第八单元 第一节　海洋化学资源 同步练习（含答案）

第八单元　海水中的化学
第一节　海洋化学资源
01　　知识管理
海水中溶有大量的盐，如果我们把1 000 g海水加热蒸发，直到把水全部蒸发掉，就能得到约35 g盐。
全球海水中含有的盐类总质量约为5亿亿吨，如果把这些盐平铺在全球陆地上，其厚度可达150 m。
从图中可以看出哪些海水中的之最？
[海水中含量最多的物质是:H2O，
含量前两位的金属元素为:Na 、Mg
金属离子为：Na+、Mg2+
含量最多的非金属离子为Cl–
海水主要含有的盐：NaCl、MgCl2]
人类提取海水中的化学元素，来制备有多种用途的物质。
1．海水制镁
流程：海水或卤水氢氧化镁________镁。
原理：用化学方程式表示(1)_____________________________________________。
(2)_____________________________________________。
(3)_____________________________________________。
从海水中提取镁的注意事项：(1)不能从海水中提取镁的原因：海水中氯化镁的含量低，且杂质较多，需进行富集和提纯。（2）选择石灰乳作沉淀剂的原因：石灰乳易得，成本较低。
从海水中提取MgCl2时，经历了“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”，的转化过程，请分析这样做的目的是什么？
[1.将MgCl2富集起来 2.除去其它杂质]
思考：以海水和贝壳为原料制取镁，用化学方程式表示。
[CaCO3CaO＋CO2↑
CaO+H2O=Ca(OH)2
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
MgCl2Mg+Cl2↑]
海底矿物
不仅海水中含有大量的化学物质，海底也是个巨大的宝藏。地壳里蕴藏着数百种矿产资源，这些矿藏均能在海底找到。海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气等常规化石燃料，人们还在海底发现了一种新型矿产资源——天然气水合物，它是由天然气（主要成分为甲烷）和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体，因其极易燃烧，又被称为“可燃冰”。
可燃冰的符号为CH4·nH2O。
天然气水合物燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多，而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气，被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。
可燃冰燃烧的化学方程式为：
CH4·nH2O。＋2O2CO2＋(n+2)H2O
它的优点是：优点：热值高，污染小
它的缺点是：缺点：开采困难，如果泄漏，引发温室效应
海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物——多金属结核，也称锰结核，它含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等20多种金属元素。多金属结核的全球总储量在30 000亿吨以上。
海洋是巨大的资源宝库，除海水中的化学资源和海底矿物资源外，还蕴含着丰富的海洋生物资源和海洋动力资源。海洋生物资源非常丰富。
海洋动力资源的利用主要有波浪发电、潮汐发电等。
世界各国正在积极开发、利用海洋资源，为扩大人类生存空间、增加资源储备寻求出路。
现代海洋科技迅猛发展，海洋开发水平已经成为衡量各国综合国力的重要指标。但在海洋资源的开发过程中，可能会出现海洋污染现象。常见的海洋污染现象有油轮漏油、向海里倾倒垃圾、赤潮等。
所以海洋污染原因主要有：
1.陆源污染物：工业污水和生活污水
2.船舶排放的污染物：大量含油污水
3.石油勘探开发的污染
4.人工倾倒废物污染
5.不合理的海洋工程的兴建和海洋开发
为保护人类共有的海洋资源，世界各国采取了多种措施，如海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测和提高消除污染的技术水平等。
常规能源：煤、________、天然气等。
新型资源：天然气水合物——________。
金属矿物：多金属结核——________。
蒸馏法淡化海水
我们知道，地球上可供人类使用的淡水仅占地球总水量的0.3%，且在时间和空间上分布不均衡。淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素，从浩瀚的海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。
实验探究：蒸馏法淡化海水
想一想：用什么方法能除去海水中的盐，得到淡水？
蒸馏法淡化海水的思路：想办法将水从混合物中分离出来。原理相同的混合物分离例子：是由的分馏和分离液态空气。
实验用品：酒精灯、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、铁架台（带铁夹）、胶头滴管；食盐水、硝酸银溶液。
实验步骤：
（1）按右图所示组装仪器，并检查装置的气密性。
（2）向大试管中加入约5?10 mL食盐水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热。观察现象。
（3）向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，观察现象（已知氯化钠溶液能与硝酸银溶液反应，产生白色沉淀）。思考：为使水蒸气的冷凝效果更好，可对实验装置做哪些改进？
为了使水蒸气的冷凝效果更好，可换成较长的玻璃管，或将玻璃管改成冷凝器或把接收冷凝水的试管放在盛有冷水的烧杯中。
思考: 如何证明得到的冷凝水已被淡化？
[取样，滴入AgNO3溶液和稀硝酸，若没有产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，则海水已淡化。NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3]
淡化海水后的剩余资源可以晒盐、制纯碱、制镁。
意　　义：可在一定程度上解决__淡水_____危机。
原　　理：通过加热蒸发而将液体从溶液中分离出来。
装　　置：
现　　象：加热后大试管中的海水沸腾，小试管中有少量无色液体。
鉴　　别：向小试管的冷凝水中滴加________溶液后出现________时是海水；____________时是蒸馏水。
4．海水淡化
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________和________。膜法又称为反渗透法。热法中较为常用的有低温多效蒸馏法和____________________（闪蒸法）。　各种海水淡化方法各有优点和缺点，要视具体情况选择最适合当地经济和社会发展的方法。
膜法淡化海水
膜法（RO）淡化海水是利用了渗透压的原理。即当用渗透膜将淡水和海水（盐水）隔开时，在正常情况下，淡水中的水分子会在渗透压的作用下向海水一侧渗透。而当向海水一侧施加大于渗透压的压力时，可以使海水中的水分子通过渗透膜向淡水一侧渗透，而海水中的盐产生的离子由于体积较大无法通过渗透膜，从而将水分子和盐离子分离，得到淡水。
膜法 多级闪急蒸馏法
多级闪急蒸馏法（MSF）简称“闪蒸法”，利用的是闪蒸的原理。常压下，水的沸点是100℃，减压时，水的沸点降低。闪蒸法设计有一套压强一个比一个低的蒸发室，将它们连通在一起。当高温海水由压强较高的蒸发室流入压强较低的蒸发室后，就会发生瞬间蒸发，变为水蒸气，水蒸气经冷凝成为淡水。这种蒸发室越多，海水瞬间蒸发的次数就越多，总的蒸发效率也就越高。
　　　　　　　　　　　　　　
　02　　基础题
1．海水中含量最多的盐是( ) A．NaCl B．MgCl2 C．CaCl2 D．MgSO4
2．关于多金属结核的叙述正确的是( )
A．多金属结核是锰的合金B．多金属结核也称锰结核C．锰结核只有一种金属 D．全世界多金属结核含量微乎其微
3．任何物质都是由元素组成的，海水中含量最多的元素是( ) A．O B．Na C．Cl D．H
4．(2017·枣庄)2017年5月18日，我国首次在南海神孤海域试采“可燃冰”(天然气水合物)成功。下列关于“可燃冰”说法正确的是 ( )
A．“可燃冰”外形像冰，是天然气冷却后得到的固体B．“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”
C．通常状况下，天然气和水就能结合成“可燃冰”D．“可燃冰”储量巨大，属于可再生能源
5．(眉山)2017年5月18日，我国南海神狐海域可燃冰试采实现连续187个小时的稳定产气，这是我国首次成功试采可燃冰。这项 “中国理论”、“中国技术”、“中国装备”凝结而成的突出成就，必将对能源生产和消费革命产生深远影响。
据资料记载：可燃冰学名为“天然气水合物”，是以甲烷为主的有机分子被水分子包裹而成。既含水又呈固体，看起来像冰，很容易被点燃。可燃冰形成要满足以下条件：温度不能太高，太高容易分解熔化；要有较高压力，压力越大，可燃冰越稳定；要有甲烷气源，古生物遗骸的沉积物通过细菌分解后可以产生甲烷。
请回答下列问题：(1)写出甲烷燃烧的化学方程式：____________________________________________。
(2)根据可燃冰形成条件，可采用________、________等方案开采可燃冰。
(3)研究表明甲烷的温室效应是二氧化碳的21倍，因此可燃冰开采应注意___________________________________。　　　　　　　　　　　　　　　　
03　　中档题 6．浩瀚无际的海洋为人类提供了丰富的资源。由海水制备金属镁，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( )
A．②④⑤③① B．③②④①⑤ C．③④②⑤① D．②④③⑤①
7．下列方法可用来淡化海水的是( )
①加热蒸发　②过滤　③多级闪急蒸馏　④使海水结冰脱盐　⑤膜分离法淡化海水　⑥加入明矾净化
A．①②③④⑤ B．①③④⑤⑥ C．③④⑤ D．①③④⑤
8．(2016·重庆A卷)海水中含有丰富的镁，目前世界上生产的镁60%来自于海水。分离出食盐的海水称作苦卤水，其中含有丰富的MgCl2。工业上以苦卤水为原料制取金属镁的流程如下：
(1)写出沉淀槽中发生反应的化学方程式___________________，________________________。
(2)Y与Z反应后的产物溶于水可得X溶液，从而实现了Y的循环利用，则Z的化学式为________，X溶液的名称是________。
(3)烘干后得到的MgCl2中可能含有的杂质是________。
9．海洋是巨大的资源宝库。请你运用所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( )
①石油　②无机盐　③可燃冰　④海洋生物⑤淡水 A．①③④⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．全部
(2)在粗盐提纯过程中，需得到纯净的氯化钠，需要调节溶液的酸碱性。为了测定溶液的酸碱度，最简单的方法是使用____________；现测得溶液的pH为10，为了将pH调节到7，应向溶液中加入适量的________(填物质名称)。
(3)淡化海水可采用膜分离技术(如图所示)。水分子可以透过淡化膜(海水中其他离子不能透过)进入左侧的池子，从而得到淡水。以下分析中正确的是( )
A．右侧池中海水的密度不变 B右侧池中溶质的质量分数变大C淡化膜可用滤纸代替 D．用膜分离技术得到的淡水为硬水
10．(2016·泸州)海洋是人类千万年来赖以生存的重要资源宝库，图1是海水中化学资源的图示，请结合图示回答相关问题。
(1)向海水中滴加AgNO3溶液的现象是____________________。
(2)下列有关海水及其开发的说法正确的是________。
a．图2中海水所含化学资源都是化合物b．蒸馏法淡化海水是化学变化
c．海水资源的开发不需要考虑环境保护问题 d．海水中含有NaCl和MgCl2
(3)海水中含有10个电子的微粒有H2O、Mg2＋和________。
11．我国的领海主权不容侵犯。南海是我国的固有海域，蕴藏着丰富的海洋资源。请回答下列问题：
(1)南海某岛采用风力发电提供的能源对海水进行了下图所示的综合利用。
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将高盐度浓缩海水进行____________可以分离得到粗盐。
(2)用苦卤制取金属镁的流程图如下：
苦卤氢氧化镁氯化镁镁
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________(填序号)。步骤Ⅱ的化学方程式为_____________________。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________________。
参考答案
知识管理
1．氯化镁　(1)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2　(2)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O　(3)MgCl2Mg＋Cl2↑　2.石油　可燃冰　锰结核　3.淡水　硝酸银　白色沉淀　无明显变化　4.膜法　热法　多级闪急蒸馏法
基础题
1．A　2.B　3.A　4.B　5.(1)CH4＋2O2CO2＋2H2O　(2)高压　低温　(3)保持可燃冰稳定，不能让甲烷泄露
中档题
6．D　7.C　8.(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2　Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2　(2)H2　稀盐酸　(3)CaCl2　9.(1)D　(2)pH试纸　盐酸　(3)B　10.(1)有白色沉淀产生　(2)ad　(3)Na＋　11.(1)①颗粒大小　②蒸发结晶　(2)Ⅰ、Ⅱ　Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O　苦卤中镁离子的浓度高(或镁离子得以富集)