[課標要求]
● 知道海洋是人類的聚寶盆,能說出海洋資源有哪四類?
● 了解海水及海底所蘊藏的主要物質。
● 了解海水的淡化方法
[核心內容]
海水中的化學資源:鹽類物質;提取鎂的過程。
石油和天然氣:占90%(重點介紹可燃冰)。
煤礦:占3.5%
海洋資源的主要類型 海底礦物資源 砂礦和砂礫:占2%
其它礦物:占4.5%,如:錳
結核含20多種金屬元素
海洋生物資源:海洋養殖業,海洋捕撈業。
海洋動力資源:潮汐能,波浪發電。
蒸餾法:最常用的是“多級閃急蒸餾法”。
海水淡化方法 結晶法淡化海水
膜法淡化海水
[要點精講]
1、 海水中的化學資源:海水中溶解著大量的鹽類物質,在海水中水
占其總質量的96.5%,溶解的鹽占3.5%。人們從海水中可以提取多種對人類有用的物質。從海水中提取鎂的過程如下:
石灰乳 鹽酸 通電
例題解析
例1、鎂是用途很廣的金屬材料,目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。主要步驟如下:
試劑a
試劑b 通電
(1)為了使MgCl2轉化成Mg(OH)2,試劑a可選用 ,要使MgCl2完全轉化成沉淀,加入試劑a的量應 ,驗證MgCl2已完全轉化為Mg(OH)2的方法是 。
(2)加入試劑a后,能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是 。
(3)試劑b可以選用 。
(4)無水MgCl2在熔融狀態下,通電會生成鎂Mg和Cl2,寫出該反應的化學方程式 。
解析:本題從實際出發,介紹了化工生產中提取鎂的過程。讓學生們了解生產鎂的化學原理和操作過程。第一問中將MgCl2轉化為Mg(OH)2,用可溶性堿都可以,但考慮到用Ca(OH)2廉價、易得故用石灰乳。驗證MgCl2是否已經完全成Mg(OH)2,實質是檢驗Mg2+的存在,為了使現象更明顯,往往用濃度更大的NaOH溶液,而不用澄清的石灰水。第三問中是將Mg(OH)2“溶解”得到MgCl2,則只能用稀鹽酸,其它氯化物不能將它溶解(因為Mg(OH)2為不溶性堿)。
答案:(1)石灰乳;過量;取上層澄清溶液滴加氫氧化鈉溶液,若有白色沉淀產生,則證明MgCl2沒有完全轉化成Mg(OH)2 ,若無沉淀產生則證明MgCl2已完全轉化成了Mg(OH)2 ;(2)過濾;(3)稀鹽酸;
(4)MgCl2Mg+Cl2↑
2、海底礦物:海洋的底部埋藏著豐富的礦產資源有:(1)有大量的石油、天然氣、煤等化石燃料;(2)可燃冰:主要成分是CH4的水合物,燃燒時污染很少,發熱量比同質量的石油、天然氣、煤高得多,因此被科學家譽為“未來能源”、“21世紀能源”;(3)多金屬結核——錳結核,它含有20多種金屬元素。
例題解析
例題2、目前,化石燃料是人類生產、生活的主要能源。隨著全球能源使用的增長,化石燃料等一些不可再生的能源日趨枯竭。世界各國人民的節能意識正在日趨增強,科學家們也正在開發新能源、研制節能產品、提高化學能的轉化率等方面作者積極的努力。下面是目前正在利用和開發部分能源:煤、石油、天然氣、太陽能、風能、潮汐能、氫氣、“可燃冰”等,回答下列問題:
(1)屬于不可再生能源的是 。
(2)我國“西氣東輸”工程輸送的能源物質是 。
(3)埋藏于海底,目前開采在技術上還存在很大困難的能源物質是 。
(4)通過非化學反應產生能量的能源是 。
解析:化石燃料屬于不可再生能源;從題意“西氣東輸”字面上看,應從氣體能源中尋找答案;埋藏于海地的物質有煤、石油、天然氣、“可燃冰”,但煤、石油、天然氣的開發已經不成問題,開采難度較大的是“可燃冰”;非化學反應產生能量的能源太陽能、風能、潮汐能。
答案:(1)煤、石油、天然氣、“可燃冰”;(2)天然氣;(3)“可燃冰”(4)太陽能、風能、潮汐能。
3、海水淡化:地球上總水量很大,但97%以上的是海水,淡水只占2.53%,而其中可供人類直接使用的淡水還不到總水量的1%。因此從儲量豐富的海水中提取淡水,對解決淡水危機具有重要的意義。目前淡化海水的方法有20多種(如蒸餾法、結晶法、膜法等),其中普遍采用的是蒸餾法中的“多級閃急蒸餾法”。“多級閃急蒸餾法”就是設計了壓強一個比一個低的蒸發室,將他它們連通在一起,當高溫海水從它們中間穿過時,水變為水蒸氣,水蒸氣經冷凝成為淡水。主要原理是:常壓下水的沸點為100攝氏度,壓強降低,水的沸點液降低。
例題解析
例題3、用蒸餾法淡化海水,必須對海水進行預處理,預處理的主要目的是除去海水中細菌、CO2、O2、泥沙、懸浮物和可溶性碳酸鹽及碳酸氫鹽等。碳酸鹽和碳酸氫鹽是用硫酸來除去的。如圖說明A---E各步的作用:
氯氣 硫酸
↓ ↓
→ → → → → →
a
A、 ; B、 ;C、 ;
D、 ;E、 ;
解析:本題介紹了海水淡化的全部過程。通過A至E的多步操作得到了水和鹽的混合物,要得到淡水必須經過蒸餾。
答案:除去泥沙;除去懸浮物;殺菌消毒;除去碳酸鹽和碳酸氫鹽;除去CO2和O2 。
[技能訓練]
一、選擇題(每小題只有一個正確答案)
1、關于海洋資源的說法錯誤的是( )
A.海洋資源包括化學資源、礦物資源、生物資源和動力資源
B.海洋資源就是指海水中的化學資源
C.蒸餾海水可以得到淡水
D.從海水中可以提取多種對人類有用的物質
2、2004年6月5日世界環境日的主題為“海洋存亡,匹夫有責”。海洋資源是人類寶貴的財富,下列措施不屬于保護海洋環境,也不屬于合理利用海洋資源的是( )
A.禁止向大海中排放污水 B.海水曬鹽
C.海水淡化 D.船舶垃圾直接傾到海中
3、現已探明我國南海海地深處有一種固體——“可燃冰”,其化學成分是甲烷水和物,化學式為CH4·8H2O 。下列敘述不正確的是( )
A.可燃冰是由碳、氫、氧三種元素組成的
B.可燃冰燃燒后的生成物是CO2和H2O
C.可燃冰分子中碳、氫、氧原子個數比為1:20:8
D.可燃冰分子中CH4和H2O的質量比為1:8
4、下列關于海水淡化的說法錯誤的是( )
A.海水淡化就是指把海水中的NaCl 除去,
B.將海水蒸發后冷卻可以得到淡水,
C.海水在太陽照射下蒸發成水蒸氣,再遇冷形成降雨是海水的一種自然淡化
D.“多級閃急蒸餾法”是現在采用較普遍的海水淡化方法。
二、非選擇題
5、金屬鎂是廣泛應用于火箭、導彈、飛機制造業的一種重要金屬材料,可通過下列方法制得:
石灰乳 鹽酸 通電
① ② ③
請在上述空格內填寫相應的物質,并寫出相關的化學方程式:
① ②
③
6、海洋是人類巨大的資源寶庫,他蘊含著豐富的 、 、
和 資源,我們可以通過 方法從海水中提取淡水,來解決淡水危機。但我們在開發利用海洋資源的同時,應注重通過海洋環境立法、 、 、 等措施保護海洋環境,這樣才能使我們與環境和諧相處。
拓展提高
7、如圖是制取蒸餾水的裝置。我們也可以用此裝置做淡化海水的實驗,在蒸餾燒瓶中加入約 體積的海水,再加入碎瓷片,所起作用是 ,溫度計的水銀球應位于蒸餾燒瓶支管處,用以測量 溫度, 加熱燒瓶時,注意不使 溫度計
注意觀察,你認為冷凝管中冷凝水的
循環方向為何這樣設置?
。
若停止加熱后直接撤掉冷凝水
有何不可? 。
8、某電鍍廠排放的廢水中含有大量的
有毒重金屬鹽如Ba(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 ,該廠想用氫氧化鉀溶液、鹽酸、硫酸三種試劑將廢水中的重金屬離子逐一變成沉淀回收,最后只得到含一種化肥的中性溶液。假設每種試劑只用一次,每步恰好完全反應。請你按照所加試劑的順序,寫出生成三種沉淀的化學方程式:
第一步:
第二步:
第三步: