第六单元 海水中的化学 单元知识要点
1.海水中溶有大量的盐，1000克海水蒸干大约可以得到35克盐，这些盐在海水中发生电离以自由移动的离子形式存在Cl- Na+ SO42- Mg2+ Ca2+ K+ 等，海水提炼金属镁，通常将石灰乳加入海水或卤水中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融的氯化镁就能制得金属镁。
2.海底矿物，其中海洋石油和天然气占90.0%，海底煤矿占3.5%，天然气的水合物又称天然冰，它是由天然气和水在低温、高压的条件下形成的冰状固体，极易燃烧，且燃烧时产生的能量比同等条件下的煤和石油产生的能量多得多，几乎不产生任何残渣和废气，被誉为“未来能源、21世纪能源”。锰结核含有多种金属。海洋资源包括海洋化学资源、海底矿物资源、海洋生物资源、海洋动力资源。
3.海水淡化 多级闪急蒸馏法 常压下水的沸点是100℃,减压时水的沸点降低，多级闪急蒸馏法就是设计了一套压强一个比一个低的蒸气室，将它们连通在一起，当高温海水从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，变成水蒸气，水蒸气凝结成淡水。蒸发室越多，海水瞬间蒸发的次数越多，总的蒸发效率越高。
结晶法是在海水中加入一种极易挥发的物质----丁烷，丁烷挥发时带走海水的热量，是海水结冰，从而使水和盐分离。
膜法是利用一种只允许水分子通过而不允许盐离子通过的高分子膜。
4.海水晒盐先将海水引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度，再导入结晶池，继续日晒，海水就会形成食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出食盐来。溶液结晶的方法主要有蒸发结晶和降温结晶，结晶的原理原来溶解固体溶质的量较多，随着外界条件的改变（如溶剂减少，溶解度减小），导致溶液中所能溶解固体溶质的量减少，不能溶解的那部分固体溶质就结晶出来。蒸发结晶适用于溶解度受温度影响不大的物质（如氯化钠），降温结晶适用于溶解度随温度升高而明显增大的物质（如硝酸钾）。
5.物质的提纯 ：氯化钠中含有少量硝酸钾时，采用蒸发结晶进行提纯，即先形成氯化钠的饱和溶液或接近饱和溶液，然后加热蒸发，最后趁热过滤。硝酸钾中含有少量氯化钠时，采用降温结晶进行提纯，即先形成硝酸钾高温下的饱和或接近饱和的溶液，然后降温，再过滤。 粗盐提纯（1）除去难溶性杂质 溶解----过滤------蒸发。（2）氯化钠中还会含有可溶性杂质硫酸钠、氯化镁、氯化钙，它们在溶液中主要以SO42+ Ca2+ Mg2+ 形式存在，除去这些杂质时要注意试剂选择时所需离子与匹配离子的来源，如要除去SO42+ 需要Ba2+ 与其匹配的阴离子为溶液中的主要阴离子Cl- 即所选试剂为氯化钡溶液，同样除去Ca2+ 选碳酸钠，除去 Mg2+ 选氢氧化钠。试剂的加入顺序为了使杂质完全被除去，试剂的加入量要过量，过量的试剂将形成心得杂质，后加入的试剂要能除去前面多余的试剂，如先加氯化钡后加碳酸钠，后加的碳酸钠能够除去多余的氯化钡。
6.海水制碱----氨碱法 以食盐、石灰石为原料，以氨为媒介。先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，在加压并不断通入二氧化碳的条件下生成碳酸氢钠结晶析出，过滤后，将碳酸氢钠加热分解即得纯碱。其中要求饱和溶液的目的是用水量尽可能少这样更有利于结晶。通入氨气目的形成碱性环境，有利于二氧化碳的吸收。制备时向过滤后的滤液加入熟石灰以回收氨。
1926年侯德榜创立了联合制碱法（侯氏制碱法），即向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化铵溶液中加入食盐，使氯化铵单独结晶析出，用作氮肥
7碳酸氢钠俗称小苏打，又称酸式碳酸钠，通常为白色晶体，能溶于水，在灭火器中它是产生二氧化碳的原料，在食品工业上它是发酵粉的主要原料，在制饮料时的常用原料，医疗上治疗胃酸过多的药剂。碳酸氢钠与酸反应生成盐、水、二氧化碳。
8.碳酸钠俗称苏打或纯碱，其水溶液呈碱性，化学性质主要有
（1）与酸反应 如 Na2CO3 + 2HCl === 2 NaCl + H2O + CO2↑
(2) 与某些可溶性碱反应 Na2CO3 + Ca(OH)2 == CaCO3↓ + 2NaOH （3）与某些可溶性盐反应 Na2CO3 + BaCl2 == BaCO3↓ + 2 NaCl
1．取70g某温度下的氯化钾饱和溶液，将其恒温蒸发10g水，析出4g氯化钾固体，则剩余溶液中所含溶质质量为
A．16g B．20g C．40g D．56g 2．下列各组物质在溶液中能大量共存的是
A．FeCl2、Na2SO4、HCl B. NaOH、NaCl、HNO3
C．MgSO4、NaNO3、KOH D. Na2CO3、KNO3、HCl 4．若将一定质量的硝酸钾不饱和溶液变为饱和溶液，则：
A．溶液的质量一定变小 B．溶液中溶质量分数一定变大 C．溶液的质量一定变大 D．溶液中溶质的质量分数可能不变
5．一包混有杂质的Na2CO3，其杂质可能是Ba(NO3)2、KCl、NaHCO3，今取10.6g样品，溶于水得澄清溶液，另取10.6克样品，加入足量的盐酸，收集到4gCO2，则下列判断正确的是：
A．样品中只含有NaHCO3 B．样品中一定混有NaHCO3，可能有KCl
C．样品中有NaHCO3，也有Ba(NO3)2 D．样品中混有KCl，也可能有NaHCO3 6．如图，在两个烧瓶中分别收满二氧化碳气体，用带导管的橡皮塞塞紧瓶口，伸入烧瓶的一端先绑好一个气球，拔开塞子，向A瓶中倒入石灰水，向B中倒入氢氧化钠溶液，塞紧塞子后振荡，请回答：
(1)A、B瓶中观察到的现象不同点是________________________________ (2)该实验可以说明检验二氧化碳气体宜用_____________________，吸收二氧化碳气体最好用______________。
7．(4分)右图为A、B两种固体物质的溶解度曲线。请回答： (1)曲线上Q点表示 ① 。 (2)在l0℃时，两种物质的饱和溶液中溶质的质量分数A ② B(选填“>”、“＝”或“<”)。
(3)30℃时，将10 gA物质加人到盛有100 g水的烧杯中，充分搅拌，得到不饱和溶液，若再加入A物质 ③ g或降温到 ④ ℃，则都能恰好形成饱和溶液。
8．（4分）请你用右图所示甲、乙两物质（均不含结晶水） 的溶解度曲线解决以下问题。
（1）_______℃时甲、乙的溶解度相等。
（2）40℃时100g水中最多能溶解甲_________g。该温度 下甲物质的饱和溶液中，溶质和溶液的质量比为__________。 （3）分别将40℃时甲、乙的饱和溶液（无固体存在）降温至 t℃，所得溶液中溶质的质量分数甲 乙（填“>”或“=” 或“<”）。
9．（4分）右图是a、b、c三种物质的溶解度曲线，a与c的溶解度曲线相交于P点。据图回答：
⑴P点的含义是 。 ⑵t2℃时30g a物质加入到50g水中不断搅拌，能形成80g溶液吗? （填写“能”或“不能”）。 ⑶t2℃时a、b、c三种物质的溶解度按由小到大的顺序排列是 （填写物质序号）。
⑷将t1℃时a、b、c三种物质饱和溶液的温度升高到t2℃时，
三种溶液的溶质质量分数大小关系是 （填写选项序号）。
A．c＞a＝b B．a＝b＞c C．a＞b＞c D．b＞a＞c 10．（11分）我市濒江临海，有较长的海岸线，海洋资源十分丰富。
⑴海水晒盐可获得粗盐，在实验室中粗盐经过溶解、 、 可制得精盐。 ⑵晒盐后得到的卤水中含有MgCl2、KCl和MgSO4等物质，右图是它们的溶解度曲线示意图。
①设t1℃时MgCl2、KCl和MgSO4三种物质的溶解度分别为a、b、c，则它们的大小关系为 。
②将卤水加热到t2℃以上，根据溶解度曲线，首先析出的晶体是 。
⑶目前世界上60%的镁是从海水中提取的。其主要步骤如下：
海水( 主要 含NaCl和MgSO4等) 试剂A Mg(OH)2 试剂B 沉淀 MgCl2 溶液 溶 解 度/g MgCl2 KCl MgSO4
t1 t2 温度/℃
溶 液 无水熔融 电解 MgCl2 Mg ①提取Mg的过程中，试剂A可以选用_________，试剂B选用_________，由无水MgCl2制取Mg的反应类型为 。
②分离出Mg(OH)2后的NaCl溶液中还含有CaCl2、Na2SO4等杂质，为了获得NaCl溶液，在分离后的溶液中依次加入过量的BaCl2溶液、Na2CO3溶液，过滤，再向滤液中加入适量盐酸。实验中加入过量BaCl2溶液是为了除去 ；加入过量Na2CO3溶液的目的是 。
⑷目前海水淡化普遍采用“多级闪急蒸馏法”，证明蒸馏得到的水为淡水的方法是 。海底矿产资源“可燃冰”，其主要成分是水合甲烷晶体（CH4·nH2O），若水合甲烷晶体中CH4的质量分数为10%，则水合甲烷晶体的化学式为 。 11．（9分）请你参与某学习小组进行研究性学习的过程，并协助完成相关任务。 【研究课题】探究热水壶底部水垢的主要成分
＋＋
【查阅资料】该小组同学通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2、Mg2、HCO3－
等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢（主要成分为碳酸盐、碱等的混合物）。同时，他们还查阅到下列有关物质的溶解性： 物 质 溶解性 Ca(HCO3)2 可溶 Mg(HCO3)2 可溶 Ca(OH)2 微溶 Mg(OH)2 不溶 CaCO3 不溶 MgCO3 微溶 【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，可能含有Ca(OH)2
和 。
【设计方案】⑴甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，取上层清液加入 ，没有白色沉淀，说明水垢中无Ca(OH)2。 ⑵乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。其主要实验步骤如下：
①按图组装仪器，将50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量某酸溶液； ②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量（见下列曲线）；
③待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气； ④再次称量干燥管内物质增加的质量；
⑤重复③和④的操作，直至干燥管内物质质量不变。 增加的质量/g 40 B 30 A
后续装置略 20
碱石灰 Ⅰ 10 Ⅱ
NaOH溶液 水垢 浓硫酸 0 30 60 90 120 时间/s
讨论：
a．步骤①加入样品前还应检查 ，所加的酸溶液是 。
b．装置Ⅱ的作用是 ；从导管A处缓缓鼓入一定量的空气时，装置Ⅰ的作用是________________________________________。
c．研究性小组的同学通过简单计算，认为水垢中一定含有MgCO3，理由是 【实验结论】通过上述探究可知：水垢的主要成分有 。 3、某课外兴趣小组对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应，实验数据如下表： 烧杯+稀硫酸 加入的铁样品 甲 200g 9g 乙 150g 9g 158.7g 丙 150g 14g 163.7g 充分反应后，烧杯+剩余物 208.7g 请你认真分析数据，回答下列问题： 哪位同学所取的稀硫酸与铁样品恰好完全反应； 计算样品中铁的质量分数；
计算恰恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数。（烧杯的质量为25.4g；计算结果精确到1%）
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