魯教版九年級(jí)化學(xué)第19講：海洋化學(xué)資源(教師版)

海洋化學(xué)資源____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.知道海洋中含有的物質(zhì)2.了解海水中的礦物3.掌握海水制鎂的原理4.知道海水淡化的方法與意義一、海水中的物質(zhì)1.物質(zhì)種類(lèi)：水（96.5％）和可溶性鹽（3.5％）2.離子種類(lèi)：Cl-、Na+、SO42-、Mg2+、Ca2+、K+二、海底礦物1.化石燃料：煤、石油、天然氣2.新型礦產(chǎn)資源：天然氣水合物（可燃冰）―未來(lái)能源、21世紀(jì)能源。甲烷燃燒的方程式：CH4+2O2=點(diǎn)燃==CO2+2H2O3.多種金屬礦物：多金屬結(jié)核（錳結(jié)核：猛、鐵、銅、鈷、鈦等20多種金屬元素）三、海水制鎂1.原理：將石灰乳加入海水或鹵水中，沉淀出氫氧化鎂，氫氧化鎂再與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，電解熔融狀態(tài)的氯化鎂，就能制得金屬鎂。2.生產(chǎn)流程：海水或鹵水→氫氧化鎂→氯化鎂→氯化鎂晶體→熔融氯化鎂→鎂3.化學(xué)方程式：MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2通電MgCl2Mg＋Cl2↑通電MgCl2Mg＋Cl2↑注意：從海水中提取MgCl2時(shí)，經(jīng)歷了“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”，的轉(zhuǎn)化過(guò)程，這樣做的目的是：將MgCl2富集起來(lái)，獲得比較純凈的MgCl2.四、海水淡化從海水中獲取淡水，解決日益加劇的淡水危機(jī)1.淡化的方法有（1）熱法（2）膜法（反滲透法），且都是物理方法。熱法中常見(jiàn)的有低溫多效蒸餾法和多級(jí)閃急蒸餾法。其中最常用的是多級(jí)閃急蒸餾法。2.海水與淡水的鑒別：分別取樣加入硝酸銀溶液和稀硝酸，產(chǎn)生大量白色沉淀的是海水，沒(méi)有沉淀（或沉淀很少）的是淡水。知識(shí)點(diǎn)一：海水中的物質(zhì)例1.可用來(lái)鑒別海水與蒸餾水的是（）A.酚酞試液 B.氯化鋇溶液C.氫氧化鈉溶液 D.硝酸銀溶液解析：海水中含有氯離子，可與硝酸銀溶液反應(yīng)生成白色沉淀答案：D知識(shí)點(diǎn)二：海底礦物例2.下列關(guān)于“可燃冰”的說(shuō)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(chǎn)生任何殘?jiān)驈U氣D.“可燃冰”就是天然氣冷卻后得到的固體解析：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(cuò)；可燃冰與水性質(zhì)不同，B錯(cuò)。答案：C知識(shí)點(diǎn)三：海水制鎂例3.（2014聊城期末）浩瀚無(wú)際的海洋為人類(lèi)提供了豐富的資源。由海水制備金屬鎂，主要有以下步驟：①電解熔融的氯化鎂；②加熟石灰；③加鹽酸；④過(guò)濾；⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是（）A.②④⑤③① B.③②④①⑤C.③④②⑤① D.②④③⑤①解析：用海水制鎂應(yīng)先加入Ca(OH)2，Ca(OH)2與MgCl2反應(yīng)產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，過(guò)濾后得到Mg(OH)2固體，然后加入鹽酸，反應(yīng)得到MgCl2溶液，濃縮結(jié)晶得MgCl2固體，電解即得鎂，故選D。答案：D知識(shí)點(diǎn)四：海水淡化例4.如圖是用蒸餾法淡化海水的簡(jiǎn)易裝置，對(duì)該裝置的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是（）A.加熱前應(yīng)檢查裝置的氣密性B.試管①與試管③中的水分子結(jié)構(gòu)不同C.導(dǎo)管②中主要發(fā)生水三態(tài)變化中的液化過(guò)程D.試管①中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越來(lái)越大解析：為避免水蒸氣逸散，加熱前應(yīng)檢查裝置的氣密性；水蒸氣冷凝屬于物理變化，水分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化；導(dǎo)管②中水蒸氣液化為液態(tài)水；試管①中隨著水的蒸發(fā)，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越來(lái)越大。答案：B【基礎(chǔ)演練】1.以下對(duì)自然資源利用的過(guò)程中，只發(fā)生物理變化的是（）答案：C2.青島是一座美麗的海濱城市，減少海洋污染是每個(gè)公民的責(zé)任。下列情況中不會(huì)造成海洋污染的是（）A.垃圾填海 B.油輪泄漏C.海水“曬鹽” D.生活污水排入海洋答案：C3.煙臺(tái)是座美麗的海濱城市。下列對(duì)海洋化學(xué)資源利用的有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.利用多級(jí)閃急蒸餾法淡化海水B.利用風(fēng)吹日曬的方法從海水中得到食鹽C.利用向海水或鹵水中加入石灰乳的方法將海水中的Mg2+富集沉淀出來(lái)D.利用海底蘊(yùn)藏的大量“可燃冰”作燃料，以它為燃料不會(huì)加劇溫室效應(yīng)答案：D4.如圖表示的是海水中溶解的鹽分中各種離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請(qǐng)你根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：（1）海水中含量最多的金屬離子是________(填離子符號(hào))。（2）鎂離子的含量為_(kāi)_______。（3）其中含量最多的非金屬離子和含量第二多的金屬離子形成的化合物的化學(xué)式是________。（4）圖中給出的六種離子可以形成________種鹽，含量最多的鹽是________。答案：（1）Na+（2）3.69%（3）MgCl2（4）8NaCl【鞏固提高】1.2014年我國(guó)啟動(dòng)了對(duì)可燃冰勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)的新一輪系統(tǒng)性研究。科學(xué)研究表明，可燃冰實(shí)際上是一種甲烷水合物，是甲烷與水在低溫、高壓下形成的一種固態(tài)物質(zhì)。下列有關(guān)甲烷和可燃冰的說(shuō)法中，不正確的是（）A.甲烷主要是植物殘?bào)w在隔絕空氣的情況下分解而生成的B.可燃冰燃燒時(shí)火焰呈藍(lán)色C.與煤比較，可燃冰是一種高效能源D.通常情況下，甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味、易與水化合的氣體答案：D2.利用海水淡化技術(shù)可解決缺水問(wèn)題。膜法海水淡化技術(shù)(原理如圖所示)采用對(duì)海水加壓的辦法，使海水中的溶劑分子通過(guò)半透膜，而溶質(zhì)分子很難通過(guò)。下列說(shuō)法正確的是（）A.濃海水中溶質(zhì)質(zhì)量增加B.水分子能通過(guò)半透膜C.濃海水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小D.解決了缺水問(wèn)題，就可以不用節(jié)水了答案：B3.海洋是巨大的資源寶庫(kù)，海水中有大量可以利用的化學(xué)資源，例如氯化鎂、氯化鈉、溴化鉀等。下圖為綜合利用海水制備金屬鎂的流程。該流程中沒(méi)有涉及的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型是（）A.化合反應(yīng) B.分解反應(yīng)C.氧化反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)答案：C4.（2014煙臺(tái)期末）我國(guó)的領(lǐng)海主權(quán)不容侵犯。南海是我國(guó)的固有領(lǐng)海，蘊(yùn)藏著豐富的海洋資源。（1）南海不僅蘊(yùn)含著大量的煤、石油、天然氣等常規(guī)能源，還蘊(yùn)藏著大量的可燃冰。可燃冰(主要成分是CH4)被科學(xué)家譽(yù)為“未來(lái)能源”，CH4燃燒的化學(xué)方程式是_______________________，可燃冰作為能源與煤、石油相比的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________。（2）南海某島采用風(fēng)力發(fā)電提供的電能對(duì)海水進(jìn)行了如圖所示的綜合利用。①反滲析法淡化海水是利用海水中各成分的________不同分離出淡水。②將高鹽度濃縮海水進(jìn)行______________可以分離得到粗鹽。③用苦鹵制取金屬鎂的流程圖如下：苦鹵氫氧化鎂氯化鎂鎂上述轉(zhuǎn)化過(guò)程中，所發(fā)生的反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)類(lèi)型的步驟是________(填序號(hào))，步驟Ⅱ的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________。利用苦鹵制取氫氧化鎂比“直接向海水中加入石灰乳制取氫氧化鎂”的優(yōu)勢(shì)是____________________________________________________。答案：（1）CH4+2O2CO2+2H2O燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)蛷U氣（2）①顆粒大?、谡舭l(fā)結(jié)晶③Ⅰ、ⅡMg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O苦鹵中鎂離子的濃度高（或鎂離子得以富集）1.廣泛應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)制造業(yè)的金屬鎂可以從海水中提取，鎂屬于（）A.礦產(chǎn)資源B.動(dòng)力資源C.化學(xué)資源D.生物資源答案：C2.下列操作不能用來(lái)淡化海水的是（）A.過(guò)濾B.使海水結(jié)冰脫鹽C.加熱蒸餾D.多級(jí)閃急蒸餾答案：A3.為了區(qū)別海水和淡水，可分別加入下列試劑中的（）A.澄清石灰水B.硝酸銀溶液C.酚酞試液D.石蕊試液答案：B4.關(guān)于“可燃冰”的說(shuō)法正確的是（）A.“可燃冰”是純凈物B.“可燃冰”能燃燒，所以水也能燃燒C.“可燃冰”燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)驈U棄物D.“可燃冰”就是天然氣冷卻后得到的固體答案：C5.（2015安順期末）海水中有大量可以利用的化學(xué)資源，如氯化鎂、氯化鈉、溴化鉀等。綜合利用海水制備金屬鎂的流程如下圖所示：（1）貝殼主要成分的化學(xué)式是________________________________________；（2）操作a的名稱(chēng)是______________，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行此項(xiàng)操作，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、_______________________。（3）寫(xiě)出第②步反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________。（4）寫(xiě)出第③步反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________。答案：（1）CaCO3（2）過(guò)濾漏斗（3）CaO+H2O====Ca(OH)2（4）Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2O6.鎂是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂從海水中提取。步驟如圖所示：（1）為了使MgCl2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①可選用______。為了使MgCl2完全轉(zhuǎn)化為沉淀，加入的試劑①的量應(yīng)____________。驗(yàn)證MgCl2已完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2的方法是

_______________________________________________________。（2）加入試劑①后，能分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是

________________。（3）為使工藝符合綠色化學(xué)的原則，以下建議中，可采取的是________。A.電解MgCl2產(chǎn)生的Cl2可循環(huán)使用制取鹽酸B.溶液A可直接排放到河中C.利用海洋潮汐發(fā)電電解MgCl2固體答案：（1）石灰乳[或石灰水或Ca(OH)2]過(guò)量向液體中滴加澄清的石灰水，如無(wú)沉淀產(chǎn)生，則表明液體中MgCl2已反應(yīng)完全（2）過(guò)濾（3）A、C__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.海洋是人類(lèi)巨大的資源寶庫(kù)，海洋資源的開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。下列有關(guān)海洋資源的敘述錯(cuò)誤的是（）A.利用海水可以提取鎂鹽制取鎂B.海水中溶解鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)5%xC.海底蘊(yùn)藏著大量的煤、石油和天然氣D.海洋中蘊(yùn)含著豐富的海洋動(dòng)力資源答案：B2.2013年6月18日，蛟龍?zhí)栐囼?yàn)性應(yīng)用首次下潛成功A.CO2 B.H2OC.CH4 D.CH4·xH2O答案：D3.水是生命之源，海洋是生命的搖籃。國(guó)家海洋局在《中國(guó)海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》中發(fā)布，我國(guó)全海域海水水質(zhì)污染加劇。開(kāi)發(fā)海洋，維持海洋的可持續(xù)發(fā)展是每個(gè)地球公民的神圣職責(zé)。請(qǐng)回答下面關(guān)于海洋的幾個(gè)問(wèn)題：（1）海洋是巨大的資源寶庫(kù)，除海水中的化學(xué)資源和海底礦物資源外，還蘊(yùn)藏著豐富的海洋________資源和海洋________資源。（2）近年來(lái)，我國(guó)多處海域赤潮頻發(fā)。赤潮頻發(fā)的主要原因之一是水體富營(yíng)養(yǎng)化造成藻類(lèi)瘋長(zhǎng)。某種藻類(lèi)的主要成分的化學(xué)式為C106H263O110N16P，其中碳、氮元素的質(zhì)量比為_(kāi)_______。（3）海水淡化是國(guó)際上研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，我國(guó)科學(xué)家在利用高分子膜進(jìn)行海水淡化的研究上取得了一些成績(jī)。如圖所示，右側(cè)為海水，左側(cè)為經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后由右側(cè)海水經(jīng)高分子膜滲透得到的淡水，由此分析高分子膜必須具有的性質(zhì)是___________________________________________。答案：（1）生物動(dòng)力（2）159∶28（3）允許水分子通過(guò)，而其他各種離子無(wú)法通過(guò)4.（2014天津期末）現(xiàn)有含雜質(zhì)的氯化鎂樣品10g(雜質(zhì)不溶于水，也不參加反應(yīng))，向其中加入一定量的氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)，過(guò)濾，得到117g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液。求：（1）樣品中氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2）所加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)。答案：解：117g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的溶液中氯化鈉的質(zhì)量是117g×10%=11.7g設(shè)樣品中氯化鎂的質(zhì)量為x，消耗氫氧化鈉的質(zhì)量為y，MgCl2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaCl9580117xy11.7g=x=9.5g=y=8g。（1）樣品中氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%=95%；（2）據(jù)質(zhì)量守恒定律可知?dú)溲趸V的質(zhì)量是9.5g+8g-11.7g=5.8g，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量=117g+5.8g-9.5g=113.3g，則加入的氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%≈7.1%。答：（1）樣品中氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%；（2）氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.1%。5.（2015青島期末）21世紀(jì)是海洋開(kāi)發(fā)與利用的世紀(jì)，山東半島規(guī)劃確立了“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”發(fā)展戰(zhàn)略，海洋化學(xué)資源的綜合利用將是重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。以下是某研究性學(xué)習(xí)小組