海水的成分与海水的电解精品.doc

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2.9 (p. 25) 來進行上述的蒸餾實驗圖2.10 (p. 25) (b) 優點：(i) 「快接」儀器比上述的簡單蒸餾儀器更有效ii) 「快接」儀器中所有玻璃儀器的接口完全緊接，使每件玻璃組件更有效地接駁起來 (c) 注意：(i) 把溫度計的水銀球放在接近冷凝器的位置，以便量度餾出水蒸氣的溫度ii) 加熱前，應把數顆防漰沸小粒放入梨形瓶中，以防止液體漰沸 (d) 利氏冷凝器（或水冷凝器）：(i) 功能：把熱的蒸氣凝結為液體ii) 裝配：為了取得較佳的冷卻效果，水從冷凝器的下端流入，在上端流出10. 香港的海水化淡廠 (p. 26) (a) 香港也曾在屯門的樂安排設置海水化淡廠，把海水直接轉化為淡水圖2.11 (p. 26) (b) 由於海水化淡的成本比由廣東省購買食水為高，因此，政府決定在1991年關閉該海水化淡廠，並向廣東地區購買食水。

2.4 顯示食鹽樣本含鈉離子和氯離子的試驗(p. 27 – 28)實驗2.3 證明食鹽含有鈉離子和氯離子 (S) (p. 27)11. 鈉離子的試驗 (p. 27) (a) 測試方法：我們可以進行焰色試驗來測試鈉離子圖 2.13 (p. 27) (b) 實驗步驟和結果：用無光焰直接加熱含鈉的化合物，會產生獨特和持久的金黃色火焰圖 2.12 (p. 27)12. 氯離子的試驗 (p. 28) (a) 測試方法：我們可以用酸化硝酸銀溶液來測試 (b) 實驗步驟和結果：把含有氯離子的水溶液加入酸化硝酸銀溶液，會形成白色沉澱物圖 2.14 (p. 28) (c) 文字方程式：(i) 銀離子 + 氯離子 氯化銀 　（無色） （無色） （白色固體） (ii) 例子： 硝酸銀 + 氯化鈉 氯化銀 + 硝酸鈉 （無色溶液） （無色溶液） （白色固體） （無色溶液）2.5 水的試驗 (p. 29)實驗2.4 測試液體及固體樣本是否含有水 (S) (p. 29)13. 利用無水氯化鈷(II) 試紙測試液體和固體樣本： (a) 測試液體樣本的實驗步驟：(i) 利用無水氯化鈷(II)試紙測試液體樣本是否含有水。

圖 2.15 (p. 29)(ii) 無水的氯化鈷(II)接觸水時會由藍色轉為粉紅色 (b) 測試固體樣本的實驗步驟：(i) 先把樣本放在試管內，然後猛烈加熱試管底部ii) 當無色微滴在試管內壁凝結時，用無水氯化鈷(II) 試紙測試微滴iii) 如果試紙由藍色轉為粉紅色，便證明該固體樣本含有水分圖 2.16 (p. 29)2.6 海水的電解 (p. 30 – 31)14. 電解海水的實驗裝置 (p. 30) 圖 2.17 (p. 30) (a) 電極：碳棒 (b) 電解質：氯化鈉溶液15. 測試電解海水的生成物 (p. 30) (a) 負極：(i) 生成物：釋出無色的氫氣ii) 用來測試生成物的物質：利用燃燒中的木條測試ii) 預期觀察到的變化：會發出「卜」一聲圖 2.18 (p. 30) (b) 正極：(i) 生成物：釋出黃綠色的氯氣ii) 用來測試生成物的物質：利用濕潤的藍色石蕊試紙或濕潤的pH試紙測試ii) 預期觀察到的變化：試紙會先轉為紅色，再轉為白色（即被漂白）圖 2.18 (p. 30)16. 電解海水的文字方程式 (p. 31) 氯化鈉 + 水 氫氧化鈉溶液 + 氯氣 + 氫氣17. 電解裝置內的溶液 (p. 31) (a) 生成物：裝置內的溶液最後變為無色的氫氧化鈉溶液。

氫氧化鈉溶液是鹼性的 (b) 用來測試生成物的物質：利用紅色石蕊試紙或 pH 試紙測試 (b) 預期觀察到的變化：它能把紅色石蕊試紙或 pH 試紙轉為藍色2.7 電解海水的生成物的用途 (p. 32 – 33)18. 氫氣的用途 (p. 32) (a) 製造人造牛油；圖 2.20 (p. 32) (b) 用作火箭燃料； (c) 與氯氣產生反應，製造氫氯酸；圖 2.21 (p. 32) (d) 與氮氣產生反應，製造氨氨可以用來製造肥料19. 氯氣的用途 (p. 32 – 33) (a) 製造漂白劑，一般用來漂白棉、麻和植物纖維；圖 2.22 (p. 32) (b) 消毒食水及泳池水；圖 2.23 (p. 33) (c) 與氫氣產生反應，製造氫氯酸； (d) 製成有機溶劑，例如三氯甲烷（CHCl3）； (e) 製造聚氯乙烯（PVC，一種塑膠）圖 2.24 (p. 33)20. 氫氧化鈉溶液的用途 (a) 製造紙纖維素； (b) 製成人造纖維； (c) 與氯氣產生反應，製造氯漂白劑； (d) 用作爐頭清潔劑； (e) 製造肥皂； (f) 中和酸性工業廢水。