中正确的是_______(填字母)。
A.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
B.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
C.加压过程中右侧溶液里离子的种类不变
D.加压后右侧海水的溶质质量分数变大
【海水制盐】
(2)海水晒盐的基本原理属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)除去难溶性杂质后的粗盐中还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4三种可溶性杂质,可用下列流程除去,所用试剂(溶液)均过量。下列说法不正确的是_______(填字母序号)。
A.步骤Ⅱ和Ⅲ的顺序可以交换
B.盐酸除去了过量的碳酸钠和氢氧化钠
C.该流程中也可以先加入盐酸,再过滤
D.产品的质量等于粗盐中氯化钠的质量
【海水制镁】镁被誉为“21世纪绿色的战略性原材料”,用海水晒盐得到苦卤(含NaCl、MgCl2等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图。
(4)用海水晒盐后的苦卤来提取镁,与直接用海水来提取相比,优点是 。从反应池流经过滤槽,滤液中一定含有的溶质是 。
(5)上述获取金属镁的流程中未涉及的基本反应类型是 。该流程中发生中和反应的化学方程式为 。该流程中循环使用的物质是 (写化学式)。
考点一 海洋资源的综合利用与制盐
【例1】食盐是人类生存的必需品,食盐在工农业生产中的用途非常广泛。我国在很早以前就有了关于制盐方法的记载。现代以来不同地区可以分别盐井里、海里、盐湖里等 开采出食盐。
(1)起源于春秋战国时期的“五步产盐法”是一种古老的制盐方法,其生产流程如下图所示。
①“过箩”(“箩”呈蜂窝状,有空隙)可除去卤水中的不溶性杂质,“过箩”与化学实验中 (填操作名称)的原理相似。“集卤蒸发”和“结晶”时都需要蒸发水,但作用不同,请分别指出这两步中蒸发水的作用。 。
②每年夏季是一年中产盐量最高的季节,请分析该季节产盐量高的原因。
(2)海盐:通过晾晒海水可以得到粗盐和母液,下图为海水提取粗盐的过程。
①a池不宜过 (选填“深”或“浅”),原因是 。
②关于海水提取粗盐的过程,说法正确的是 。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变
B.贮水池中氯化钠的质量比a池中的大
C.母液中氯化钠的质量分数比结晶池中的小
D.母液是氯化钠的饱和溶液
③粗盐的主要成分是氯化钠,室温下,NaCl的溶解度为36g。
I.室温下,为使250g NaCl (不考虑自然盐中其他成分)全部溶解,至少需要 g水. (保留一位小数)
II.配制饱和食盐水,不需要的仪器是 。
A.烧杯   B.玻璃棒   C.电子天平    D.蒸发皿
III.配制食盐水的正确操作顺序是 (填序号) .
【变式1-1】关于海洋资源说法不正确的是
A.海水含丰富矿物质
B.海水经砂石过滤可获得淡水
C.海水蒸发可得粗盐
D.利用潮汐能可发电
【变式1-2】海水淡化技术主要有以下两种方法:
方法1:热分离法。利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。
方法2:反渗透膜淡化法。对反渗透膜右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,从而得到淡水(如图所示)。
(1)热分离法 (“是”或“否”)利用了蒸馏的原理。
(2)采用如图所示的反渗透膜分离法淡化海水,加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量 (选填“增大”或“减小””或“不变”)、溶质质量分数 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(3)与热分离法相比,反渗透膜分离法淡化海水的优点是 。
【变式1-3】海水淡化技术主要有以下两种方法:
方法1:热分离法。利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。
方法2:反渗透膜淡化法。对反渗透膜右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,从而得到淡水(如图所示)。
(1)以上两种淡化海水的方法都是 (选填“物理”或“化学”)变化,生活中常用活性炭净化水资源,是利用了其 性。
(2)采用如图所示的反渗透膜分离法淡化海水,加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量 (选填“增大”或“减小”或“不变”)。
(3)与热分离法相比,反渗透膜分离法淡化海水其突出的优点有 (写出一点即可)。
卤水是海水或盐湖水经蒸发浓缩后形成的高浓度盐水,主要含NaCl、等多种物质,是制取食盐和多种化工产品的重要原料。
海水制盐的主要步骤有:①制卤水;②测卤水浓度;③煎卤得粗盐;④用“花水”冲洗粗盐得精盐。
(4)海水属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(5)鸡蛋投入卤水中可检验浓度:鸡蛋沉入水下的为淡卤,半漂浮的为半淡卤,浮立于水面的为成卤。其中溶质质量分数最大的是 。(选填“淡卤”、“半淡卤”或“成卤”)
(6)100℃时,卤水“煎盐”的原理是________。
A.卤水分解 B.蒸发结晶 C.降温结晶
(7)用“花水”(NaCl的饱和溶液)冲洗粗盐得精盐。用“花水”冲洗而不用蒸馏水的原因是 。
(8)我国提出2060年前实现“碳中和”(如下图),海水对的固定起重要作用。在水中的溶解度如下图所示。下列说法正确的是________。
A.减少排放,能减少酸雨形成
B. “碳中和”是指完全不排放
C.升温可增大在海水中的溶解度
D.t℃时,不同压强下,的溶解度:
基础达标
1.海洋是巨大的资源宝库,通过物理变化或直接开采,无法从海洋中获得的物质是
A.淡水 B.氯化钠 C.石油 D.生石灰
2.下列对海洋化学资源利用的有关叙述中,正确的是
A.利用降温结晶的原理从海水中获得粗盐
B.利用膜法从海水中获得淡水
C.利用电解海水的方法直接获得金属镁
D.利用氨碱法从海水中制得纯碱碳酸钠
3.下图是从海水中提取镁、“制碱”的简单流程,下列说法不正确的是
A.石灰乳中金属元素的化合价为+2
B.试剂a中溶质的化学式为HCl
C.①发生的化学反应属于化合反应
D.对我国海水“制碱”工业做出巨大贡献的科学家是侯德榜
4.(多选)某些淡水资源稀缺的国家通过淡化海水技术生产淡水(如示意图)。水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)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.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.加压后,右侧海水中盐的质量增加
D.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
5.(多选)采用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,海水中的盐分和其它分子不能通过,从而淡化海水。下列说法正确的是
A.淡化膜的孔径比水分子小 B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.膜分离法的目的是除去海水中的不溶物 D.膜分离法也是一种分离混合物的方法
6.海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题。图为太阳能海水淡化原理示意图。
(1)海水淡化过程中,水分子发生的变化是______。
A.分子种类 B.分子的运动速度 C.分子间的间隔 D.分子的排列方式
(2)下列净水方法与太阳能海水淡化原理相似的是______。
A.沉降 B.过滤 C.吸附 D.蒸馏
7.贝壳的主要成分是CaCO3。以贝壳为原料,从海水中提取MgCl2的简单工艺流程如图:
贝壳生石灰熟石灰 Mg(OH)2MgCl2
(1)反应④的化学方程式是 。
(2)除反应物与生成物外,反应①和②的不同之处是 (只写一条)。
8.水是生命之源,人类从未停止对水的研究。
I.水的认识
1781年英国科学家卡文迪许将锌加入到稀硫酸中,产生一种“可燃空气”,然后将“可燃空气”在纯氧中燃烧生成了水。1782年拉瓦锡将水蒸气通过高温铁管,获得了“可燃空气”和黑色固体。
(1)“可燃空气”属于 。(填“单质”、“化合物”或“混合物”)。
(2)若拉瓦锡实验所得黑色固体是Fe3O4,写出该实验的化学方程式 。
II.海水淡化
海水淡化常用方法如图1,也可用石墨烯淡化膜如图2。
(3)根据图1海水淡化属于 (填“物理变化”或“化学变化”);该技术与实验室蒸馏得到淡水相比,优点是 。
(4)利用石墨烯淡化膜淡化海水,淡化膜上的孔径必须满足的条件是 。
III.废水处理
纳米零价铁常用于去除废水中的金属离子,有助于达到排放标准。去除途径可分为三类如图3所示:第一类是吸附捕捉,第二类是直接反应,第三类是吸附捕捉后再反应。
(5)Fe的金属活动性比Ni (填“强”或“弱”)。
(6)Zn2+的去除途径属于第 类。
9.海洋是巨大的资源宝库,开发前景十分远大。
(1)海水淡化。采用如图1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。该方法是 变化(填“物理”或“化学”),加压后右侧海水中的溶质质量 (填“增大”或“减小”或“不变”)
(2)海水制盐。海水制得粗盐通常含可溶性杂质等,溶解度曲线如图2。
①某海域海水中含有3.5%的氯化钠,计算1000kg海水中氯化钠的质量是 kg。
②从海水中提取氯化钠的结晶方法是 。
③分别将三种物质的饱和溶液降温到30℃,所得溶液溶质质量分数由大到小的顺序是 。
④古人常采用“淋盐沥水”。即用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐的方法来除去氯化镁、硫酸镁等杂质,是因为 。
(3)将盐池内清水(含有等)引入旁边耕成畦垄的地里。“待夏秋之交,南风(热风)大起,则一宵(一夜)结成,名曰颗盐(粗盐)。”若盐析出时刮东北风(冷风),则味苦(含硫酸镁)色恶,不堪食用。请根据溶解度曲线,解释刮南风(热风)时盐析出及刮东北风(冷风)时析出盐味苦的原因 。
10.同学们通过调查实践,深刻理解海洋资源对人类社会生产、生活的意义。
(1)膜分离技术能使海水淡化。图1中分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过的原因是 。淡化过程中,右侧海水中氯化钠的溶质质量分数变化是 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)①请结合图2及海水中各物质的含量分析:海水晒盐利用的结晶方法是 。
②时,氯化镁的溶解度 (填“大于”“等于”或“小于”)硫酸镁的溶解度。
③时,将硫酸镁固体加入盛有水的烧杯中,充分溶解,得到的硫酸镁溶液中溶质与溶剂的质量比为 (填最简整数比)。时,分别将等质量的氯化镁、硫酸镁饱和溶液升温至,此时溶液中水的质量更多的是 (填“氯化镁”或“硫酸镁”)溶液。
综合应用
11.卓筒井是手工制盐的活化石,卓筒井制盐的工艺流程如图所示。
(1)“I钻井”是利用古人舂米时的杠杆原理,通过人的足踏来带动一个金属钻头上下运动,从而达到打井的目的。写出金属钻头具有的一个性质: 。
(2)“II汲卤”获得的卤水(20℃)中氯化钠的溶质质量分数为7%~10%,则该卤水是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。(已知:20℃时,氯化钠的溶解度为36.0g)
(3)“Ⅲ滤卤”主要是除去卤水中的泥沙、难溶性杂质,其与实验室中 操作的原理类似。
(4)在“IV煎盐”时用井中产生的天然气作为燃料,加热除去其中的溶剂,天然气完全燃烧的化学方程式是 。
(5)当地人利用工具将卤水在室外风吹日晒一段时间后,浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,应位于步骤 (填“II”“III”或“IV”)之后,增加该步骤的优点是 ,请比较卓简井手工制盐中“晒卤”和“煎盐”两者的原理有何相似之处 。
12.海洋蕴藏着丰富的资源,人类应合理开发利用。
Ⅰ.了解海水资源
(1)海水中含钠总量约4×1013t,“钠”指的是 (填“元素”或“原子”)。
(2)海水中还含有KCl和MgSO4等物质,其在不同温度时的溶解度如下表所示,如图是对应溶解度曲线。
甲温度/℃ 20 30 40 60 80 100
溶解度/g KCl 34.0 37.0 40.0 45.5 51.1 56.7
MgSO4 33.7 38.9 44.5 54.6 55.8 50.4
①图中曲线 (选填“甲”或“乙”)代表MgSO4的溶解度曲线。
②40℃时将50g KCl固体加到100g水中,得到KCl溶液的质量是 g。
Ⅱ.海水资源化利用
(3)海水制镁。查找资料,提供两种提取金属镁的路径方案如下图所示。
方案1:
方案2:
①结合地理位置,因地制宜,选择提取金属镁的最佳方案。若某地选择方案1,你认为该地的地理优势是 (写出一点即可)。
②请写出方案1中加稀盐酸后发生的化学方程式 。
13.“多级闪急蒸馏法”是一种成熟且广泛应用的海水淡化技术,其过程如图1所示,设备中有多个闪蒸室,经热交换管外侧水蒸气加热的海水被引入第1级闪蒸室,降压使部分海水骤然蒸发,其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水。剩余海水再流入压强更小的下一级闪蒸室,使水多次瞬间蒸发,将水蒸气冷凝成水。
(1)如图1所示, 淡水从出口 (填“a”或“b”)流出。
(2)如图2是水的沸点随气体压强变化的关系图像,闪蒸室里通过降压使海水骤然蒸发的原理是降压后水的沸点 (填“降低”或“增大”)。
(3)这种连续多次闪蒸的好处是 。
(4)“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化,而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等,其能被应用的原因为 。
拓展培优
14.食盐是人类生存的必需品,通过对本单元的学习,同学们知道了通过海水晒盐能获得食盐。某化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过查阅资料、参观走访、实验模拟等形式,就“从海水到餐桌上的盐”展开了项目式学习。
活动一 了解海水成分
物质 每海水约含该物质的质量
[查阅资料]
(1)上表为同学们查阅的某地海水中主要物质的含量,海水中的氯元素和钠元素主要以 形式存在,该海水中的溶质质量分数为 。
(2)图为同学们查阅的、和的溶解度曲线。时,三种物质中溶解度最小的是 ,点表示的含义是 。
[分析交流]
(3)试分析该海水 (填“是”或“不是”)氯化钠的饱和溶液,理由是 。
(4)在之间, (“能”或“不能”)配制相同浓度的氯化镁和氯化钠的饱和溶液。
(5)将的三种物质的饱和溶液均降温到,析出晶体最多的是 (填“”“”“”或“不确定”)。
活动二 走访参观
同学们参观了某沿海地区对海水综合利用的场馆,了解到将海水淡化制得食盐的部分工艺流程图如图所示(部分过程和产物略),据图回答问题。
[交流心得]
(6)将海水蒸发淡化的过程属于 变化,淡化后的海水属于软水,其中可溶性钙、镁化合物的含量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)如图所示为膜分离法淡化海水。右侧海水中的水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池海水中体积较大的盐离子和其他分子不能通过,从而得到淡水,其原理和 (填实验操作名称)操作相似。在加压的过程中,右侧海水中溶质的质量 (填“变大”“变小”或“不变”,下同),氯化钠的质量分数 。
15.海洋是巨大的资源库。
(1)海水淡化——海洋约占地球表面积的71%
①海水中含有多种微观粒子,其中含量最多的微观粒子是 (填符号)。
②海水不能直接饮用,可以通过淡化进行处理,目前反渗透法(如图1)应用最为广泛。从微观角度分析,图2中最接近海水情况的是 (填字母)。淡化后,右侧海水中氯化钠的溶质质量分数将 (填“变大”“变小”或“不变”)。该方法属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)海水获“盐”
《史记 货殖列传》记载春秋时吴王阖闾就连续不断地在今江苏的淮(安)扬(州)之地“东煮海水为盐”。这样得到食盐的方法在化学上称为 。用煮海水获得的氯化钠中仍然含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质。古人采用“淋盐沥水”(用氯化钠饱和溶液洗涤粗盐)的方法来除去氯化镁等杂质,是因为 。
(3)海水中镁元素的存在形式以氯化镁为主,从海水中提取金属镁的主要步骤如图:
①向海水中加入石灰乳时,发生反应的化学方程式为 。
②操作X的名称是 。
③电解氯化镁时,除得到镁外,还能得到一种气体单质,该气体是 。
(4)海洋碳汇,也叫蓝色碳汇,是利用海洋活动和海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在海洋中的过程。其中主要的物质转化如下图所示。通常海水的pH值在8.1左右。
①根据以上信息,二氧化碳在海水中的溶解能力比在纯水中 (选填“强”或“弱”)。
②钙化作用时释放的CO2来自 (填“Na2CO3或NaHCO3”)。
③分析以上过程,下列说法正确的是 。
A.钙化作用能将海水吸收的CO2全部全部转化为CaCO3
B.海洋碳汇将CO2以有机物和无机物的形式固定下来
C.该循环能减少大气中的CO2,有利于“碳达峰”“碳中和”目标的实现
16.化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过参观场馆、采访专家、实验模拟等形式,就“海洋资源的综合利用”展开了项目式学习。
活动一:认识海洋资源。
【查阅资料】
(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是 (写一种)。
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等11种 (填“元素”“原子”或“单质”)占海水所溶解物质总质量的以上,从中可以提取50多种化学物质。
活动二:了解海水淡化。
【采访专家】同学们了解蒸馏法和膜分离法(如图1)是两种常用的海水淡化方法,图中加压后钠离子、镁离子等不能通过反渗透膜。
【交流心得】
(3)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的水属于 (“软水”或“硬水”)。
(5)利用石墨烯光热材料可高效处理海水(如图2),该技术通过构建多级微孔道复合蒸发器,利用太阳光实现水蒸发,复合蒸发器净水过程,利用石墨烯具有 的性质(写一种)。该过程中水分子的 (选填“间隔”或“种类”)发生改变。
活动三:海水晒盐
莆田盐场是我省海盐产量最大的盐场,盐场生产食盐的主要流程如图。
(6)上述流程对应实验室中的基本操作是取样、 、过滤、洗涤。
(7)海水中含有在30℃时,为从1000g海水中获得不含的NaCl,收盐前应该剩余水的质量最少为 (列出计算式)。注:NaCl、溶解度如表。
温度/℃ 30
不同物质的溶 NaCl
(8)用饱和的NaCl溶液进行洗盐,其目的是 。
答案和解析
◆任务一 了解海洋中的资源
1.海洋中的资源
(1)海洋为人类提供了丰富的资源
①海洋矿产资源:煤、石油、天然气、可燃冰、滨海砂矿等。
②海水化学资源:氯、钠、镁、溴、碘等。
③海洋生物资源:鱼类、虾类、贝类、藻类等。④海洋能资源:潮汐能、波浪能、潮流能、温差能、盐差能等。
(2)我国不同海域资源的分布状况
①渤海
海洋矿产资源 渤海石油和天然气资源十分丰富,截至2024年2月,渤中26-6油田累计探明储量突破2亿立方米,成为全球最大的变质岩油田
海洋生物资源 黄渤海渔业的摇篮;对虾、毛虾、小黄鱼、带鱼是最重要的经济种类
海洋化学资源 有长芦、辽东湾、莱州湾三大海盐产区
②黄海
海洋矿产资源 有很好的油气资源远景;有丰富的滨海砂矿
海洋生物资源 生物种类多,数量大:主要经济鱼类有小黄鱼、带鱼、鲐鱼、鲅鱼等;最主要的浮游生物资源是中国毛虾、太平洋磷虾和海蜇等;经济贝类资源主要有牡蛎、贻贝、蚶、蛤、扇贝和鲍鱼等。经济虾、蟹资源有对虾(中国对虾)、鹰爪虾、新对虾、褐虾和三疣梭子蟹;底栖植物资源主要是海带、紫菜和石花菜等
③东海
海洋矿产资源 有丰富的石油和天然气资源,是我国重要的能源开发区
海洋生物资源 盛产大黄鱼、小黄鱼、带鱼、墨鱼等,是我国渔业的主要捕捞区
④南海
海洋矿产资源 是我国最大的海洋油气储存区;海底蕴藏有大量的可燃冰,资源量约达194亿吨油当量;有丰富的磷矿、金属矿和多金属结核等矿产资源
海洋生物资源 生物多样性极为丰富,是重要的生态保护区;渔业资源丰富,是我国热带和亚热带鱼类的主要产区
2.海洋可再生能源
(1)海洋可再生能源种类
主要包括以海水为能量载体的潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等。
潮汐能是海洋可再生能源利用率最高的一项能源,在潮汐能的开发利用上,我国相对比较先进,较为成熟。
(2)海洋可再生能源的优势和不足
①优势:储量大、种类丰富、可再生等。
②不足:成本高昂、法律法规不健全、海洋条件复杂等。
◆任务二 从海水制取粗盐
1.海水中溶解的主要物质及质量分数
2.海水制盐
取少量海水(可用自制海水代替)进行过滤。将过滤后的海水倒入蒸发皿中,点燃酒精灯加热海水,同时用玻璃棒不断搅拌。一段时间后有晶体析出,停止加热。
◆任务三 从粗盐制取精盐
1.从粗盐制取精盐
海水通过晒制得到粗盐,粗盐中除NaCl外,还含有MgCl 等可溶性杂质以及难溶性杂质泥沙等。从粗盐到精盐需要经过以下步骤:
2.我国关于食用盐理化指标的相关规定
《食用盐》(GB/T 5461-2016)中的规定:
项目 指标
日晒盐 精制盐 粉碎洗涤盐
优级 一级 二级 一级 二级 一级 二级
粒度 在下列某一范围内应不少于75g/100 g。——大粒:2mm~1 mm——中粒:0.3 mm~2.8mm——小粒:0.15 mm~0.85mm
白度/度 ≥ 80 75 67 55 55 55 45
氯化钠(以湿基计)/(g/100g) ≥ 99.1 98.5 97.2 97.2 96.0 93.5 91.2
硫酸根/(g/100g) ≤ 0.40 0.60 1.00 0.60 1.00 0.80 1.10
水分/(g/100 g) ≤ 0.30 0.50 0.80 2.00 3.20 4.80 6.40
水不溶物/(g/100g) ≤ 0.03 0.07 0.10 0.10 0.20 0.10 0.20
◆任务四 了解氯化钠的重要价值
1.氯化钠在工业生产中的应用
2.氯化钠的生理功能
(1)钠离子对神经调节、维持细胞内外正常的水分分布和促进细胞内外物质交换起重要作用;氯离子是胃液中的主要成分,具有促生盐酸、帮助消化和增进食欲的作用。
(2)食用盐摄入过多,会导致高血压、心血管疾病、肾脏疾病、胃肠道疾病等。食用盐摄入过少,会导致电解质紊乱、肌肉痉挛等。
3.(1)市售食用盐
种类 成分 主要功能
低钠盐 氯化钠为主,添加了一定量氯化钾和硫酸镁 减少钠的摄入量,有助于控制血压
加碘盐 氯化钠为主,添加了碘酸钾等 预防碘缺乏引起的甲状腺肿大等疾病
无碘盐 氯化钠 作调味品
加硒盐 氯化钠为主,添加了硒元素 增强免疫力
(2)家庭食用盐的选择
不同种类的食用盐在成分上略有差异,功能上主要是调味和满足人体对钠及其他矿物质的需求。在选择时,应根据个人和家庭成员的健康状况和饮食需求来决定。
【展示与交流】
1.展示制得的粗盐。归纳并交流利用物质的性质差异实现物质分离的思路与方法。
2.整理有关资料,撰写活动报告,并与同学交流。
即学即练
1.海洋蕴含着丰富的资源,综合开发利用海洋资源已成为世界各国研究的热点。
【海水淡化】
(1)如图是膜分离法淡化海水,其中水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)进入左侧的淡水池,从而得到淡水。下列说法中正确的是_______(填字母)。
A.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
B.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
C.加压过程中右侧溶液里离子的种类不变
D.加压后右侧海水的溶质质量分数变大
【海水制盐】
(2)海水晒盐的基本原理属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)除去难溶性杂质后的粗盐中还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4三种可溶性杂质,可用下列流程除去,所用试剂(溶液)均过量。下列说法不正确的是_______(填字母序号)。
A.步骤Ⅱ和Ⅲ的顺序可以交换
B.盐酸除去了过量的碳酸钠和氢氧化钠
C.该流程中也可以先加入盐酸,再过滤
D.产品的质量等于粗盐中氯化钠的质量
【海水制镁】镁被誉为“21世纪绿色的战略性原材料”,用海水晒盐得到苦卤(含NaCl、MgCl2等物质),从苦卤中提取镁的部分流程如图。
(4)用海水晒盐后的苦卤来提取镁,与直接用海水来提取相比,优点是 。从反应池流经过滤槽,滤液中一定含有的溶质是 。
(5)上述获取金属镁的流程中未涉及的基本反应类型是 。该流程中发生中和反应的化学方程式为 。该流程中循环使用的物质是 (写化学式)。
【答案】(1)BCD
(2)物理
(3)ACD
(4) 能够更好的富集镁元素,节约成本(合理即可) 氯化钙和氯化钠(或CaCl2和NaCl)
(5) 置换反应
【解析】(1)A.水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过淡化膜,而水分子可以通过,这里的盐是可溶性,不是不溶性的,故A选项错误;
B.海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过淡化膜,水分子却能通过,得到淡水,说明该淡化膜是将直径大小不同的粒子加以分离,与过滤原理是类似的,故B选项正确;
C.加压过程中右侧溶液的水分子进入左侧,右侧溶液里离子浓度增大,但离子不变,故C选项正确;
D.加压过程中右侧溶液的水分子进入左侧,右侧溶液中溶剂水的质量减小,但溶质没有析出,所以加压后右侧海水的溶质质量分数变大,故D选项正确;
故选BCD。
(2)海水晒盐的基本原理是通过蒸气结晶,此过程中水蒸发了,溶质从溶液中分离出来,没有新物质生成,属于物理变化。
(3)粗盐中含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4三种可溶性杂质,加水溶解后,利用氢氧化钠除去镁离子,利用氯化钡除去硫酸根离子,利用碳酸钠除去钙离子和过量的钡离子,再用盐酸除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子,再蒸发结晶除去水和过量的氯化氢,从而得到纯净的氯化钠晶体,即该过程中是将镁离子、硫酸根离子、钙离子、过量的钡离子分别转化为沉淀后,再过滤分离出去;将过量的氢氧根离子、碳酸根离子转化为水或气体除去。
A.步骤Ⅱ和Ⅲ的顺序不能交换, 因为碳酸钠有除去过量钡离子的作用,交换后,溶液中过量的钡离子将无法除去,故A选项错误;
B.由分析可知,盐酸除去了过量的碳酸钠和氢氧化钠,故B选项正确;
C.先加入盐酸再过滤,会使生成的氢氧化镁、碳酸钡、碳酸钙三种沉淀和盐酸反应,生成可溶性盐再次混入到氯化钠溶液中,故C选项错误;
D.由于加入试剂除去杂质的过程中有氯化钠生成,如氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀的同时,还生成氯化钠,所以最终得到产品的质量大于粗盐中氯化钠的质量,故D选项错误;
故选ACD。
(4)苦卤中镁离子浓度远高于海水,无需浓缩大量海水,提取时可减少原料用量、降低成本,故答案为:能够更好的富集镁元素,节约成本(合理即可);
反应池内苦卤中的氯化镁与石灰乳中的Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2沉淀和CaCl2,氯化钙溶于水,因此滤液中一定含CaCl2,苦卤中原来还含NaCl,所以滤液中一定含有的溶质是氯化钙和氯化钠(或CaCl2和NaCl)。
(5)氢氧化钙与氯化镁反应、盐酸与氢氧化镁反应都属于复分解反应,氯化镁电解生成镁和氯气属于分解反应,氯气和氢气反应生成氯化氢属于化合反应,故该流程中未涉及的基本反应类型是置换反应;
中氢氧化镁和盐酸的反应生成氯化镁和水,反应的化学方程式为:;
循环使用的物质为流程中后续的生成物能用作前面反应的反应物,在此可循环使用的物质为氯气,化学式为:Cl2。
考点一 海洋资源的综合利用与制盐
【例1】食盐是人类生存的必需品,食盐在工农业生产中的用途非常广泛。我国在很早以前就有了关于制盐方法的记载。现代以来不同地区可以分别盐井里、海里、盐湖里等 开采出食盐。
(1)起源于春秋战国时期的“五步产盐法”是一种古老的制盐方法,其生产流程如下图所示。
①“过箩”(“箩”呈蜂窝状,有空隙)可除去卤水中的不溶性杂质,“过箩”与化学实验中 (填操作名称)的原理相似。“集卤蒸发”和“结晶”时都需要蒸发水,但作用不同,请分别指出这两步中蒸发水的作用。 。
②每年夏季是一年中产盐量最高的季节,请分析该季节产盐量高的原因。
(2)海盐:通过晾晒海水可以得到粗盐和母液,下图为海水提取粗盐的过程。
①a池不宜过 (选填“深”或“浅”),原因是 。
②关于海水提取粗盐的过程,说法正确的是 。
A.海水进入贮水池,海水的成分基本不变
B.贮水池中氯化钠的质量比a池中的大
C.母液中氯化钠的质量分数比结晶池中的小
D.母液是氯化钠的饱和溶液
③粗盐的主要成分是氯化钠,室温下,NaCl的溶解度为36g。
I.室温下,为使250g NaCl (不考虑自然盐中其他成分)全部溶解,至少需要 g水. (保留一位小数)
II.配制饱和食盐水,不需要的仪器是 。
A.烧杯   B.玻璃棒   C.电子天平    D.蒸发皿
III.配制食盐水的正确操作顺序是 (填序号) .
【答案】(1) 过滤 “集卤蒸发”:浓缩卤水(减少溶剂,提高溶质浓度);“结晶”:使氯化钠晶体析出(溶剂减少,溶质达到饱和后结晶) 夏季气温高,水分蒸发快,利于氯化钠结晶析出
(2) 深 若a池过深,海水与空气接触面积小,水分蒸发慢,不利于氯化钠结晶 AD 694.4 D CBAED
【解析】(1)①“过箩”除去不溶性杂质,与化学实验中过滤的原理相似;
“集卤蒸发”中蒸发水的作用是浓缩卤水(减少溶剂,提高溶质浓度);“结晶”中蒸发水的作用是使氯化钠晶体析出(溶剂减少,溶质达到饱和后结晶)。
②夏季气温高,水分蒸发速率快,利于氯化钠结晶析出,因此该季节产盐量高。
(2)①a池不宜过深,原因是若a池过深,海水与空气接触面积小,水分蒸发慢,不利于氯化钠结晶。
②A、海水进入贮水池,成分基本不变,符合题意;
B、贮水池中氯化钠质量与a池中相等(仅水分蒸发,氯化钠未析出),不符合题意;
C、母液是氯化钠的饱和溶液,结晶池中的溶液在结晶过程中逐渐变成饱和溶液,母液中氯化钠质量分数比结晶池中的大,不符合题意;
D、母液是氯化钠的饱和溶液,符合题意;
故选AD。
③I.设需要水的质量为x,根据溶解度定义:,解得。
II.配制饱和食盐水的步骤为计算、称量、溶解,不需要蒸发皿,故选D。
III.配制食盐水的正确操作顺序是:取药品(C)、称量(B)、倒入烧杯(A)、加水(E)、搅拌溶解(D),即CBAED。
【变式1-1】关于海洋资源说法不正确的是
A.海水含丰富矿物质
B.海水经砂石过滤可获得淡水
C.海水蒸发可得粗盐
D.利用潮汐能可发电
【答案】B
【解析】A、海水含有丰富的矿物质,如氯化钠、氯化镁等物质,A选项正确;
B、砂石过滤只能去除海水中的不溶性杂质(如泥沙),无法去除溶解的盐分,因此无法直接获得淡水,B选项错误;
C、海水中含有大量的氯化钠,蒸发后水分减少,盐分结晶析出形成粗盐,C选项正确;
D、潮汐能是海水涨落产生的动能,可转化为电能,D选项正确。
故选:B。
【变式1-2】海水淡化技术主要有以下两种方法:
方法1:热分离法。利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。
方法2:反渗透膜淡化法。对反渗透膜右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,从而得到淡水(如图所示)。
(1)热分离法 (“是”或“否”)利用了蒸馏的原理。
(2)采用如图所示的反渗透膜分离法淡化海水,加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量 (选填“增大”或“减小””或“不变”)、溶质质量分数 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(3)与热分离法相比,反渗透膜分离法淡化海水的优点是 。
【答案】(1)是
(2) 不变 变大
(3)不受天气影响、生产淡水的效率较高
【解析】(1)热分离法是利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质,利用了蒸馏的原理,故填:是;
(2)对反渗透膜右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,所以加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量不变、溶剂质量减少,根据,则右侧海水中溶质质量分数变大;
(3)热分离法需要消耗大量能源,且受气温的影响,蒸发冷凝过程耗时长,与热分离法相比,反渗透膜分离法淡化海水的优点是不受天气影响、生产淡水的效率较高。
【变式1-3】海水淡化技术主要有以下两种方法:
方法1:热分离法。利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质。
方法2:反渗透膜淡化法。对反渗透膜右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,从而得到淡水(如图所示)。
(1)以上两种淡化海水的方法都是 (选填“物理”或“化学”)变化,生活中常用活性炭净化水资源,是利用了其 性。
(2)采用如图所示的反渗透膜分离法淡化海水,加压后反渗透膜右侧海水中的溶质质量 (选填“增大”或“减小”或“不变”)。
(3)与热分离法相比,反渗透膜分离法淡化海水其突出的优点有 (写出一点即可)。
卤水是海水或盐湖水经蒸发浓缩后形成的高浓度盐水,主要含NaCl、等多种物质,是制取食盐和多种化工产品的重要原料。
海水制盐的主要步骤有:①制卤水;②测卤水浓度;③煎卤得粗盐;④用“花水”冲洗粗盐得精盐。
(4)海水属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(5)鸡蛋投入卤水中可检验浓度:鸡蛋沉入水下的为淡卤,半漂浮的为半淡卤,浮立于水面的为成卤。其中溶质质量分数最大的是 。(选填“淡卤”、“半淡卤”或“成卤”)
(6)100℃时,卤水“煎盐”的原理是________。
A.卤水分解 B.蒸发结晶 C.降温结晶
(7)用“花水”(NaCl的饱和溶液)冲洗粗盐得精盐。用“花水”冲洗而不用蒸馏水的原因是 。
(8)我国提出2060年前实现“碳中和”(如下图),海水对的固定起重要作用。在水中的溶解度如下图所示。下列说法正确的是________。
A.减少排放,能减少酸雨形成
B. “碳中和”是指完全不排放
C.升温可增大在海水中的溶解度
D.t℃时,不同压强下,的溶解度:
【答案】(1) 物理 吸附
(2)不变
(3)节约能源
(4)混合物
(5)成卤
(6)B
(7)减少氯化钠的损耗,提高产率
(8)D
【解析】(1)方法1:热分离法,利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质,只是状态的改变,无新物质生成,属于物理变化;方法2:反渗透膜淡化法,对反渗透膜右侧的海水加压,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,从而得到淡水,是将水分子和各种离子分离,无新物质生成,属于物理变化;
活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素和异味,所以生活中常用活性炭净化水;
(2)加压后,水分子可以透过反渗透膜进入左侧淡水池,而海水中的各种离子不能透过反渗透膜,故右侧海水中的溶质质量不变;
(3)热分离法需要加热,需要消耗大量能源,且耗时长,与热分离法相比,反渗透膜分离法淡化海水其突出的优点有:节约能源;
(4)海水是由水、氯化钠等物质混合而成,属于混合物;
(5)当一个物体放在液体中时,如果它的密度大于液体的密度,它就会沉下去,如果它的密度小于液体的密度,它就会浮起来,如果它的密度等于液体的密度,它就会悬浮在液体中,鸡蛋沉入水下的为淡卤,半漂浮的为半淡卤,浮立于水面的为成卤,说明溶质质量分数最大的是成卤;
(6)100°C时,“煎盐”是将水分蒸发,使氯化钠结晶析出,原理是蒸发结晶,故选B;
(7)氯化钠的饱和溶液不能继续溶解氯化钠,但是还能溶解其他物质,蒸馏水能继续溶解氯化钠,故用“花水”冲洗而不用蒸馏水的原因是:减少氯化钠的损耗,提高产率;
(8)A 、酸雨主要是由二氧化硫、二氧化氮等气体排放到空气中,溶于雨水形成的,和二氧化碳排放无关,所以减少二氧化碳排放,不能减少酸雨形成,此选项错误;
B 、“碳中和”是指通过各种方式,使排放的二氧化碳总量和吸收的二氧化碳总量相当,达到相对的“排放”,并不是完全不排放二氧化碳,此选项错误;
C 、气体的溶解度随温度升高而减小,所以升温会减小二氧化碳在海水中的溶解度,此选项错误;
D、 由二氧化碳在水中的溶解度图像(结合气体溶解度随压强增大而增大的规律)可知,t℃时,压强越大,二氧化碳的溶解度越大,所以不同压强下,二氧化碳的溶解度:,此选项正确。
故选D。
基础达标
1.海洋是巨大的资源宝库,通过物理变化或直接开采,无法从海洋中获得的物质是
A.淡水 B.氯化钠 C.石油 D.生石灰
【答案】D
【解析】A、海水中含有水,可以通过膜法或热法等物理方法从海水中得到淡水。不符合题意;
B、海水中含有大量的氯化钠,可以通过蒸发结晶的物理方法从海水中得到氯化钠。不符合题意;
C、海洋中有大量的石油。不符合题意;
D、生石灰氧化钙和水反应生成氢氧化钙,海水中无法通过物理方法或直接开采得到生石灰。符合题意;
故选D。
2.下列对海洋化学资源利用的有关叙述中,正确的是
A.利用降温结晶的原理从海水中获得粗盐
B.利用膜法从海水中获得淡水
C.利用电解海水的方法直接获得金属镁
D.利用氨碱法从海水中制得纯碱碳酸钠
【答案】D
【解析】A. 粗盐通过蒸发结晶(日晒)获得,而非降温结晶。降温结晶适用于溶解度随温度变化大的物质(如硝酸钾),选项错误;
B. 膜法(如反渗透)可用于海水淡化,但属于水资源利用,而非化学资源利用。选项错误;
C. 电解海水无法直接得到金属镁,需先提纯氯化镁再电解熔融的氯化镁。选项错误;
D. 氨碱法以海水中的氯化钠为原料,结合其他物质制得纯碱(碳酸钠),属于海洋化学资源的合理利用。选项正确;
故选D。
3.下图是从海水中提取镁、“制碱”的简单流程,下列说法不正确的是
A.石灰乳中金属元素的化合价为+2
B.试剂a中溶质的化学式为HCl
C.①发生的化学反应属于化合反应
D.对我国海水“制碱”工业做出巨大贡献的科学家是侯德榜
【答案】C
【解析】A 、石灰乳的主要成分是氢氧化钙Ca(OH)2,其中金属元素是钙(Ca)。在化合物中,各元素正负化合价代数和为零,氢氧根OH-显-1价,设钙元素化合价为x,则x+(-1)×2 = 0,解得x=+2,所以该选项正确。
B、氢氧化镁Mg(OH)2和试剂a反应生成氯化镁MgCl2,根据复分解反应规律,是氢氧化镁与盐酸(HCl)反应,所以试剂a中溶质的化学式为HCl,该选项正确。
C、反应①是氯化镁MgCl2在通电条件下分解生成镁和氯气,化学方程式为MgCl2Mg + Cl2↑。化合反应是“多变一”的反应,而该反应是“一变多”,属于分解反应,不是化合反应,所以该选项错误。
D、 侯德榜改良了制碱工艺,发明了侯氏制碱法,对我国海水“制碱”工业做出巨大贡献,该选项正确。
故选C。
4.(多选)某些淡水资源稀缺的国家通过淡化海水技术生产淡水(如示意图)。水分子可以通过淡化膜(海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过)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.膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似
B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.加压后,右侧海水中盐的质量增加
D.该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物
【答案】CD
【解析】A、水分子可以通过淡化膜,而海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过,说明膜分离法的原理与滤纸过滤原理类似,不符合题意;
B、膜分离法可使水分子通过,而海水中体积较大的盐的离子和其他分子不能通过,故还可以浓缩海水中的盐类物质,不符合题意;
C、加压后,只能水分子通过淡化膜,溶质不能通过,故右侧海水中盐的质量不变,符合题意;
D、该膜分离法的目的是除去海水中体积较大的盐的离子和其他分子,符合题意。
故选CD。
5.(多选)采用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,海水中的盐分和其它分子不能通过,从而淡化海水。下列说法正确的是
A.淡化膜的孔径比水分子小 B.膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质
C.膜分离法的目的是除去海水中的不溶物 D.膜分离法也是一种分离混合物的方法
【答案】BD
【解析】A、水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池,说明淡化膜的孔径比水分子大,故选项说法错误;
B、膜分离法还可以浓缩海水中的盐类物质,可以使海水中的盐分浓度增加,故选项说法正确;
C、该膜分离法的目的是除去海水中的不溶物和体积较大的盐的离子,故选项说法错误;
D、膜分离法也是一种分离混合物的方法,故选项说法正确。
故选:BD。
6.海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题。图为太阳能海水淡化原理示意图。
(1)海水淡化过程中,水分子发生的变化是______。
A.分子种类 B.分子的运动速度 C.分子间的间隔 D.分子的排列方式
(2)下列净水方法与太阳能海水淡化原理相似的是______。
A.沉降 B.过滤 C.吸附 D.蒸馏
【答案】(1)BCD
(2)D
【解析】(1)海水淡化过程中只是水的状态发生改变,没有新物质生成,分子种类不变,分子的运动速度加快,分子间的间隔增大,分子的排列方式改变,故选:BCD;
(2)A、海水淡化是利用太阳能加热蒸发,再使水蒸气冷凝得到淡水的过程,沉降是使水中的难溶性杂质沉降,不能除去海水中的可溶性杂质,不能淡化海水,沉降与海水淡化原理不相似,故选项错误;
B、海水淡化是利用太阳能加热蒸发,再使水蒸气冷凝得到淡水的过程,过滤是除去水中的难溶性杂质,不能除去海水中的可溶性杂质,不能淡化海水,过滤与海水淡化原理不相似,故选项错误;
C、海水淡化是利用太阳能加热蒸发,再使水蒸气冷凝得到淡水的过程,吸附是除去水中的色素和异味,不能除去海水中的可溶性杂质,不能淡化海水,与海水淡化原理不相似,故选项错误;
D、海水淡化是利用太阳能加热蒸发,再使水蒸气冷凝得到淡水的过程,蒸馏可除去水中的所有杂质,得到蒸馏水是纯净的水,能够淡化海水,蒸馏与海水淡化原理相似,故选项正确,故选:D。
7.贝壳的主要成分是CaCO3。以贝壳为原料,从海水中提取MgCl2的简单工艺流程如图:
贝壳生石灰熟石灰 Mg(OH)2MgCl2
(1)反应④的化学方程式是 。
(2)除反应物与生成物外,反应①和②的不同之处是 (只写一条)。
【答案】(1)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
(2)反应类型
【解析】(1)反应④是氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁与水,该反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;
(2)贝壳的主要成分是碳酸钙,反应①是碳酸钙在高温条件下分解成氧化钙与二氧化碳,属于分解反应,反应②生石灰(氧化钙)与水反应生成氢氧化钙,属于化合反应,故反应①和②的反应类型不同(反应①需要吸收热量,反应②放热等合理即可)。
8.水是生命之源,人类从未停止对水的研究。
I.水的认识
1781年英国科学家卡文迪许将锌加入到稀硫酸中,产生一种“可燃空气”,然后将“可燃空气”在纯氧中燃烧生成了水。1782年拉瓦锡将水蒸气通过高温铁管,获得了“可燃空气”和黑色固体。
(1)“可燃空气”属于 。(填“单质”、“化合物”或“混合物”)。
(2)若拉瓦锡实验所得黑色固体是Fe3O4,写出该实验的化学方程式 。
II.海水淡化
海水淡化常用方法如图1,也可用石墨烯淡化膜如图2。
(3)根据图1海水淡化属于 (填“物理变化”或“化学变化”);该技术与实验室蒸馏得到淡水相比,优点是 。
(4)利用石墨烯淡化膜淡化海水,淡化膜上的孔径必须满足的条件是 。
III.废水处理
纳米零价铁常用于去除废水中的金属离子,有助于达到排放标准。去除途径可分为三类如图3所示:第一类是吸附捕捉,第二类是直接反应,第三类是吸附捕捉后再反应。
(5)Fe的金属活动性比Ni (填“强”或“弱”)。
(6)Zn2+的去除途径属于第 类。
【答案】(1)单质
(2)
(3) 物理变化 经济环保
(4)石墨烯淡化膜孔径必须大于水分子直径,小于溶解于海水中的离子的直径
(5)强
(6)三
【解析】(1)锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氢气属于单质;
(2)水和铁在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为:;
(3)图1可以看出,海水淡化是先让海水蒸发、再冷凝得到淡水,整个过程未生成新物质,属于物理变化;
其优点是可就地利用太阳能,节约燃料(节约能源),比实验室蒸馏更加经济环保;
(4)石墨烯淡化膜孔径必须大于水分子直径,小于溶解于海水中的离子的直径,才能既让水分子通过又阻挡盐离子;
(5)在金属活动性顺序中,Fe排在Ni的前面,所以Fe的金属活动性比Ni强;
(6)由题意可知,Zn2+的去除途径是吸附捕捉后再反应,属于第三类。
9.海洋是巨大的资源宝库,开发前景十分远大。
(1)海水淡化。采用如图1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。该方法是 变化(填“物理”或“化学”),加压后右侧海水中的溶质质量 (填“增大”或“减小”或“不变”)
(2)海水制盐。海水制得粗盐通常含可溶性杂质等,溶解度曲线如图2。
①某海域海水中含有3.5%的氯化钠,计算1000kg海水中氯化钠的质量是 kg。
②从海水中提取氯化钠的结晶方法是 。
③分别将三种物质的饱和溶液降温到30℃,所得溶液溶质质量分数由大到小的顺序是 。
④古人常采用“淋盐沥水”。即用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐的方法来除去氯化镁、硫酸镁等杂质,是因为 。
(3)将盐池内清水(含有等)引入旁边耕成畦垄的地里。“待夏秋之交,南风(热风)大起,则一宵(一夜)结成,名曰颗盐(粗盐)。”若盐析出时刮东北风(冷风),则味苦(含硫酸镁)色恶,不堪食用。请根据溶解度曲线,解释刮南风(热风)时盐析出及刮东北风(冷风)时析出盐味苦的原因 。
【答案】(1) 物理 不变
(2) 35 蒸发结晶 饱和氯化钠溶液不能继续溶解氯化钠,却能继续溶解氯化镁、硫酸镁
(3)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,刮南风时水蒸发加快,氯化钠结晶析出;硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,且在范围内溶解度随温度降低而减小,刮东北风时温度迅速降低,硫酸镁结晶析出因此盐味苦
【解析】(1)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,过程中没有新物质生产,属于物理变化;加压后右侧海水中的淡水到左侧,右侧只是淡水变少,溶质不变;
(2)①某海域海水中含有3.5%的氯化钠,1000kg海水中氯化钠的质量为:1000kg×3.5%=35kg;
②氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,从海水中提取氯化钠的结晶方法是蒸发结晶;
③将60℃时三种物质的饱和溶液降温到30℃,溶解度减小,都析出固体,仍然都是饱和溶液,30℃时氯化镁的溶解度大于硫酸镁,硫酸镁的溶解度大于氯化钠,所得溶液溶质的质量分数由大到小的顺序是;
④古人常采用“淋盐沥水”。即用饱和氯化钠溶液洗涤粗盐的方法来除去氯化镁、硫酸镁等杂质,是因为饱和氯化钠溶液不能继续溶解氯化钠,却能继续溶解氯化镁、硫酸镁;
(3)氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,刮南风时水蒸发加快,氯化钠结晶析出;硫酸镁的溶解度受温度变化影响较大,且在范围内溶解度随温度降低而减小,刮东北风时温度迅速降低,硫酸镁结晶析出因此盐味苦。
10.同学们通过调查实践,深刻理解海洋资源对人类社会生产、生活的意义。
(1)膜分离技术能使海水淡化。图1中分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过的原因是 。淡化过程中,右侧海水中氯化钠的溶质质量分数变化是 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)①请结合图2及海水中各物质的含量分析:海水晒盐利用的结晶方法是 。
②时,氯化镁的溶解度 (填“大于”“等于”或“小于”)硫酸镁的溶解度。
③时,将硫酸镁固体加入盛有水的烧杯中,充分溶解,得到的硫酸镁溶液中溶质与溶剂的质量比为 (填最简整数比)。时,分别将等质量的氯化镁、硫酸镁饱和溶液升温至,此时溶液中水的质量更多的是 (填“氯化镁”或“硫酸镁”)溶液。
【答案】(1) 水分子大小比膜的孔径小,海水中离子大小比膜的孔径大 变大
(2) 蒸发结晶 大于 硫酸镁
【解析】(1)水分子大小比膜的孔径小,海水中离子大小比膜的孔径大,因此分离膜能使水分子通过,而海水中各种离子不能通过;淡化过程中,右侧海水中氯化钠的溶质质量不变,因为分离膜不能让海水中的离子通过,溶质氯化钠没有减少,由于水不断透过半透膜被分离出去,溶剂质量减小,可知氯化钠的溶质质量分数变大;
(2)①从图 2 可知,氯化钠的溶解度受温度影响较小。海水晒盐是通过蒸发溶剂的方法,使氯化钠结晶析出,所以利用的结晶方法是蒸发结晶;
②从图 2 可知,时,氯化镁的溶解度大于硫酸镁的溶解度;
③时,硫酸镁的溶解度为:50g,将硫酸镁固体加入盛有水的烧杯中,只能溶解25g,得到的硫酸镁溶液中溶质与溶剂的质量比为25g:50g=1:2,时,氯化镁的溶解度大于硫酸镁的溶解度,等质量的氯化镁、硫酸镁饱和溶液中氯化镁的溶质大于硫酸镁的溶质,溶剂质量硫酸镁的大于氯化镁,升温至,两种物质的溶解度都变大,此时溶液中水的质量更多的是硫酸镁溶液。
综合应用
11.卓筒井是手工制盐的活化石,卓筒井制盐的工艺流程如图所示。
(1)“I钻井”是利用古人舂米时的杠杆原理,通过人的足踏来带动一个金属钻头上下运动,从而达到打井的目的。写出金属钻头具有的一个性质: 。
(2)“II汲卤”获得的卤水(20℃)中氯化钠的溶质质量分数为7%~10%,则该卤水是氯化钠的 (填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。(已知:20℃时,氯化钠的溶解度为36.0g)
(3)“Ⅲ滤卤”主要是除去卤水中的泥沙、难溶性杂质,其与实验室中 操作的原理类似。
(4)在“IV煎盐”时用井中产生的天然气作为燃料,加热除去其中的溶剂,天然气完全燃烧的化学方程式是 。
(5)当地人利用工具将卤水在室外风吹日晒一段时间后,浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,应位于步骤 (填“II”“III”或“IV”)之后,增加该步骤的优点是 ,请比较卓简井手工制盐中“晒卤”和“煎盐”两者的原理有何相似之处 。
【答案】(1)硬度大
(2)不饱和溶液
(3)过滤
(4)
(5) II 节约时间和能耗,降低成本 均利用了蒸发浓缩的原理
【解析】(1)“I钻井”是利用古人舂米时的杠杆原理,通过人的足踏来带动一个金属钻头上下运动,从而达到打井的目的,则金属钻头具有的一个性质是硬度大;
(2)已知20℃时氯化钠的溶解度为36.0g,则20℃时氯化钠饱和溶液的溶质质量分数为,而“II汲卤”获得的卤水(20℃)中氯化钠的溶质质量分数为7%~10%,小于26.5%,则该卤水是氯化钠的不饱和溶液;
(3)“Ⅲ滤卤”主要是除去卤水中的泥沙、难溶性杂质,其与实验室中过滤操作的原理类似;
(4)天然气主要成分是甲烷,甲烷在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为;
(5)当地人利用工具将卤水在室外风吹日晒一段时间后,浓度可提高至17%,该步骤称为“晒卤”,应位于步骤II之后,增加该步骤的优点是可以缩短“滤卤”和“煎盐”的时间,从而节约时间和能耗,降低成本;
“晒卤”和“煎盐”均利用了蒸发浓缩的原理,除去溶剂。
12.海洋蕴藏着丰富的资源,人类应合理开发利用。
Ⅰ.了解海水资源
(1)海水中含钠总量约4×1013t,“钠”指的是 (填“元素”或“原子”)。
(2)海水中还含有KCl和MgSO4等物质,其在不同温度时的溶解度如下表所示,如图是对应溶解度曲线。
甲温度/℃ 20 30 40 60 80 100
溶解度/g KCl 34.0 37.0 40.0 45.5 51.1 56.7
MgSO4 33.7 38.9 44.5 54.6 55.8 50.4
①图中曲线 (选填“甲”或“乙”)代表MgSO4的溶解度曲线。
②40℃时将50g KCl固体加到100g水中,得到KCl溶液的质量是 g。
Ⅱ.海水资源化利用
(3)海水制镁。查找资料,提供两种提取金属镁的路径方案如下图所示。
方案1:
方案2:
①结合地理位置,因地制宜,选择提取金属镁的最佳方案。若某地选择方案1,你认为该地的地理优势是 (写出一点即可)。
②请写出方案1中加稀盐酸后发生的化学方程式 。
【答案】(1)元素
(2) 乙 140
(3) 靠近海洋/是沿海地区/海水资源丰富(合理即可)
【解析】(1)海水中含钠总量约4×1013t,“钠”指的是元素;
(2)①由表中数据可知,氯化钾的溶解度随温度的升高而增加,硫酸镁的溶解度随温度的升高先增加后减小,故曲线乙代表硫酸镁的溶解度曲线;
②40℃时,氯化钾的溶解度为40.0g,该温度下,将50g氯化钾加到100g水中,只能溶解40g,得到KCl溶液的质量是100g+40g=140g;
(3)①结合地理位置,因地制宜,选择方案1是因为盐城靠海,利用海水制镁,原料来源丰富,且海水制镁无需高温加热,可以节约能源;
②方案1中加稀盐酸后氢氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁和水,反应的化学方程式为:。
13.“多级闪急蒸馏法”是一种成熟且广泛应用的海水淡化技术,其过程如图1所示,设备中有多个闪蒸室,经热交换管外侧水蒸气加热的海水被引入第1级闪蒸室,降压使部分海水骤然蒸发,其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水。剩余海水再流入压强更小的下一级闪蒸室,使水多次瞬间蒸发,将水蒸气冷凝成水。
(1)如图1所示, 淡水从出口 (填“a”或“b”)流出。
(2)如图2是水的沸点随气体压强变化的关系图像,闪蒸室里通过降压使海水骤然蒸发的原理是降压后水的沸点 (填“降低”或“增大”)。
(3)这种连续多次闪蒸的好处是 。
(4)“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化,而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等,其能被应用的原因为 。
【答案】(1)b
(2)降低
(3)充分利用余热,节约能源,提高了淡化效率
(4)设备简单、效益高
【解析】(1)观图1可知,海水引入第1级闪蒸室,降压使部分海水骤然蒸发,其水蒸气在热交换管外侧冷凝成淡水,所以淡水从出口b流出。
(2)根据图2水的沸点随气体压强变化的关系图像可知,压强越小,水的沸点越低, 闪蒸室里通过降压使水的沸点降低,从而使海水骤然蒸发。
(3)这种连续多次闪蒸的好处是可以充分利用余热,节约能源 ,因为前一级闪蒸室产生的水蒸气可以为后一级闪蒸室的海水加热,提高了淡化效率。
(4)“多级闪急蒸馏法”不仅用于海水淡化,而且已广泛应用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水等,其能被应用是因为它具有设备简单、效益高等优点。
拓展培优
14.食盐是人类生存的必需品,通过对本单元的学习,同学们知道了通过海水晒盐能获得食盐。某化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过查阅资料、参观走访、实验模拟等形式,就“从海水到餐桌上的盐”展开了项目式学习。
活动一 了解海水成分
物质 每海水约含该物质的质量
[查阅资料]
(1)上表为同学们查阅的某地海水中主要物质的含量,海水中的氯元素和钠元素主要以 形式存在,该海水中的溶质质量分数为 。
(2)图为同学们查阅的、和的溶解度曲线。时,三种物质中溶解度最小的是 ,点表示的含义是 。
[分析交流]
(3)试分析该海水 (填“是”或“不是”)氯化钠的饱和溶液,理由是 。
(4)在之间, (“能”或“不能”)配制相同浓度的氯化镁和氯化钠的饱和溶液。
(5)将的三种物质的饱和溶液均降温到,析出晶体最多的是 (填“”“”“”或“不确定”)。
活动二 走访参观
同学们参观了某沿海地区对海水综合利用的场馆,了解到将海水淡化制得食盐的部分工艺流程图如图所示(部分过程和产物略),据图回答问题。
[交流心得]
(6)将海水蒸发淡化的过程属于 变化,淡化后的海水属于软水,其中可溶性钙、镁化合物的含量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(7)如图所示为膜分离法淡化海水。右侧海水中的水分子可以通过淡化膜进入左侧的淡水池海水中体积较大的盐离子和其他分子不能通过,从而得到淡水,其原理和 (填实验操作名称)操作相似。在加压的过程中,右侧海水中溶质的质量 (填“变大”“变小”或“不变”,下同),氯化钠的质量分数 。
【答案】(1) 离子
(2) /硫酸镁 时,氯化钠的溶解度为
(3) 不是 时,氯化钠的饱和溶液的溶质质量分数为,大于该海水中氯化钠的质量分数(叙述合理即可)
(4)不能
(5)不确定
(6) 物理 减小
(7) 过滤 不变 变大
【解析】(1)海水中含有氯化钠,则钠元素和氯元素主要以离子形式存在;
根据表中内容可知,该海水中的溶质质量分数为。
(2)由图可知,10℃时,硫酸镁的溶解度最小;
a点位于氯化钠溶解度曲线上,则其含义为:时,氯化钠的溶解度为。
(3)时,氯化钠的饱和溶液的溶质质量分数为,大于该海水中氯化钠的质量分数,则说明该海水不是氯化钠的饱和溶液。
(4)由图可知,在之间,氯化镁的溶解度始终大于氯化钠,则不能配制相同浓度的氯化镁和氯化钠的饱和溶液。
(5)将的三种物质的饱和溶液均降温到,氯化钠、氯化镁和硫酸镁的溶解度均减小,三种饱和溶液中均有晶体析出,但由于不确定溶液的质量关系,则无法比较析出晶体多少。
(6)海水蒸发过程中,没有新物质生成,属于物理变化;
硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物,硬水中含有较少或不含可溶性钙、镁化合物,则海水淡化过程中,可溶性钙、镁化合物的含量减小。
(7)淡化膜能将物质分离,则与过滤操作相似;
在加压过程中,水进入左侧,但海水中体积较大的盐离子和其他分子不能通过,则右侧海水中溶质的质量不变,氯化钠的质量分数增大。
15.海洋是巨大的资源库。
(1)海水淡化——海洋约占地球表面积的71%
①海水中含有多种微观粒子,其中含量最多的微观粒子是 (填符号)。
②海水不能直接饮用,可以通过淡化进行处理,目前反渗透法(如图1)应用最为广泛。从微观角度分析,图2中最接近海水情况的是 (填字母)。淡化后,右侧海水中氯化钠的溶质质量分数将 (填“变大”“变小”或“不变”)。该方法属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)海水获“盐”
《史记 货殖列传》记载春秋时吴王阖闾就连续不断地在今江苏的淮(安)扬(州)之地“东煮海水为盐”。这样得到食盐的方法在化学上称为 。用煮海水获得的氯化钠中仍然含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质。古人采用“淋盐沥水”(用氯化钠饱和溶液洗涤粗盐)的方法来除去氯化镁等杂质,是因为 。
(3)海水中镁元素的存在形式以氯化镁为主,从海水中提取金属镁的主要步骤如图:
①向海水中加入石灰乳时,发生反应的化学方程式为 。
②操作X的名称是 。
③电解氯化镁时,除得到镁外,还能得到一种气体单质,该气体是 。
(4)海洋碳汇,也叫蓝色碳汇,是利用海洋活动和海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在海洋中的过程。其中主要的物质转化如下图所示。通常海水的pH值在8.1左右。
①根据以上信息,二氧化碳在海水中的溶解能力比在纯水中 (选填“强”或“弱”)。
②钙化作用时释放的CO2来自 (填“Na2CO3或NaHCO3”)。
③分析以上过程,下列说法正确的是 。
A.钙化作用能将海水吸收的CO2全部全部转化为CaCO3
B.海洋碳汇将CO2以有机物和无机物的形式固定下来
C.该循环能减少大气中的CO2,有利于“碳达峰”“碳中和”目标的实现
【答案】(1) H2O C 变大 物理
(2) 蒸发结晶 氯化钠饱和溶液不能溶解氯化钠但可以溶解氯化镁等杂质
(3) Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2↓ 蒸发 氯气/Cl2
(4) 强 NaHCO3 B
【解析】(1)①海水中含有多种微观粒子,其中含量最多的微观粒子是水分子,故填:H2O。
②海水中存在钠离子和氯离子和水分子,故图2中最接近海水情况的是C。淡化后,水分子通过分离膜进入左侧,右侧海水中氯化钠的溶质质量分数将变大。该方法没有新物质生成,属于物理变化。
(2)“东煮海水为盐”。这样得到食盐的方法在化学上称为蒸发结晶。
古人采用“淋盐沥水”(用氯化钠饱和溶液洗涤粗盐)的方法来除去氯化镁等杂质,是因为氯化钠饱和溶液不能溶解氯化钠但可以溶解氯化镁等杂质。
(3)①向海水中加入石灰乳时,氯化镁和石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,发生反应的化学方程式为。
②氯化镁溶液通过操作X变为晶体,操作X的名称是蒸发。
③电解氯化镁时,除得到镁外,还能得到一种气体单质,根据质量守恒定律为氯气。
(4)①海洋活动和海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在海洋中,根据以上信息,二氧化碳在海水中的溶解能力比在纯水中强,故填:强。
②氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,钙化作用时释放的CO2来自碳酸氢钠,故填:NaHCO3。
③A.钙化作用还释放了一部分二氧化碳,不能将海水吸收的CO2全部全部转化为CaCO3,错误;
B.海洋碳汇是利用海洋活动和海洋生物吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在海洋中的过程,海洋碳汇将CO2以有机物和无机物的形式固定下来,正确;
C.该循环能减少大气中的CO2,但会改变海水的pH,影响海洋生态,不利于达成“碳达峰”“碳中和”的最终目标,错误。
故选:B。
16.化学兴趣小组的同学们利用寒假时间,通过参观场馆、采访专家、实验模拟等形式,就“海洋资源的综合利用”展开了项目式学习。
活动一:认识海洋资源。
【查阅资料】
(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是 (写一种)。
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等11种 (填“元素”“原子”或“单质”)占海水所溶解物质总质量的以上,从中可以提取50多种化学物质。
活动二:了解海水淡化。
【采访专家】同学们了解蒸馏法和膜分离法(如图1)是两种常用的海水淡化方法,图中加压后钠离子、镁离子等不能通过反渗透膜。
【交流心得】
(3)将海水蒸发淡化的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)淡化后的水属于 (“软水”或“硬水”)。
(5)利用石墨烯光热材料可高效处理海水(如图2),该技术通过构建多级微孔道复合蒸发器,利用太阳光实现水蒸发,复合蒸发器净水过程,利用石墨烯具有 的性质(写一种)。该过程中水分子的 (选填“间隔”或“种类”)发生改变。
活动三:海水晒盐
莆田盐场是我省海盐产量最大的盐场,盐场生产食盐的主要流程如图。
(6)上述流程对应实验室中的基本操作是取样、 、过滤、洗涤。
(7)海水中含有在30℃时,为从1000g海水中获得不含的NaCl,收盐前应该剩余水的质量最少为 (列出计算式)。注:NaCl、溶解度如表。
温度/℃ 30
不同物质的溶 NaCl
(8)用饱和的NaCl溶液进行洗盐,其目的是 。
【答案】(1)化学资源、矿石资源、生物资源
(2)元素
(3)物理
(4)软水
(5) 导热性 间隔
(6)蒸发
(7)
(8)除去NaCl晶体表面附着的等杂质,同时减少NaCl晶体的溶解损失
【解析】(1)海洋除蕴含着丰富的水资源外,还可为人类提供的资源是化学资源、矿石资源、生物资源等;
(2)海水中的氯、钠、镁、钾、溴等是以元素的形式存在于海水中,它们占海水所溶解物质总质量的以上,从这些元素组成的物质中可以提取50多种化学物质;
(3)海水蒸发淡化的过程中没有新物质生成,属于物理变化;
(4)淡化后的水中几乎不含可溶性钙、镁化合物,属于软水;
(5)利用石墨烯光热材料可高效处理海水,该技术通过构建多级微孔道复合蒸发器,利用太阳光实现水蒸发,复合蒸发器净水过程,利用了石墨烯具有良好的导热性;该过程中水蒸发变为水蒸气,水分子的间隔发生改变,水分子的种类没有发生改变;
(6)海水晒盐的流程对应实验室中的基本操作是取样、蒸发、过滤、洗涤;
(7)由表格数据可知,30℃时硫酸镁的溶解度为38.9g,已知1000g海水中含有3.3g硫酸镁,设溶解3.3g硫酸镁至少需要水的质量为x,则,解得,因此为获得不含硫酸镁的氯化钠,收盐前应该剩余水的质量最少为;
(8)用饱和的NaCl溶液进行洗盐,是因为饱和NaCl溶液不能再溶解NaCl,但可以溶解等杂质,所以其目的是除去NaCl晶体表面附着的等杂质,同时减少NaCl晶体的溶解损失。
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