資源簡介

(共40張PPT)
7.4 跨學科實踐活動：
海洋資源的綜合利用與制鹽
學習目標
講授新課
了解海洋中蘊藏著豐富的資源；認識結晶現象。
01
初步學習使用過濾、結晶、蒸發的方法對混合物進行分離；利用溶解性差異進行物質的分離、提純。
02
利用物質的溶解性，設計粗鹽提純的方案，掌握物質分離的一般思路與方法。
03
情境導入
海洋中有哪些資源？
你能提出一些保護海洋的建議嗎？
如何從海水中獲得鹽？
我國是一個海洋大國，柯柯和悅悅對海洋展開了討論。
項目任務
利用海水制取精鹽。
項目指南
認識海洋資源：通過調查與交流了解海洋資源的開發與綜合利用。
利用海水資源：設計并實施海水制鹽的方案，將獲得的粗鹽轉化成精鹽，學習海水淡化常見方法，制作海水淡化器。
展示交流：展示制鹽方案和精鹽。
01 認識海洋資源
認識海洋資源
海洋資源
生物資源
化學資源
礦產資源
能源資源
以魚蝦為主
海水中含有氯化鈉、氯化鎂、硫酸鎂、溴化鈉、溴化鎂等
海底蘊藏豐富的石油和天然氣資源
沿海的礦砂沉積物中還含有石英砂、金、鉑、金剛石、鐵砂、錫砂、稀有元素礦砂等
海洋還能產生潮汐能、波浪能等
02 從海水中獲取粗鹽
結晶
飽和溶液析出晶體的過程叫作結晶。
溶質從溶液中結晶出來的兩種方法
1. 冷卻結晶法：
在較高溫度形成的飽和溶液，因降溫使溶質超過其溶解量的限度時，會析出一定形狀的固體。
（適用于溶解度隨溫度變化改變明顯的溶質）
溶解度/g
溫度/℃
硝酸銨
硝酸鈉
硝酸鉀
氯化銨
氯化鉀
硼酸
氯化鈉
溶質從溶液中結晶出來的兩種方法
2. 蒸發溶劑結晶法：
飽和溶液因蒸發溶劑使溶質超過其溶解量的限度而析出。
(適用于溶解度隨溫度變化改變不明顯的溶質）
溶解度/g
溫度/℃
硝酸銨
硝酸鈉
硝酸鉀
氯化銨
氯化鉀
硼酸
氯化鈉
溶質從溶液中結晶出來的兩種方法
冷卻
飽和
溶液
結晶
蒸發溶劑
溶質的溶解度隨溫度變化改變明顯
溶質的溶解度隨溫度變化改變不明顯
在實際生產中，利用結晶的方法，可從含雜質的混合物中分離或提純得到我們需要的物質，如海水曬鹽。
結晶的應用——海水曬鹽
原理：利用風吹日曬使海水中的水分蒸發到一定程度形成飽和溶液，進而析出粗鹽，同時得到母液。
流程：
海水
蒸發池
結晶池
日曬
粗鹽
日曬
蒸發、結晶
母液
引入
實踐活動
活動目的 從海水中獲取鹽。
實驗設計：小組合作以流程圖形式設計從海水中獲取粗鹽，并除去粗鹽中雜質的實驗方案。箭頭指向產物，箭頭上方標明操作。
過濾
（溶解）
加熱
海水
濃縮海水
粗鹽
精鹽
日曬
濃縮
（ ）
（ ）
鹽水
濾渣
粗鹽
從海水中獲取粗鹽
除去粗鹽中的可溶性雜質
混合液
蒸發
除去粗鹽中的難溶性雜質
實驗 7 – 6 從海水中獲取粗鹽
實驗用品：海水、1.5 L 塑料瓶、敞口容器、熱源（如灶臺）
實驗流程：
實驗內容與步驟 現象
1.獲得海水：向1.5L塑料瓶中注入海水。
2.濃縮海水：將獲得的海水倒入敞口容器，通過日曬濃縮至500mL，獲得濃縮海水。
靜置后瓶內海水澄清，底部有少量難溶性固體。
濃縮后的海水有少量白色晶體析出。
實驗內容與步驟 現象
3.獲得粗鹽：將裝有濃縮海水的敞口容器放在灶臺上加熱，記錄不同時刻的結晶現象，獲得粗鹽。
4.收集粗鹽：將粗鹽轉移至潔凈的容器中保存，供“項目活動3”使用。
隨著加熱時間增加，不斷有粗鹽晶體析出
討論與交流
利用海水中化學資源的含量和溶解度差異，可以對物質進行分離提純。
物質 含量/%
淡水 96.575
氯化鈉 2.696
氯化鎂 0.328
硫酸鎂 0.210
海水中部分化學資源的含量
氯化鈉、氯化鎂、
硫酸鎂的溶解度曲線
討論與交流
1. 海水曬鹽時，工人們不會等到鹽田中海水全部曬干才收集鹽，而是在有鹽析出，鹽田內還有部分水時就開始收集鹽了，為什么？
海水中氯化鈉的含量高，氯化鎂和硫酸鎂的含量低，當海水蒸發時，氯化鈉先達到飽和，繼續蒸發水分，氯化鈉結晶析出，當還有部分水時，結晶析出的是氯化鈉，氯化鎂和硫酸鎂基本不析出，此時收集，得到相對純凈的氯化鈉。
2. 我們應該如何利用溶解度差異設計方案，從海水中獲取粗鹽，并除去粗鹽中的雜質得到氯化鈉呢？
討論與交流
粗鹽中的氯化鈉能溶于水，其中含有難溶性雜質，可利用溶解、過濾、再蒸發的方法除去粗鹽中的難溶性雜質。
03 粗鹽轉化成精鹽
1.除去制得的粗鹽中的難溶性雜質
實驗 7 – 7 粗鹽中的難溶性雜質
稱取粗鹽/g 精鹽/g
3.0 　
2.5g
實驗內容和步驟 觀察與記錄
① 粗鹽溶解：稱取 3.0 g 粗鹽，加入燒杯中，倒入 10 mL水，用玻璃棒攪拌使其溶解
所得混合物渾濁，其成分有泥沙、氯化鈉溶液
實驗內容和步驟 觀察與記錄
② 過濾：準備好放有濾紙的漏斗，在鐵架臺上安裝好過濾裝置，進行粗鹽溶液的過濾
該操作可除去難溶性雜質，濾紙上有泥沙等雜質,濾液澄清
實驗內容和步驟 觀察與記錄
③ 蒸發：濾液倒入蒸發皿中，加熱，加熱過程中不斷攪拌至出現較多晶體時，停止加熱
蒸發過程中觀察到有白色固體析出，所得的物質仍然是混合物
實驗內容和步驟 觀察與記錄
④ 稱量、計算產率：用玻璃棒將固體轉移到潔凈的紙片上稱量，計算產率
所得固體與原固體相比除去了難溶性雜質，此實驗的產率約為 83%
產率= ×100%
得到精鹽的質量
粗鹽的質量
2.5g
3.0g
= ×100%=83%
分析與討論
1. 實驗過程中進行過濾和蒸發應掌握什么要領？
過濾時應掌握的操作要領：
“一貼”：濾紙緊貼在漏斗內壁上。
“二低”：濾紙邊緣低于漏斗邊緣；液面低于濾紙邊緣；
“三靠”：盛液燒杯口緊靠在傾斜的玻璃棒中部；玻璃棒斜靠在三層濾紙一邊；漏斗下端緊靠接液燒杯內壁。
蒸發時應掌握的操作要領：
①所裝液體量不超過蒸發皿容積的2/3；
②蒸發皿可以直接加熱，加熱過程中需要用玻璃棒不斷攪拌，
防止局部溫度過高造成液滴飛濺；
③有較多晶體析出時停止加熱，用余熱將剩余水分蒸干；
④實驗結束后用坩堝鉗將蒸發皿移到陶土網上冷卻。
分析與討論
1. 實驗過程中進行過濾和蒸發應掌握什么要領？
分析與討論
2. 玻璃棒在本實驗各步驟中分別起什么作用？
玻璃棒在本實驗各步驟中的作用：
①溶解時攪拌，加速溶解；
②過濾時引流，防止液體濺出；
③蒸發時攪拌，防止局部溫度過高造成液滴飛濺；
④稱量、計算產率時轉移固體。
分析與討論
3. 粗鹽提純后的產物是純凈物還是混合物？產物中還含有哪些物質？
粗鹽提純后的產物是混合物，產物中還含有氯化鎂、硫酸鎂等可溶性雜質。
反思與評價
“溶解——過濾——蒸發”的方法適合分離什么特點的混合物？
一種成分是可溶于水（或其他溶劑）的固體，另一種成分是不溶于該溶劑的固體。例如：食鹽中混有泥沙等不溶物。
1. 在“粗鹽中難溶性雜質的去除”實驗中，下列裝置和操作正確的是
(　 )
D
練一練
2.除去制得的粗鹽中的可溶性雜質
實驗 7 – 8 粗鹽中的可溶性雜質的去除
提出問題 怎么將粗鹽中的可溶性雜質去除？
數據處理
以除去粗鹽中的硫酸鎂為例，進行數據分析，下表（見下頁）為某粗鹽的部分配方及 70 ℃ 時氯化鈉和硫酸鎂的溶解度。
物質 質量/g 溶解度/g
氯化鈉 2.7 37.5
硫酸鎂 0.3 58.5
某粗鹽的部分配方及70 ℃時氯化鈉和硫酸鎂的溶解度
可通過加入一定量的 70 ℃ 的水，溶解硫酸鎂來除雜。為盡可能使硫酸鎂完全溶解，計算可加入的水的最小質量。
進行實驗
1. 稱量：稱量 3 g 粗鹽，或按照上表的配方取 2.7 g 氯化鈉和 0.3 g 硫酸鎂配成粗鹽。
2. 溶解并過濾：將粗鹽放到濾紙上，加入一定量70 ℃的水(不少于計算所得的最小質量)，并趁熱過濾。
3. 烘干：將濾紙上的精鹽轉移到蒸發皿上烘干。
稱取粗鹽/g 精鹽/g 精鹽產率
3.0 　
4. 計算產率：稱量精鹽質量，并計算產率。
產率= ×100%
得到精鹽的質量
粗鹽的質量
2.8g
3.0g
= ×100%=93%
2.8g
93%
為什么和[實驗7-7]中的產率不一樣呢？
硫酸鎂未全部去除
思路與方法導引
分析混
合物成分
比較各成分的性質差異
明確分離方法
物質分離的一般思路與方法的應用
粗鹽提純為例：
粗鹽成分：
氯化鈉、可溶性雜質、難溶性雜質
溶解性比較:
1.氯化鈉和可溶性雜質溶解度較大，難溶性雜質溶解度較小。
2.氯化鈉和可溶性雜質在相同溫度時，溶解度有差異。
分離方法：
溶解、過濾、蒸發結晶
04 海水淡化
除了上述的海水制鹽以外，海水淡化也是海水綜合利用的重要方向。海水淡化的方法中，蒸餾法的歷史最悠久，技術和工藝也比較成熟，其原理就是通過加熱海水使之沸騰汽化，再把水蒸氣冷凝成淡水(裝置如圖)。
知識視窗
常見的海水淡化方法
1. 反滲透法（膜法）：
●使用淡化膜將淡水和海水隔開
●向海水一側施加大于滲透壓的壓力
●水分子通過淡化膜向淡水一側滲透
●海水中體積較大的離子無法通過
2. 低溫多效蒸餾法（熱法）：
●采用熱源為70℃的水蒸氣
●通過多次的蒸發和冷凝過程
●得到多倍于加熱水蒸氣量的蒸餾水
家庭小實驗
制作海水淡化器的過程涉及大量的水蒸發，可以通過收集蒸發的水來獲取淡化水。海水制鹽和海水淡化是海水綜合利用的兩個方面。可以利用實驗室或生活中的器材設計并制作一個簡單的海水淡化器，在太陽能或熱能的作用下同時獲得淡水和鹽。
制作海水淡化器

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