初中鲁教版第一节 海洋化学资源学案
展开第一节 海洋化学资源
海水中的物质
1.盐在海水中的存在形式:以离子形式存在。
(1)含量较多的阳离子:Na+、Mg2+、Ca2+、K+等。
(2)含量较多的阴离子:Cl-、SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) 等。
2.海水制镁
(1)原理
(2)反应方程式
①__Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2__
②__Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O__
③__MgCl2 eq \(=====,\s\up7(通电)) Mg+Cl2↑__
海底矿物
1.主要海底矿物
(1)蕴藏着大量的煤、石油、天然气等常规化石燃料。
(2)可燃冰——天然气水合物。
①形成:由天然气[主要成分为__甲烷(CH4)__]和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体,极易燃烧。
②优点:同等条件下燃烧产生的能量比煤或石油多,属清洁无污染能源。
(3)多金属结核:也称锰结核,含有锰、铁、镍、铜等20多种金属元素。
2.防止海洋污染的措施
主要措施有:__海洋环境立法__、__建立海洋自然保护区__、__加强海洋环境监测__、提高消除污染的技术水平等。
【化学与生活】
从海水中沉淀氢氧化镁时选用石灰乳,而不用氢氧化钠,是因为氢氧化钠价格高且具有强腐蚀性;也不用澄清石灰水,是因为澄清石灰水中氢氧化钙的含量低。
【易错导思】
海水中含有氯化镁,在提取金属镁的过程中要经过好几步操作才得到氯化镁固体。有些同学认为可以直接将海水蒸发得到氯化镁,这种做法可行吗?为什么?
提示:不可行。因为蒸发海水得到的氯化镁含量少,纯度太低,利用化学反应可以将氯化镁富集起来,从而得到纯净的氯化镁固体。
【概念辨析】
蒸馏是混合物分离的一种方法,它是靠达到“沸点”而蒸发出气体,然后通过冷凝变为液体,其过程是物理变化的过程;膜法是根据物质的颗粒大小不同进行分离,水分子能透过高分子膜,而盐的离子则不能透过。
海水淡化
1.实验探究:蒸馏法淡化海水。
【实验装置】(如下图)
【实验步骤与现象】
【实验结论】采用蒸馏法可得到不含盐的蒸馏水。
2.海水淡化的方法:主要是膜法和热法,膜法又称反渗透法,热法中较为常用的是低温多效蒸馏法和__多级闪急蒸馏法__。
【易错导思】
在蒸馏法淡化海水的装置图中,导管设计的比较长,你认为这样做的目的是什么?
提示:目的是延长水蒸气在导管中的滞留时间,使热的水蒸气能通过管壁跟更多的空气进行热交换,有利于冷凝。
【归纳总结】
改善冷凝效果的常见方法
(1)在烧杯外添加更好的制冷剂(冰雪、干冰、液氮、液化气等)。
(2)延长导气管,主要是增加散热面积,提高热传递效率。
(3)将导气管更换为冷凝管或在导气管上包上冷毛巾。
知识点 海水提镁
【典例】(2021·泰安中考)海水是一种重要资源,利用海水可制取镁等物质,某化学兴趣小组的同学设计了如下实验流程进行实验:
分析该流程图,下列说法错误的是(D)
A.操作Ⅰ,操作Ⅲ都需用到的玻璃仪器是玻璃棒
B.固体B是Mg(OH)2,试剂X是盐酸
C.加入NaOH溶液应过量,其目的是使MgCl2完全反应
D.处理等量海水,若将NaOH溶液换成石灰乳,既能节约成本又能提高镁的产量
【归纳总结】 用海水提取镁的基本操作原理
(1)设计要求:能将海水中的镁元素富集,得到产生镁的直接原料——氯化镁。
(2)基本操作原理:
①搅拌:海水中加入足量石灰乳后搅拌,使MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀;
②过滤:将生成的Mg(OH)2沉淀从液体中分离出来;
③加盐酸:将Mg(OH)2转化为MgCl2;
④蒸发:用蒸发的方法从溶液中得到MgCl2固体。
【变式训练】
镁及其合金是一种用途广泛的金属材料,大量的金属镁是从海水或卤水中提取的,其主要步骤见如图:
(1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2,试剂①可以选用__氢氧化钠溶液(合理即可)__;
(2)加入试剂①后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是__过滤__;
(3)试剂②可以选用__稀盐酸__;
(4)通电后,MgCl2分解生成Mg和Cl2的化学反应方程式__MgCl2 eq \(=====,\s\up7(通电)) Mg+Cl2↑__。
1.(2020·滨州中考)我市地处沿海,海洋资源丰富,综合开发海洋资源前景十分广阔。你认为海水中含量最多的金属元素是(B)
A.铝 B.钠 C.钙 D.铁
2.下列关于海洋资源的叙述中,不正确的是(B)
A.海洋资源包括化学资源、矿产资源、动力资源和生物资源等
B.海底蕴藏着无以计数的能源,所以我们不用担心未来的能源问题
C.在合理开发海洋资源的同时,应重视保护海洋环境
D.从海洋中获得淡水是解决淡水危机的重要途径
3.海底蕴藏着数百种矿产资源。下面列举的各种资源属于海洋矿产资源的是(D)
①海洋石油和天然气 ②海底煤矿
③锰结核 ④海滨矿砂和沙砾
A.只有①② B.只有①④
C.①②③ D.①②③④
4.下列方法可用来淡化海水的是(D)
①蒸馏 ②过滤 ③多级闪急蒸馏法 ④使海水结冰脱盐 ⑤膜法 ⑥加入明矾
A.①②③④⑤ B.①②③④⑤⑥
C.③④⑤ D.①③④⑤
5.下列区分海水和蒸馏水的方法中,不可行的是(D)
A.滴加硝酸银溶液 B.加热蒸发
C.滴加澄清石灰水 D.滴加酚酞试液
6.(2021·梧州中考)我国拥有300万平方千米的海洋专属经济区,海洋资源开发前景十分广阔。下列说法正确的是(D)
A.淡化海水常用的方法有蒸发结晶法和反渗透法
B.海底的矿产资源“可燃冰”的主要成分是一氧化碳
C.海水淡化只能得到淡水,剩余物质不再有利用价值
D.从海水中提取镁时,通常加入石灰乳将镁元素沉淀
7.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(B)
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
8.(2021·湖州中考)大型海水淡化厂采用反渗透膜技术淡化海水,但是需要利用化石燃料供能,成本较高。阿拉伯目前正在建设一面巨大的反射镜,这个装置会将太阳光聚集到一个足球场大小的钢制玻璃穹顶上,汇集后的热量可以使其中的海水蒸发。蒸发后海水的溶质质量分数__变大__(选填“变大”“变小”或“不变”),此过程海水发生的变化是__物理__(选填“物理”或“化学”)变化。
9.(2021·滨州滨城模拟)镁及其合金是一种用途广泛的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取,主要步骤如图:
(1)操作X的名称为__过滤__;加入石灰乳后的反应类型为__复分解反应__。
(2)试剂Y可选用__稀盐酸__,无水MgCl2在熔融状态下通电生成Mg的化学方程式为__MgCl2(熔融) eq \(=====,\s\up7(通电)) Mg+Cl2↑__。
(3)实验室将粗盐制成精盐的过程中,需要多次用到玻璃棒,如溶解、蒸发等操作,其中,蒸发操作时玻璃棒的作用是__搅拌,使其受热均匀,防止液滴飞溅__。
1.浩瀚无际的海洋为人类提供了丰富的资源。用海水制备金属镁,主要有以下步骤:①电解熔融的氯化镁;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是(D)
A.②④⑤③① B.③②④①⑤
C.③④②⑤① D.②④③⑤①
2.下列有关海洋资源及其综合利用的说法正确的是(B)
A.海水中含量最多的物质是NaCl
B.膜法淡化海水是利用了海水中各组分的颗粒大小不同
C.海底的可燃冰大量燃烧后,不会造成温室效应
D.可以从海水中直接提取金属镁
3.如图是从海水中获取淡水的一种装置,关于该装置有下列说法,其中正确的是(B)
A.该方法适用于全世界各个地方
B.该装置得到的淡水可以作为纯净物看待
C.该装置在淡化过程中海水中溶质质量分数会逐渐变小
D.该淡化过程与自来水净化过程原理相同,但净化的程度不同
4.威海是美丽的海滨城市,有较长的海岸线,海洋资源十分丰富。海水中含有丰富的镁元素,目前工业上绝大多数金属镁是从海水中提取的,其生产流程如图:
(1)步骤一中发生反应的化学方程式为__CaO+H2O===Ca(OH)2__,__Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2__。
(2)从上述生产流程中发生的反应中,写出发生中和反应的方程式__Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O__。
(3)在步骤一中分离出沉淀A的方法是__过滤__,需要的玻璃仪器有__烧杯、玻璃棒、漏斗__。
(4)从海水里提取MgCl2时,经历了“MgCl2Mg(OH)2MgCl2”的转化过程,这样做的目的是__将氯化镁富集起来__。
(5)海水淡化常用__多级闪急蒸馏__法和__膜(合理即可)__法,它们的原理分别为__利用减压时水的沸点降低,使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室,逐级蒸发降温,再将水蒸气冷凝成水;海水中各成分的颗粒大小不同,水分子可以通过淡化膜,其他离子不能通过__。
5.(2020·眉山中考)海水资源丰富,工业以海水为原料提取镁的过程如下:
回答下列问题:
(1)操作①的名称是__过滤__。
(2)反应③的化学方程式为__Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O__。
(3)上述反应①②③未涉及的基本反应类型为__置换反应__。
6.我国海岸线曲折,海洋资源十分丰富。
(1)如图所示,从海水中获得淡水的方法是__蒸馏法__,你认为该技术的优点是__节约能源、减少成本__。
(2)从海水中提取金属镁,可按如图流程进行:
①写出步骤Ⅱ发生反应的化学方程式:__Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2__。
②根据流程图,下列说法正确的是__B、C__。
A.步骤Ⅰ通过一步反应即可实现
B.步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的目的是从海水中提纯氯化镁
C.步骤Ⅲ发生了中和反应
D.步骤Ⅴ中化学能转化为电能
③该流程中采取的一种降低成本且减少污染的措施是__将有毒的氯气转化为盐酸,既降低成本又减少污染__。
2019年4月23日,习近平提出构建“海洋命运共同体”,他提出:“我们人类居住的这个蓝色星球,不是被海洋分割成了各个孤岛,而是被海洋连结成了命运共同体,各国人民安危与共。”
(1)南海丰富的资源中,油气属于__混合物__(填“纯净物”或“混合物”)。对石油加热炼制时,根据各成分__沸点__的不同可得到的产品有__汽油__(写一种)。
(2)海底蕴藏丰富的可燃冰资源,可燃冰的主要成分是甲烷的水合物,我国对可燃冰的开采技术已走在世界前列,请写出甲烷燃烧的化学方程式__CH4+2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃)) CO2+2H2O__。
(3)南海中蕴藏5万亿吨以上的锰、3100亿吨镁、170亿吨锡和铜,其中所述锰、镁、铜等是指__元素__(填“单质”“元素”或“原子”)。
(4)南海自古就是中国的!我们要捍卫祖国的领土、领海和资源的完整。在资源的开发利用方面你的一点建议是__合理开发(或有计划开采)__。实验步骤
实验现象
①按上图组装仪器,并手捂试管检查装置的气密性
导管口有__气泡__,松手后导管口处有水柱上升并保持不下降
②加入食盐水,塞好橡皮塞,用酒精灯加热
水__沸腾__,玻璃管上有__水滴__
③往小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液
__无白色沉淀__
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