资源简介

初中化学 海洋化学资源-解读海底矿物和海水淡化
一、考点突破
知识点 考纲要求 题型 说明
可燃冰 锰结核
海水淡化 1. 知道海底矿物有哪些；
2. 认识海水淡化的方法，理解海水淡化最常用的方法原理；
3. 了解海洋资源包括的种类及保护措施 选择题
填空题 海底矿物，尤其是可燃冰，被誉为21世纪新型能源，是中考出题的热点，在中考中占2－8分。
二、重难点提示
重点：海底矿物；海水淡化的方法。
难点：可燃冰的认识；理解海水淡化常用的方法原理。
考点精讲：
知识点一：海洋资源
1. 海洋资源的种类
2. 海洋环境保护
知识点二：海底矿物
1. 常规矿产资源：煤、石油、天然气等。
2. 新型矿产资源：
（1）可燃冰——天然气水合物，主要成分是甲烷，它是由天然气和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体，因为极易燃烧，故称“可燃冰”。优点是：燃烧产生的热量多，燃烧后无残渣和废弃物，被科学家誉为“未来能源”，“21世纪能源”。可燃冰燃烧的化学方程式为：。
（2）锰结核：
它是一种含有多种金属的矿物，它含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素，是一种多金属结核，因为其中锰的含量最高，故也称“锰结核”。多金属结核的全球总储量在30000亿吨以上。
知识点三：海水淡化
地球上可供人类使用的淡水资源仅占总水量的0.3%，且在时间和空间上分布不均衡；淡水资源的紧缺越来越成为制约社会发展的重要因素，从浩瀚的海洋中获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。
海水和淡水的区别就是：海水中盐类（主要是氯化钠）含量高，淡水中盐类含量低；海水淡化的含义就是将海水中的盐类除去，变为盐类含量低的淡水；区分海水和淡水的方法，就是向样品溶液中加入硝酸银溶液，因为海水中的氯化钠会跟硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，反应化学方程式为：AgNO3＋NaCl＝NaNO3 ＋AgCl↓。
现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。
【随堂练习】（株洲中考）地球上可利用的淡水不到总水量的1%，我们应爱护水资源。下列有关水的说法正确的是（ ）
A. 海水都是混合物，淡水都是纯净物
B. 通过水的电解实验可以得到“水是由氢气和氧气组成”的结论
C. 爱护水资源主要应从节约用水和防治水体污染两方面采取措施
D. 硬水是含有可溶性钙、镁化合物的水，软水是不含可溶性钙、镁化合物的水
思路分析：A. 海水是混合物，淡水虽然可溶性盐类少了，但还是混合物；B. 通过水的电解实验可以得到“水是由氢元素和氧元素组成”的结论，但水中没有氢气和氧气；C. 爱护水资源主要应从节约用水和防治水体污染两方面采取措施，说法正确；D. 硬水是含可溶性钙、镁化合物较多的水，软水是含可溶性钙、镁化合物较少的水。
答案：C
提分宝典：
【方法提炼】
海水淡化的方法
1. 蒸馏-冷凝法，装置如下图：
?
（1）实验仪器药品：酒精灯、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、铁架台、烧杯、胶头滴管、海水、硝酸银溶液?
（2）步骤：
①按上图组装仪器，并检查装置气密性?
②向a试管中加入5～10mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热；一段时间后a试管中溶液沸腾，b中逐渐有无色透明液体生成。?
③一段时间后拆除装置，向B试管滴加硝酸银，无白色沉淀产生。?
（3）结论：蒸馏能使海水淡化。?
2. 膜分离技术淡化海水：?
膜分离技术淡化海水是利用一种只允许水分子通过而不允许盐类的离子通过的高分子膜，像过筛子一样把水和溶解在海水中的盐分离的方法，其原理是将海水加压，海水中的水分子通过淡化膜，从而使海水得到淡化。
3. 结晶法:
是在海水中加入极易挥发的物质丁烷，丁烷挥发带走海水的热量使海水结冰，从而使海水和盐分分离。
化学新视角：
大有前景的可燃冰技术
可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。
1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。
随着研究和勘测调查的深入，世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加，1993年海底发现57处，2001年增加到88处。据探查估算，美国东南海岸外的布莱克海岭，可燃冰资源量多达180亿吨，可满足美国105年的天然气消耗；日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。
据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50～60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。
同步练习：
（答题时间：20分钟）
1. 为了区别海水和蒸馏水，可加入下列哪种试剂（ ）
A. 紫色石蕊试液 B. 硝酸银溶液 C. 氢氧化钠溶液 D. 酚酞试液
2. 下列关于“可燃冰”的说法正确的是（　　）
A. “可燃冰”存在于海洋表面
B. “可燃冰”能燃烧，所以水也有可燃性
C. “可燃冰”燃烧后几乎不产生任何残渣或废气
D. “可燃冰”就是天然气冷却后得到的固体
*3. 如图是用蒸馏法淡化海水的简易装置，对该装置的认识错误的是（　　）
A. 加热前应检查装置的气密性
B. 试管①与试管③中的水分子结构不同
C. 导管②中主要发生水三态变化中的液化过程
D. 试管①中溶质的质量分数越来越大
4. 以下做法对防止海洋污染无益的是（ ）
A. 沿海城市的污水需处理后再排放
B. 要求化工厂设计利用绿色化学工艺
C. 建立垃圾回收机制
D. 将废旧电池等难以利用的固体垃圾填入深海
5. 下列方法不能用来淡化海水的是（ ）
A. 加热蒸发 B. 过滤 C. 使海水结冰脱盐 D. 多级闪急蒸馏
*6. 21世纪是海洋开发与利用的世纪，山东半岛规划确立了“蓝色经济”发展战略，海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一。以下是某研究性学习小组在探究海水综合利用过程中遇到的问题，请你参与解决并填空：
问题一：海水制镁过程中如何富集镁离子?
甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想：
甲：直接往海水中加入石灰乳。
乙：高温加热蒸发海水后，加入石灰乳。
丙：向晒盐后的卤水中，加入石灰乳。
通过分析比较，你认为________的设想最为经济合理（选填“甲”“乙”或“丙”）。
问题二：如何对海水进行淡化?
甲同学设计了如下淡化过程：
①按下图组装仪器并检查装置气密性。
②向大试管中加入5～10mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热。加热一段时间后，小试管内收集到很少液体，试管口有大量白雾。
乙同学建议对该装置进行改进，你认为改进的措施为?____________________________。
③向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，现象为?__________________________。
甲同学通过上述实验探究，得出的结论是_________________________。
**7. 现有含杂质的氯化镁样品10 g（杂质不溶于水，也不参加反应），向其中加入一定量的氢氧化钠溶液恰好完全反应，过滤，得到117 g质量分数为10%的溶液。求：
（1）样品中氯化镁的质量分数；
（2）所加入氢氧化钠溶液的质量分数（计算结果精确到0.1%）。
答案：
1. B 解析：根据化学反应可知，海水中含有氯离子，能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀。
2. C 解析：可燃冰是天然气和水在低温、高压条件下形成的冰状固体，不可能存在于海洋表面，A、D错；可燃冰与水性质不同，B错。
3. B 解析：为避免水蒸气逸散，加热前应检查装置的气密性；水蒸气冷凝属于物理变化，水分子结构没有发生变化；导管②中水蒸气液化为液态水；试管①中随着水的蒸发，溶质的质量分数越来越大。
4. D 解析：我们日常所用的普通干电池，主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类，它们都含有汞、锰、镉、铅、锌等各种金属物质，废旧电池被遗弃后，电池的外壳会慢慢腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤，造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界不能降解。将废旧电池等难以利用的固体垃圾填入深海，会将海洋污染，一粒纽扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量。
5. B 解析：过滤只能除去水中的不溶性杂质，而不能除去水中的不溶性盐类。所以不能将海水淡化。
6. 问题一：丙
问题二：②将小试管内的长导管加长；使用冷凝管；将小试管放在盛有冰水的烧杯中（答出一项即可，其他合理答案均可）
③无沉淀生成（或无明显现象）　将海水蒸馏可以得到淡水
解析：问题一：晒盐后的卤水中富含镁离子，此时加入石灰乳，会生成较多的氢氧化镁。问题二：该实验需将水蒸气重新冷凝得到液态淡水，如何操作才能使冷凝效果更好是设计实验的关键，方法很多，如将小试管内的长导管加长、使用冷凝管、将小试管放在盛有冰水的烧杯中、在导管上缠绕湿冷的毛巾等；硝酸银溶液与氯离子可生成氯化银白色沉淀，而蒸馏得到的水中没有氯离子，因而不会得到沉淀；根据加入硝酸银无明显现象可得出结论：蒸馏法可淡化海水。
7. 解：117 g质量分数为10%的溶液中氯化钠的质量是117 g×10%=11.7 g
设样品中氯化镁的质量为x，消耗氢氧化钠的质量为y，
MgCl2+2NaOHMg（OH）2↓+2NaCl
95 80 117
x y 11.7 g
=　 x=9.5 g　 　=　 y=8 g
（1）样品中氯化镁的质量分数是×100%=95%；
（2）据质量守恒定律可知氢氧化镁的质量是9.5 g+8 g-11.7 g=5.8 g，氢氧化钠溶液的质量=117 g+5.8 g-9.5 g=113.3 g，
则加入的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为×100%≈7.1%
答：（1）样品中氯化镁的质量分数为95%；（2）氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为7.1%。??
解析：本题考查有关化学方程式的计算。由化学方程式可知，反应后所得溶液的溶质为氯化钠，根据氯化钠的质量可求得参加反应的氯化镁的质量，进而可求得样品中氯化镁的质量分数；结合质量守恒定律可求得氢氧化钠溶液的质量，将求得的氢氧化钠质量除以氢氧化钠溶液的质量可求得溶质质量分数。

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