九年级化学下册第八单元海洋化学资源的利用知识清单（鲁教版）

九年级化学下册第八单元海洋化学资源的利用知识清单（鲁教版）一、海洋化学资源综述：海洋——人类的天然聚宝盆本章核心在于理解海洋作为一个巨大的、复杂的化学系统，如何通过物理和化学方法将其中的资源分离、提纯并转化为具有实用价值的产品。我们将从“有什么”、“在哪”、“怎么取”、“为何这样取”四个维度构建知识体系。（一）海水中的化学物质【基础】★★★★★浩瀚的海洋是地球上最大的资源库，其中不仅孕育了生命，更溶解了自然界中80多种元素，是名副其实的液体矿藏。1、海水的组成特点：海水是一种复杂的、均一的混合物。其中，水是质量分数最高的物质，约占96.5%；而溶解在其中的各种盐类约占3.5%。2、主要离子及其含量：溶解的盐类在海水中以离子形式存在。其中，含量最高的阳离子是钠离子（Na+），其次是镁离子（Mg2+）、钙离子（Ca2+）、钾离子（K+）等；含量最高的阴离子是氯离子（Cl），其次是硫酸根离子（SO42）等。【高频考点】海水中含量最多的物质是水，最多的盐是氯化钠（NaCl），最多的金属离子是Na+，最多的非金属离子是Cl。3、由离子构成的物质：这些离子自由移动，但当海水蒸发或发生化学反应时，它们会结合成化合物。例如，Na+与Cl结合形成NaCl，Mg2+与Cl结合形成MgCl2，Ca2+与SO42结合形成CaSO4等。（二）海底矿物资源【基础】★★★除了溶解的物质，海底沉积着大量固体矿产。1、常规化石燃料：海底蕴藏着丰富的煤、石油、天然气。它们都是不可再生的化石能源。2、新型能源——“可燃冰”【热点】★★★★★（1）定义：可燃冰学名“天然气水合物”，是由天然气（主要成分是甲烷，CH4）和水在低温、高压条件下形成的冰状、可燃的白色固体。（2）成分与性质：其主要成分是甲烷水合物（通常表示为CH4·nH2O）。它具有极强的可燃性，燃烧热值高。（3）优点与缺点：燃烧后几乎不产生任何残渣或废气（主要产物是CO2和H2O），被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。然而，其开采难度极大，若开采不当导致甲烷泄漏，将引发严重的温室效应。3、多金属结核：也称“锰结核”，是一种含有锰、铁、镍、铜、钴、钛等几十种金属元素的矿瘤。【拓展】它是如何形成的至今仍是科学之谜。（三）海水淡化【难点】★★★为解决淡水资源危机，从海水中获取淡水是重要途径。1、原理：分离出海水中溶解的盐分和水。2、主要方法【高频考点】：（1）蒸馏法：实验室常用方法。利用加热使水汽化，再冷凝得到淡水。这是物理变化。（2）膜法（反渗透法）：产业化和规模化主流方法之一。利用只允许水分子通过，不允许盐离子通过的特殊淡化膜，在压力作用下将水和盐分离。（3）热法：产业化和规模化主流方法之一，包括低温多效蒸馏法和多级闪急蒸馏法。【重点理解】“多级闪急蒸馏法”是利用压强减小，水的沸点降低的原理，使加热的海水在多个压强逐级降低的蒸发室中瞬间汽化，再冷凝得到淡水。3、Cl的检验方法【必做实验】：取少量样品于试管中，滴入几滴硝酸银（AgNO3）溶液和稀硝酸，若产生不溶于稀硝酸的白色沉淀（AgCl），则证明样品中含有Cl，即证明该水不是淡水。（四）保护海洋资源海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平，防止工业污水和生活污水的排放，合理开发资源。二、海水“晒盐”：从粗盐到精盐的分离艺术（一）海水晒盐的过程与原理【基础】★★★★1、方法：主要采用“盐田法”，也称“太阳能蒸发法”。2、原理：利用日光和风力使海水中的水分不断蒸发，溶液逐渐变浓，最终导致氯化钠结晶析出。这是蒸发结晶的过程。【易错点】此过程没有新物质生成，属于物理变化。3、流程与概念：（1）蒸发池：海水引入，通过风吹日晒，水分蒸发，海水浓度增大，变成“卤水”。（2）结晶池：当卤水达到饱和状态后，引入结晶池，继续蒸发，氯化钠晶体便大量析出。（3）母液（苦卤）：析出食盐后剩余的、不能再溶解氯化钠的饱和溶液。它含有大量的MgCl2、CaCl2、MgSO4等有价值的化工原料，是提取其他物质（如镁）的原料。【重要概念】母液一定是该温度下氯化钠的饱和溶液。（二）粗盐提纯——除去难溶性杂质【必做实验】★★★★★1、实验步骤：溶解、过滤、蒸发、计算产率。2、每一步的核心操作与仪器作用：（1）溶解：使粗盐中的可溶性物质（NaCl等）进入溶液，难溶性杂质（泥沙）悬浮其中。玻璃棒的作用是搅拌，加速溶解。（2）过滤：将不溶于液体的固体物质与液体分离。操作要领“一贴、二低、三靠”。玻璃棒的作用是引流，防止液体溅出。（3）蒸发：将滤液中的水蒸发掉，得到氯化钠晶体。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热蒸干剩余水分。玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅。（4）计算产率：将得到的精盐称量，并与溶解的粗盐质量比较。【误差分析】若产率偏低，可能原因：溶解时未充分溶解、过滤时液体溅出、蒸发时液滴飞溅、转移精盐时有所损失等。（三）粗盐提纯进阶——除去可溶性杂质【难点、高频考点】★★★★★粗盐中除了泥沙，还含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。要得到更纯净的氯化钠，必须用化学方法将它们除去。1、除杂原则：（1）不增：在除去旧杂质的过程中，不能引入新的杂质。（2）不减：不能消耗或减少欲提纯的物质（NaCl）。（3）易分：加入的试剂能将杂质离子转化为沉淀、气体等易于分离的形式。2、试剂选择与反应原理【重要】：（1）除去Mg2+（用NaOH溶液或Ca(OH)2溶液）：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl（2）除去SO42（用BaCl2溶液）：Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl（3）除去Ca2+和过量的Ba2+（用Na2CO3溶液）：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl3、加入试剂的顺序【核心考点】：为了保证将引入的杂质离子完全除去，加入试剂的顺序必须精心设计，关键在于Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入，以同时除去Ca2+和过量的Ba2+。常见的合理顺序有：（1）BaCl2→NaOH→Na2CO3→过滤→稀HCl（2）NaOH→BaCl2→Na2CO3→过滤→稀HCl（3）BaCl2→Na2CO3→NaOH→过滤→稀HCl4、最后一步加盐酸的作用：过滤后的滤液中除了NaCl，还有过量的NaOH和Na2CO3。加入适量稀盐酸，将其转化为NaCl。反应为：NaOH+HCl=NaCl+H2O；Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。不能直接蒸干滤液，否则会混入这些杂质。（四）海水制镁【高频考点】★★★★★目前世界上60%的镁是从海水中提取的。1、工艺流程：海水/卤水→加石灰乳→过滤得Mg(OH)2沉淀→加盐酸→蒸发浓缩→脱水→电解熔融MgCl2→金属Mg。2、核心反应方程式及基本反应类型：（1）CaCO3==高温==CaO+CO2↑（分解反应）——贝壳煅烧制生石灰。（2）CaO+H2O=Ca(OH)2（化合反应）——石灰乳的制备。（3）MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2（复分解反应）——将镁离子富集沉淀。（4）Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O（复分解反应）——将沉淀转化为可溶性盐。（5）MgCl2==通电(熔融)==Mg+Cl2↑（分解反应）——制取金属镁。3、【重点思维】为什么海水中本来就有MgCl2，还要经过“MgCl2→Mg(OH)2→MgCl2”的转化？【非常重要】（1）富集镁离子：海水中MgCl2的含量很低，直接电解效率极低、成本高昂。通过沉淀、过滤、溶解的过程，可以将镁离子从大量海水中富集起来，得到高浓度的MgCl2溶液。（2）除去杂质：在此过程中，可以同时除去海水中的大部分其他可溶性杂质，获得纯净的MgCl2原料。4、【易错点警示】电解的是熔融的、无水的氯化镁，而不是氯化镁溶液。因为电解MgCl2溶液时，在水溶液中，H+比Mg2+更容易得电子，产物是H2和Mg(OH)2，无法得到金属镁。三、碳酸氢钠和碳酸钠：海洋化工的明珠（一）两种重要的钠盐【基础】★★★★1、碳酸钠（Na2CO3）：（1）俗称：纯碱、苏打。（2）物理性质：白色粉末状固体，易溶于水，其水溶液显碱性。【重要性质】虽是盐，但俗称“纯碱”正是因为其水溶液呈碱性。（3）用途：广泛用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂、石油精炼、硬水软化等领域。2、碳酸氢钠（NaHCO3）：（1）俗称：小苏打。（2）物理性质：白色粉末状晶体，可溶于水（溶解度比Na2CO3小）。（3）化学性质【高频考点】：①热不稳定性：2NaHCO3==加热==Na2CO3+CO2↑+H2O。这是鉴别Na2CO3和NaHCO固体的方法之一。②与酸反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。反应速率比Na2CO3与酸反应更剧烈。（4）用途：发酵粉的主要成分（受热产生CO2使面团蓬松）；治疗胃酸过多的药剂；干粉灭火剂的主要成分之一。（二）纯碱的化学性质（即CO32的检验与反应）【核心】★★★★★1、与指示剂作用：Na2CO3溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红。2、与酸反应（CO32的检验）：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。3、与碱反应（特指与可溶性碱中的Ca(OH)2或Ba(OH)2）：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH。工业上曾用此反应制取NaOH。4、与盐反应（生成沉淀）：Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl；Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。这是检验CO32的另一种方法。（三）复分解反应【难点、核心概念】★★★★★1、定义：两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。2、发生条件【必背口诀“沉淀、气体、水生成”】：只有当两种化合物互相交换成分后，生成物中有沉淀析出、或有气体放出、或有水生成时，复分解反应才能发生。3、实质：在溶液中，复分解反应的实质是离子之间相互结合，生成沉淀、气体或水的过程，使得溶液中某些离子浓度降低。4、常见题型与考点：（1）判断一组物质能否发生复分解反应。（2）书写复分解反应的化学方程式。（3）离子共存问题【重要】：在溶液中，如果离子之间能结合成沉淀、气体或水，则这些离子不能大量共存于同一溶液中。常见不能共存的离子对有：H+与OH（生成水）；H+与CO32、HCO3（生成气体和水）；OH与Mg2+、Cu2+、Fe3+、Al3+等（生成沉淀）；CO32与Ca2+、Ba2+等（生成沉淀）；SO42与Ba2+（生成沉淀）；Cl与Ag+（生成沉淀）。（4）物质鉴别题