資源簡介

初中化學 海洋化學資源-解讀海底礦物和海水淡化
一、考點突破
知識點 考綱要求 題型 說明
可燃冰 錳結核
海水淡化 1. 知道海底礦物有哪些；
2. 認識海水淡化的方法，理解海水淡化最常用的方法原理；
3. 了解海洋資源包括的種類及保護措施 選擇題
填空題 海底礦物，尤其是可燃冰，被譽為21世紀新型能源，是中考出題的熱點，在中考中占2－8分。
二、重難點提示
重點：海底礦物；海水淡化的方法。
難點：可燃冰的認識；理解海水淡化常用的方法原理。
考點精講：
知識點一：海洋資源
1. 海洋資源的種類
2. 海洋環境保護
知識點二：海底礦物
1. 常規礦產資源：煤、石油、天然氣等。
2. 新型礦產資源：
（1）可燃冰——天然氣水合物，主要成分是甲烷，它是由天然氣和水在低溫、高壓的條件下形成的冰狀固體，因為極易燃燒，故稱“可燃冰”。優點是：燃燒產生的熱量多，燃燒后無殘渣和廢棄物，被科學家譽為“未來能源”，“21世紀能源”。可燃冰燃燒的化學方程式為：。
（2）錳結核：
它是一種含有多種金屬的礦物，它含有錳、鐵、鎳、銅、鈷、鈦等20多種金屬元素，是一種多金屬結核，因為其中錳的含量最高，故也稱“錳結核”。多金屬結核的全球總儲量在30000億噸以上。
知識點三：海水淡化
地球上可供人類使用的淡水資源僅占總水量的0.3%，且在時間和空間上分布不均衡；淡水資源的緊缺越來越成為制約社會發展的重要因素，從浩瀚的海洋中獲取淡水，對解決淡水危機具有重要意義。
海水和淡水的區別就是：海水中鹽類（主要是氯化鈉）含量高，淡水中鹽類含量低；海水淡化的含義就是將海水中的鹽類除去，變為鹽類含量低的淡水；區分海水和淡水的方法，就是向樣品溶液中加入硝酸銀溶液，因為海水中的氯化鈉會跟硝酸銀反應生成氯化銀白色沉淀，反應化學方程式為：AgNO3＋NaCl＝NaNO3 ＋AgCl↓。
現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法，目前應用反滲透膜的反滲透法以其設備簡單、易于維護和設備模塊化的優點迅速占領市場，逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。
【隨堂練習】（株洲中考）地球上可利用的淡水不到總水量的1%，我們應愛護水資源。下列有關水的說法正確的是（ ）
A. 海水都是混合物，淡水都是純凈物
B. 通過水的電解實驗可以得到“水是由氫氣和氧氣組成”的結論
C. 愛護水資源主要應從節約用水和防治水體污染兩方面采取措施
D. 硬水是含有可溶性鈣、鎂化合物的水，軟水是不含可溶性鈣、鎂化合物的水
思路分析：A. 海水是混合物，淡水雖然可溶性鹽類少了，但還是混合物；B. 通過水的電解實驗可以得到“水是由氫元素和氧元素組成”的結論，但水中沒有氫氣和氧氣；C. 愛護水資源主要應從節約用水和防治水體污染兩方面采取措施，說法正確；D. 硬水是含可溶性鈣、鎂化合物較多的水，軟水是含可溶性鈣、鎂化合物較少的水。
答案：C
提分寶典：
【方法提煉】
海水淡化的方法
1. 蒸餾-冷凝法，裝置如下圖：
?
（1）實驗儀器藥品：酒精燈、試管、單孔橡皮塞、玻璃導管、鐵架臺、燒杯、膠頭滴管、海水、硝酸銀溶液?
（2）步驟：
①按上圖組裝儀器，并檢查裝置氣密性?
②向a試管中加入5～10mL海水，塞好橡皮塞，用酒精燈加熱；一段時間后a試管中溶液沸騰，b中逐漸有無色透明液體生成。?
③一段時間后拆除裝置，向B試管滴加硝酸銀，無白色沉淀產生。?
（3）結論：蒸餾能使海水淡化。?
2. 膜分離技術淡化海水：?
膜分離技術淡化海水是利用一種只允許水分子通過而不允許鹽類的離子通過的高分子膜，像過篩子一樣把水和溶解在海水中的鹽分離的方法，其原理是將海水加壓，海水中的水分子通過淡化膜，從而使海水得到淡化。
3. 結晶法:
是在海水中加入極易揮發的物質丁烷，丁烷揮發帶走海水的熱量使海水結冰，從而使海水和鹽分分離。
化學新視角：
大有前景的可燃冰技術
可燃冰的學名為“天然氣水合物”，是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結晶而成的“冰塊”。“冰塊”里甲烷占80%～99.9%，可直接點燃，燃燒后幾乎不產生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。西方學者稱其為“21世紀能源”或“未來能源”。
1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。科學家估計，海底可燃冰分布的范圍約4000萬平方公里，占海洋總面積的10%，海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。
隨著研究和勘測調查的深入，世界海洋中發現的可燃冰逐漸增加，1993年海底發現57處，2001年增加到88處。據探查估算，美國東南海岸外的布萊克海嶺，可燃冰資源量多達180億噸，可滿足美國105年的天然氣消耗；日本海及其周圍可燃冰資源可供日本使用100年以上。
據專家估計，全世界石油總儲量在2700億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有50～60年，全世界的石油資源將消耗殆盡。可燃冰的發現，讓陷入能源危機的人類看到新希望。
同步練習：
（答題時間：20分鐘）
1. 為了區別海水和蒸餾水，可加入下列哪種試劑（ ）
A. 紫色石蕊試液 B. 硝酸銀溶液 C. 氫氧化鈉溶液 D. 酚酞試液
2. 下列關于“可燃冰”的說法正確的是（　　）
A. “可燃冰”存在于海洋表面
B. “可燃冰”能燃燒，所以水也有可燃性
C. “可燃冰”燃燒后幾乎不產生任何殘渣或廢氣
D. “可燃冰”就是天然氣冷卻后得到的固體
*3. 如圖是用蒸餾法淡化海水的簡易裝置，對該裝置的認識錯誤的是（　　）
A. 加熱前應檢查裝置的氣密性
B. 試管①與試管③中的水分子結構不同
C. 導管②中主要發生水三態變化中的液化過程
D. 試管①中溶質的質量分數越來越大
4. 以下做法對防止海洋污染無益的是（ ）
A. 沿海城市的污水需處理后再排放
B. 要求化工廠設計利用綠色化學工藝
C. 建立垃圾回收機制
D. 將廢舊電池等難以利用的固體垃圾填入深海
5. 下列方法不能用來淡化海水的是（ ）
A. 加熱蒸發 B. 過濾 C. 使海水結冰脫鹽 D. 多級閃急蒸餾
*6. 21世紀是海洋開發與利用的世紀，山東半島規劃確立了“藍色經濟”發展戰略，海洋化學資源的綜合利用將是重點發展領域之一。以下是某研究性學習小組在探究海水綜合利用過程中遇到的問題，請你參與解決并填空：
問題一：海水制鎂過程中如何富集鎂離子?
甲、乙、丙三位同學各自提出自己的設想：
甲：直接往海水中加入石灰乳。
乙：高溫加熱蒸發海水后，加入石灰乳。
丙：向曬鹽后的鹵水中，加入石灰乳。
通過分析比較，你認為________的設想最為經濟合理（選填“甲”“乙”或“丙”）。
問題二：如何對海水進行淡化?
甲同學設計了如下淡化過程：
①按下圖組裝儀器并檢查裝置氣密性。
②向大試管中加入5～10mL海水，塞好橡皮塞，用酒精燈加熱。加熱一段時間后，小試管內收集到很少液體，試管口有大量白霧。
乙同學建議對該裝置進行改進，你認為改進的措施為?____________________________。
③向小試管里的冷凝水中滴加幾滴硝酸銀溶液，現象為?__________________________。
甲同學通過上述實驗探究，得出的結論是_________________________。
**7. 現有含雜質的氯化鎂樣品10 g（雜質不溶于水，也不參加反應），向其中加入一定量的氫氧化鈉溶液恰好完全反應，過濾，得到117 g質量分數為10%的溶液。求：
（1）樣品中氯化鎂的質量分數；
（2）所加入氫氧化鈉溶液的質量分數（計算結果精確到0.1%）。
答案：
1. B 解析：根據化學反應可知，海水中含有氯離子，能與硝酸銀溶液反應生成氯化銀沉淀。
2. C 解析：可燃冰是天然氣和水在低溫、高壓條件下形成的冰狀固體，不可能存在于海洋表面，A、D錯；可燃冰與水性質不同，B錯。
3. B 解析：為避免水蒸氣逸散，加熱前應檢查裝置的氣密性；水蒸氣冷凝屬于物理變化，水分子結構沒有發生變化；導管②中水蒸氣液化為液態水；試管①中隨著水的蒸發，溶質的質量分數越來越大。
4. D 解析：我們日常所用的普通干電池，主要有酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池兩類，它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等各種金屬物質，廢舊電池被遺棄后，電池的外殼會慢慢腐蝕，其中的重金屬物質會逐漸滲入水體和土壤，造成污染。重金屬污染的最大特點是它在自然界不能降解。將廢舊電池等難以利用的固體垃圾填入深海，會將海洋污染，一粒紐扣電池可污染60萬升水，等于一個人一生的飲水量。
5. B 解析：過濾只能除去水中的不溶性雜質，而不能除去水中的不溶性鹽類。所以不能將海水淡化。
6. 問題一：丙
問題二：②將小試管內的長導管加長；使用冷凝管；將小試管放在盛有冰水的燒杯中（答出一項即可，其他合理答案均可）
③無沉淀生成（或無明顯現象）　將海水蒸餾可以得到淡水
解析：問題一：曬鹽后的鹵水中富含鎂離子，此時加入石灰乳，會生成較多的氫氧化鎂。問題二：該實驗需將水蒸氣重新冷凝得到液態淡水，如何操作才能使冷凝效果更好是設計實驗的關鍵，方法很多，如將小試管內的長導管加長、使用冷凝管、將小試管放在盛有冰水的燒杯中、在導管上纏繞濕冷的毛巾等；硝酸銀溶液與氯離子可生成氯化銀白色沉淀，而蒸餾得到的水中沒有氯離子，因而不會得到沉淀；根據加入硝酸銀無明顯現象可得出結論：蒸餾法可淡化海水。
7. 解：117 g質量分數為10%的溶液中氯化鈉的質量是117 g×10%=11.7 g
設樣品中氯化鎂的質量為x，消耗氫氧化鈉的質量為y，
MgCl2+2NaOHMg（OH）2↓+2NaCl
95 80 117
x y 11.7 g
=　 x=9.5 g　 　=　 y=8 g
（1）樣品中氯化鎂的質量分數是×100%=95%；
（2）據質量守恒定律可知氫氧化鎂的質量是9.5 g+8 g-11.7 g=5.8 g，氫氧化鈉溶液的質量=117 g+5.8 g-9.5 g=113.3 g，
則加入的氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為×100%≈7.1%
答：（1）樣品中氯化鎂的質量分數為95%；（2）氫氧化鈉溶液中溶質的質量分數為7.1%。??
解析：本題考查有關化學方程式的計算。由化學方程式可知，反應后所得溶液的溶質為氯化鈉，根據氯化鈉的質量可求得參加反應的氯化鎂的質量，進而可求得樣品中氯化鎂的質量分數；結合質量守恒定律可求得氫氧化鈉溶液的質量，將求得的氫氧化鈉質量除以氫氧化鈉溶液的質量可求得溶質質量分數。

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