21海水的成分.docVIP

2.1 海水的成分 2.2 從海水中提取食鹽 ( 結晶 ( 過濾 2.3 從海水中分離純水 2.4 顯示食鹽樣本含鈉離子和 氯離子的試驗 ( 鈉離子的試驗 ( 氯離子的試驗 2.5 水的試驗 2.6 海水的電解 2.7 電解海水的生成物的用途 ( 氫氣的用途 ( 氯氣的用途 ( 氫氧化鈉溶液的用途 2.1 海水的成分 (p. 20) 1. 海洋 (p. 20) 地球表面約 70 % 是海洋。圖2.1 (p. 20) 2. 海水的成分 (p. 20) (a) 海水是由多種物質組成的混合物，包括水（佔 96.5 %）、鹽（佔 2.5 %）和其他物質（佔 1 %）。圖2.2 (p. 20) (b) 其他物質包括有機和無機物質、懸浮粒子和少量溶解的大氣氣體，例如氧和二氧化碳。 3. 海水中的離子 (p. 20) (a) 六種豐度最高的離子：(i) 鈉離子（Na+）、氯離子（Cl(）、鎂離子（Mg2+）、硫酸根離子（SO42(）、鈣離子（Ca2+）和鉀離子（K+）(ii) 它們佔海鹽的總質量 99 %，其中以鈉離子和氯離子佔最多。 (b) 離子的數量：由於離子的沉澱、水的增加和減少（例如蒸發作用）等因素，每一體積單位海水所含離子的數量都不同。 2.2 從海水中提取食鹽(p. 21 – 23) 4. 高純度食鹽的來源： (a) 食鹽的成分：主要成分：氯化鈉。它也是海水成分中分量佔最多的鹽。 (b) 提取高純度的食鹽：加熱時，海水中的水和已溶解的氣體會除去。 5. 提取食鹽的方法 (p. 21 – 23) (a) 現實情況：(i) 我們先利用過濾法分離海水和固態物質。(ii) 然後讓陽光直接照射已過濾的海水。當水分蒸發後，剩下來的固體便是原食鹽。圖2.3 (p. 21)(iii) 經清洗後，原食鹽便成為我們日常生活中的食鹽。 (c) 實驗室裏：可以採用兩種結晶法獲取食鹽晶體。 6. 利用結晶法提取食鹽 (p. 21 – 22) 實驗2.1 從海水中提取食鹽 (S)(p. 21) (a) 冷凍結晶：(i) 實驗步驟：1. 利用溫和的本生焰把海水加熱，能夠使海水的濃度增加。2. 加熱時把玻璃棒末端浸入溶液中，每隔一段時間取出，觀看有沒有晶體生成。3. 如有晶體生成，便顯示溶液的濃度已足夠在冷卻時形成晶體。圖2.4 (p. 21)4. 熱的濃海水溶液冷卻時會在特定溫度下達致飽和。5. 大部分固體的溶解度會隨溫度的下降而降低，所以當熱的濃海水溶液冷卻後，溶液便不能容納部分早前已溶解的鹽。6. 在一個特定的低溫下，「過量」已溶解的鹽會形成晶體，從溶液中析出。圖2.5 (p. 22)(ii) 晶體的外表：1. 晶體通常較細小，甚至乎會變形。2. 因為在形成晶體時，溶質粒子沒有足夠時間整齊地排列起來。 (b) 蒸發結晶：(i) 實驗步驟：1. 當海水暴露於空氣中，水分會持續蒸發。2. 剩下的海水溶液會愈來愈濃，最後變成飽和溶液。3. 當海水繼續蒸發，溶液便不能容納部分早前已溶解的鹽，「過量」已溶解的鹽會形成晶體，從溶液中析出。圖2.6 (p. 22)(ii) 晶體的外表：1. 晶體會較大，形狀也較規則。2. 因為在形成晶體時，溶質粒子有足夠時間整齊地排列起來。 7. 利用過濾法從海水中分離食鹽 (p. 23) (a) 定義：過濾法是指分離液體和固體的方法。圖2.7 (p. 23) (b) 實驗步驟：(i) 過濾後，需用少量蒸餾水沖洗晶體表面以除去可溶於水的雜質。(ii) 最後用刮勺取出晶體，放置在兩張濾紙之間，然後輕輕壓乾。 (c) 注意：用來沖洗食鹽晶體的蒸餾水必須是少量及冷凍的，確保只有少量氯化鈉溶解。 2.3 從海水中分離純水(p. 24 – 26) 實驗2.2 從海水中分離純水 (S)(p. 24) 8. 利用蒸餾法從海水中分離純水 (p. 24) (a) 定義：蒸餾法能夠分離溶劑和非揮發性的溶質（或已溶解的物質）。 (b) 實驗步驟：(i) 首先把海水加熱至沸騰，變成水蒸氣。(ii) 水蒸氣遇到冷卻的表面時，會凝結成液體。(iii) 這些純淨液體稱為餾液，亦即是純水。圖2.8 (p. 24) (c) 注意：(i) 加熱前，應把數顆防漰沸小粒放入大試管中。原因：防止液體漰沸，使沸騰暢順。否則，部分溶液會噴至收集餾液的試管內。 (ii) 導管的末端要放置在餾液液面之上。原因：萬一熱力來源突然移走，冷凍的餾液會吸到熱的大試管內，這個現象稱為倒吸，或會使大試管爆裂。 9. 利用「快接」儀器蒸餾海水 (p. 25 – 26) (a) 我們亦可以利用「快接」儀器 圖