初中化学鲁教版 (五四制)九年级全册第三单元 海水中的化学1 海洋化学资源课时训练

第三单　元海水中的化学

第一节　海洋化学资源

基础落实

一、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等。

2．海水制镁

(1)原理

海水(或卤水)氢氧化镁氯化镁镁

 (2)反应方程式

①__Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2__

②__Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O__

③__MgCl2Mg＋Cl2↑__

二、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。

三、海水淡化

1．实验探究：蒸馏法淡化海水。

【实验装置】(如图)

【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：目前在世界范围内能做到规模化和产业化的方法主要是__膜法__和热法。

1．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。

2．在蒸馏法淡化海水的装置图中，导管设计比较长，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。

重点探析

考点　海洋化学资源的利用

【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

解析:A．过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，玻璃棒的作用是引流，蒸发可以将溶液中的固体结晶出来，玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅，故说法正确；B.氢氧化钠和氯化镁反应会生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，故说法正确；C.氢氧化钠和氯化镁反应会生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，加入NaOH溶液应过量，其目的是使MgCl2完全反应，故说法正确；D.无论氯化镁与氢氧化钠反应，还是与氢氧化钙反应，根据反应前后镁元素质量守恒，只要参加反应的氯化镁质量相等，最终生成的氢氧化镁的质量一定相等，当再加入稀盐酸充分反应后，同样生成等质量的氯化镁，从而生成等质量的镁，不能提高镁的质量，故说法错误。

从海水中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。

(2022·淄博沂源期末改编)海洋是巨大的资源宝库，请你运用学过的知识回答下列问题：

(1)人类所需要的下列物质，可以从海洋中获取的是__D__(填字母序号)；

①石油　②无机盐　③可燃冰　④锰结核

A．①③④　　　 B．①④

C．②③④      D．全部

(2)从海水中获得淡水方法很多，在世界范围内能做到规模化和产业化的主要有__膜法__和__热法__；

(3)从海水或卤水中制备金属镁流程图(图中A表示加入的物质)如图：

①加入石灰乳的作用是__将海水中的氯化镁转化为氢氧化镁沉淀分离出来__；

②写出氢氧化镁→氯化镁的化学方程式__Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O__；

③在最后一步中能量的转化是__电能__转化为__化学能__。

解析:(1)石油、金属矿物(锰结核)、无机盐、可燃冰等都可以从海洋中获取；(2)海水中含量最多的物质是水；从海水中获取淡水的方法有很多，在世界范围内能做到规模化和产业化的主要是膜法和热法；(3)①氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙；②氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，故化学方程式为Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；③在最后一步中能量的转化是电能转化为化学能。

素养分层

A层 基础必会

1．海洋是人类的资源宝库。下列关于海洋资源说法错误的是(A)

A．海水中质量最多的元素是氯元素

B．除镁之外，还可以从海洋中提取溴、碘等物质

C．可燃冰的主要成分是甲烷，被科学家誉为“未来能源”

D．海水酸化会使海洋生物的碳酸钙外壳遭到破坏

解析:海水中质量最多的物质是水，水中氧元素的质量分数比氢元素的质量分数大，则海水中质量最多的元素是氧元素，故A错误。海水中含有镁、溴、碘等多种元素，除镁之外，还可以从海洋中提取溴、碘等物质，故B正确。海底蕴藏着丰富的可燃冰，可燃冰的主要成分是甲烷，被科学家誉为“未来能源”，故C正确。碳酸钙能与酸反应，海水酸化会使海洋生物的碳酸钙外壳遭到破坏，故D正确。

2．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

解析:海洋矿产资源包括常规化石燃料石油、天然气和煤，海滨矿砂和沙砾以及多金属结核(锰结核)。

3．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

解析:①蒸馏，是把水从海水中分离出来，得到纯净的水，该方法能用来淡化海水；②过滤只能除去水中的不溶性杂质，而海水淡化是除去海水中的可溶性杂质，该方法不能用来淡化海水；③多级闪急蒸馏法的原理是利用减压时水的沸点降低，使高温海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，该方法能用来淡化海水；④使海水结冰脱盐，能将盐与水分开，该方法能用来淡化海水；⑤膜法淡化海水，只有水分子可以通过淡化膜，离子等其他粒子不能通过淡化膜，该方法能用来淡化海水；⑥加入明矾，能对杂质进行吸附，使杂质沉降，不能除去水中溶解的氯化钠，该方法不能用来淡化海水；故①③④⑤可用来淡化海水。

4．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

解析:海水中的氯化钠可与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀，加热蒸发海水可得到固体，氯化镁可与氢氧化钙反应生成氢氧化镁白色沉淀，故A、B、C都能达到区分海水和蒸馏水的目的。

5．(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

解析:A、海水淡化的常用方法有蒸馏法和反渗透法，故选项错误；B、可燃冰的主要成分是甲烷，故选项错误；C、海水淡化后的母液中含有氯化镁等多种化学物质，所以可用于提取多种化工原料，故选项错误；D、从海水中提取镁时，通常加入石灰乳将镁元素变为氢氧化镁沉淀，然后将氢氧化镁转化为氯化镁，最后电解熔融状态的氯化镁便能得到镁，故选项正确。

6．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

解析:为避免水蒸气逸散，加热前应检查装置的气密性；水蒸发和冷凝过程属于物理变化，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。

7．(2022·淄博临淄区期中)镁是一种用途很广的金属材料，从海水中提取镁的主要步骤如图：

提取镁的过程中，试剂A选用__石灰乳__，由MgCl2制取镁的化学方程式为__MgCl2Mg＋Cl2↑__，金属镁的用途有__制烟花和照明弹(合理即可)__(写出一条即可)。

解析:氯化镁与试剂A反应能生成氢氧化镁沉淀，试剂A选用石灰乳，氢氧化钙能与氯化镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙。由MgCl2制取镁，同时生成氯气，反应的化学方程式为MgCl2Mg＋Cl2↑。镁燃烧发出耀眼的白光，金属镁的用途有制烟花和照明弹(合理即可)。

B层 能力进阶

8．地球的淡水资源非常匮乏，水资源大多以海水的形式存在。所以海水淡化就成了我们重要的研究方向。下列原理你觉得不可行的是(C)

A．利用太阳能将海水蒸馏    B．利用高分子膜淡化海水

C．利用过滤除去海水中的盐分  D．利用电渗析法淡化海水

解析:蒸馏是通过加热汽化的方法而将物质分离的一种方法，可利用太阳能将海水蒸馏，故A正确。水分子能通过高分子膜，海水中体积较大的盐离子和其他分子不能通过，可利用高分子膜淡化海水，故B正确。过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，只能除去不溶性杂质，不能除去海水中的盐分，故C错误。电渗析法是利用离子交换膜进行海水淡化的方法，可利用电渗析法淡化海水，故D正确。

9．(2021·滨州滨城区模拟)金属镁广泛应用于火箭、导弹和飞机制造业。从海水或卤水中提取镁的流程如图所示，下列说法中错误的是(D)

A．流程 Ⅰ 中试剂①可使用石灰乳，成本较低

B．流程 Ⅰ、Ⅱ 的主要目的是将海水或卤水中的氯化镁富集起来，提纯氯化镁

C．流程 Ⅱ 涉及的化学反应的微观实质是H＋和OH－反应生成了H2O

D．流程 Ⅲ 将化学能转化为电能

解析:流程 Ⅰ 中试剂①可使用石灰乳，成本较低，A正确；流程 Ⅰ、Ⅱ 的主要目的是将海水或卤水中的氯化镁富集起来，提纯氯化镁，B正确；流程 Ⅱ 涉及的化学反应是中和反应，微观实质是H＋和OH－反应生成了H2O，C正确；流程 Ⅲ 将电能转化成化学能，D不正确。

10．(2022·东营期中)海水淡化可采用膜分离技术。如图所示，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通过淡化膜，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(C)

A．溶质质量增加　　B．溶液质量不变

C．溶剂质量减少    D．溶质质量分数不变

解析: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通过淡化膜，溶剂质量减小，溶质质量不变，溶液质量减小，溶质质量分数增大。

11．(2022·东营利津期中)镁及其合金是用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。如图是工业上提镁的流程，海水中镁元素的主要存在形式是MgCl2和MgSO4。

(1)有项目研究团队研究问题：在海水提镁的过程中如何实现对镁元素的富集？

团队成员提出观点如下。

观点A：直接往海水中加入沉淀剂。

观点B：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂。

观点C：向晒盐后的苦卤水中加入沉淀剂。

通过分析比较，你认为观点__C__(填“A”“B”或“C”)最合理，简述理由：__晒盐能源消耗小，成本低，富集后镁元素或Mg2＋浓度高__。

(2)①“反应池”→……→“中和”过程的主要作用为使MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀；Mg(OH)2再与盐酸反应转化为MgCl2，目的是__富集和提纯MgCl2__。

②反应池中，石灰乳应过量的目的是__使镁元素或Mg2＋完全沉淀__。

③“中和”时，Mg(OH)2与盐酸发生反应的化学方程式是Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。

(3)在上述流程中，可循环使用的物质是氯气。

(4)上述流程中涉及的主要反应类型属于分解反应的是__AB__(填字母)。

A．煅烧贝壳(CaCO3)制取生石灰

B．电解熔融MgCl2制镁和Cl2

C．Cl2和H2反应生产氯化氢

D．用生石灰生产石灰乳

解析:(1)通过分析比较，观点C最合理，是因为晒盐能源消耗小，成本低，富集后镁元素或Mg2＋浓度高。(2)①“反应池”→……→“中和”过程的主要作用为富集和提纯MgCl2。②反应池中，石灰乳应过量的目的是使镁元素或Mg2＋完全沉淀。③“中和”时，Mg(OH)2与盐酸反应生成氯化镁和水，反应的化学方程式是Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。(3)在上述流程中，可循环使用的物质是氯气。(4)A．碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，是分解反应；B.电解熔融MgCl2生成镁和氯气，是分解反应；C.Cl2和H2反应生成氯化氢，是化合反应；D.生石灰与水反应生成熟石灰，是化合反应。

12．我国领海主权不容侵犯，南海是我国的固有领海，蕴藏着丰富的海洋资源。

(1)南海不仅蕴含着大量的煤、石油、天然气等常规能源，还蕴藏着大量的可燃冰。可燃冰(主要成分是CH4)被科学家誉为“未来能源”，CH4燃烧的化学方程式是__CH4＋2O2CO2＋2H2O__，可燃冰作为能源与煤、石油相比的优点是__产生的热量多，污染少__。

(2)南海某岛采用风力发电提供的电能对海水进行了如图1所示的综合利用。

图1

①反渗析法淡化海水是利用海水中各成分的__颗粒大小__不同分离出淡水。

②用苦卤制取金属镁的流程图如图2：

图2

上述转化过程中，所发生的反应属于复分解反应类型的步骤是__Ⅰ、Ⅱ__(填序号)，步骤Ⅱ判断稀盐酸过量的方法为__取适量反应后的溶液于试管中，加入锌粒，产生气泡，说明稀盐酸过量__。利用苦卤制取氢氧化镁比“直接向海水中加入石灰乳制取氢氧化镁”的优势是__苦卤中镁离子的浓度高__。

解析:(1)CH4充分燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O；可燃冰作为能源与煤、石油相比的优点是产生的热量多，污染少。(2)①反渗析法淡化海水是利用海水中各成分的颗粒大小不同分离出淡水。②题述转化过程中，所发生的反应属于复分解反应类型的步骤是Ⅰ、Ⅱ，即氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙，稀盐酸和氢氧化镁反应生成氯化镁和水，都是复分解反应；步骤Ⅱ判断稀盐酸过量的方法：取适量反应后的溶液于试管中，加入锌粒，产生气泡，说明稀盐酸过量；苦卤是经过摊晒、分离出氯化钠的海水，经过浓缩，镁离子的浓度大大提高，因此用苦卤生产氢氧化镁纯度高。