7. 海水淡化是目前补充淡水资源的主要方法之一。某同学设计并制作了如图所示的咸水淡化简易装置,同时针对该装置设计了评价量表(节选)。


评价指标 | 评价等级
| 优秀 | 合格 | 待改进
指标一:装置结构 | 结构完整,有加热、冷却和收集装置 | | 结构不完整,加热、冷却和收集装置中缺少2项及以上
指标二:淡化效果 | 能从咸水中制得淡水,速度较快 | 能从咸水中制得淡水,速度较慢 | 不能从咸水中制得淡水
(1)易拉罐中的咸水先经过汽化,后经过
(2)根据评价量表,该装置的指标一可评为
(3)咸水淡化过程中,易拉罐内咸水溶质的质量分数将
评价指标 | 评价等级
| 优秀 | 合格 | 待改进
指标一:装置结构 | 结构完整,有加热、冷却和收集装置 | | 结构不完整,加热、冷却和收集装置中缺少2项及以上
指标二:淡化效果 | 能从咸水中制得淡水,速度较快 | 能从咸水中制得淡水,速度较慢 | 不能从咸水中制得淡水
(1)易拉罐中的咸水先经过汽化,后经过
液化
(填物态变化名称)变成淡水流入收集装置。(2)根据评价量表,该装置的指标一可评为
优秀
等级。其中塑料瓶的外面包裹冷水浸湿的布,作用是降低温度,加快水蒸气液化的速度
。(3)咸水淡化过程中,易拉罐内咸水溶质的质量分数将
变大
(填“变大”“变小”或“不变”)。答案
7.(1)液化 (2)优秀 降低温度,加快水蒸气液化的速度 (3)变大
解析
【分析】
本题结合海水淡化装置,考查物态变化、溶质质量分数及实验装置评价,需分问题逐步分析:
(1)先明确物态变化类型:气态变为液态为液化,咸水先汽化产生水蒸气,后续水蒸气变为液态淡水,对应物态变化为液化;
(2)根据评价量表的指标要求,判断装置是否符合优秀标准,再分析湿布的作用;
(3)结合溶质质量分数公式,分析淡化过程中溶质、溶剂的变化,进而判断质量分数的变化。
【解析】
(1)咸水加热后,液态水变为气态水蒸气(汽化),水蒸气遇到温度较低的塑料瓶壁,由气态变为液态水,该物态变化为液化,故填液化。
(2)指标一优秀的标准是“结构完整,有加热、冷却和收集装置”:该装置中,易拉罐为加热装置,塑料瓶及湿布为冷却装置,还有收集淡水的装置,符合优秀等级;塑料瓶外包裹冷水浸湿的布,可降低塑料瓶温度,加快水蒸气液化,故作用是降低温度,加快水蒸气液化的速度。
(3)咸水淡化时,溶剂(水)不断汽化被收集,溶质(盐)质量不变,溶液质量=溶质质量+溶剂质量,因此溶液质量减小,根据溶质质量分数公式,溶质质量分数变大,故填变大。
【答案】
7.(1)液化 (2)优秀 降低温度,加快水蒸气液化的速度 (3)变大
【知识点】
液化、溶质质量分数、实验装置评价
【点评】
本题以海水淡化实际装置为载体,综合考查物理、化学相关知识,贴近生活实际,将学科知识与应用场景结合,难度适中,能有效考查学生运用知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
本题结合海水淡化装置,考查物态变化、溶质质量分数及实验装置评价,需分问题逐步分析:
(1)先明确物态变化类型:气态变为液态为液化,咸水先汽化产生水蒸气,后续水蒸气变为液态淡水,对应物态变化为液化;
(2)根据评价量表的指标要求,判断装置是否符合优秀标准,再分析湿布的作用;
(3)结合溶质质量分数公式,分析淡化过程中溶质、溶剂的变化,进而判断质量分数的变化。
【解析】
(1)咸水加热后,液态水变为气态水蒸气(汽化),水蒸气遇到温度较低的塑料瓶壁,由气态变为液态水,该物态变化为液化,故填液化。
(2)指标一优秀的标准是“结构完整,有加热、冷却和收集装置”:该装置中,易拉罐为加热装置,塑料瓶及湿布为冷却装置,还有收集淡水的装置,符合优秀等级;塑料瓶外包裹冷水浸湿的布,可降低塑料瓶温度,加快水蒸气液化,故作用是降低温度,加快水蒸气液化的速度。
(3)咸水淡化时,溶剂(水)不断汽化被收集,溶质(盐)质量不变,溶液质量=溶质质量+溶剂质量,因此溶液质量减小,根据溶质质量分数公式,溶质质量分数变大,故填变大。
【答案】
7.(1)液化 (2)优秀 降低温度,加快水蒸气液化的速度 (3)变大
【知识点】
液化、溶质质量分数、实验装置评价
【点评】
本题以海水淡化实际装置为载体,综合考查物理、化学相关知识,贴近生活实际,将学科知识与应用场景结合,难度适中,能有效考查学生运用知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
8. 水中溶解的固体总量(TDS)是衡量水质的重要指标之一,可用TDS检测笔(如图甲所示)测量。某科学兴趣小组利用图乙装置进行“海水淡化”探索活动,首先将100mL质量分数为0.5%的食盐水倒入水槽A,测出TDS值并记录;启动水泵抽取水槽A中的食盐水,经反渗透滤芯(内含反渗透膜)后得到的净水导入水槽B,废水导入水槽C,分别测出TDS值并记录。

(1)TDS检测笔工作原理:固体溶解于水中形成可自由移动的离子,增强了水的导电性,浓度越高导电能力越强,则TDS值越大。某次实验分别测出各组TDS值,你认为TDS值最大的是水槽
(2)他们查阅资料了解到某家用净水器中也使用了反渗透膜,其工作原理如图丙所示,在制得净水的同时还会产生一定比例的废水,其中排出废水的是出水口
(1)TDS检测笔工作原理:固体溶解于水中形成可自由移动的离子,增强了水的导电性,浓度越高导电能力越强,则TDS值越大。某次实验分别测出各组TDS值,你认为TDS值最大的是水槽
C
(填“A”“B”或“C”),理由是食盐水经反渗透膜后得到的净水流入水槽B,水分减少后的废水流入水槽C中,废水中食盐浓度增大,导电能力增强,TDS值最大
。(2)他们查阅资料了解到某家用净水器中也使用了反渗透膜,其工作原理如图丙所示,在制得净水的同时还会产生一定比例的废水,其中排出废水的是出水口
b
(填“a”或“b”)。家用净水器产生的废水通常直接排入污水管,较为浪费。请提出合理化建议:收集废水二次利用(合理即可)
。答案
8.(1)C 食盐水经反渗透膜后得到的净水流入水槽B,水分减少后的废水流入水槽C中,废水中食盐浓度增大,导电能力增强,TDS值最大 (2)b 收集废水二次利用(合理即可)
解析
【分析】
首先明确TDS值与水中溶解固体浓度的关系:浓度越高,TDS值越大。对于第一问,分析各水槽中食盐水的浓度变化:水槽A是初始食盐水,经过反渗透膜后,净水(含较少溶质)进入水槽B,废水(水分减少,溶质浓度增大)进入水槽C,因此C中溶质浓度最高,TDS值最大。对于第二问,根据反渗透膜的工作原理,水分子可透过膜,而溶解的固体(离子)无法透过,因此净水从出水口a流出,含高浓度溶质的废水从出水口b流出;废水浪费的解决建议可从二次利用角度思考,如收集废水用于冲厕所、浇花等。
【解析】
(1)根据题意,TDS值与水中溶解固体的浓度正相关,浓度越高,TDS值越大。初始水槽A中是质量分数为0.5%的食盐水,经反渗透膜后,净水(大部分水,少量溶质)流入水槽B,废水(水分被截留,溶质未被截留,因此溶质浓度远大于初始A)流入水槽C,故水槽C中食盐水的溶质浓度最高,TDS值最大。
(2)由图丙可知,反渗透膜允许水分子通过,而水中溶解的固体(离子)无法通过,因此净水(纯水)从出水口a流出,含高浓度溶质的废水从出水口b流出;家用净水器的废水可二次利用,例如收集后用于冲厕所、浇花等,减少水资源浪费。
【答案】
(1)C;食盐水经反渗透膜后,净水流入水槽B,废水流入水槽C,废水中食盐浓度增大,导电能力增强,TDS值最大
(2)b;收集废水二次利用(合理即可)
【知识点】
溶液浓度与TDS值、反渗透净水原理、水资源合理利用
【点评】
本题结合生活中的净水器应用,考查溶液浓度变化、TDS概念及反渗透原理,将化学知识与实际生活结合,难度适中,需学生理解浓度对TDS的影响及反渗透膜的工作特点。
【难度系数】
0.6
首先明确TDS值与水中溶解固体浓度的关系:浓度越高,TDS值越大。对于第一问,分析各水槽中食盐水的浓度变化:水槽A是初始食盐水,经过反渗透膜后,净水(含较少溶质)进入水槽B,废水(水分减少,溶质浓度增大)进入水槽C,因此C中溶质浓度最高,TDS值最大。对于第二问,根据反渗透膜的工作原理,水分子可透过膜,而溶解的固体(离子)无法透过,因此净水从出水口a流出,含高浓度溶质的废水从出水口b流出;废水浪费的解决建议可从二次利用角度思考,如收集废水用于冲厕所、浇花等。
【解析】
(1)根据题意,TDS值与水中溶解固体的浓度正相关,浓度越高,TDS值越大。初始水槽A中是质量分数为0.5%的食盐水,经反渗透膜后,净水(大部分水,少量溶质)流入水槽B,废水(水分被截留,溶质未被截留,因此溶质浓度远大于初始A)流入水槽C,故水槽C中食盐水的溶质浓度最高,TDS值最大。
(2)由图丙可知,反渗透膜允许水分子通过,而水中溶解的固体(离子)无法通过,因此净水(纯水)从出水口a流出,含高浓度溶质的废水从出水口b流出;家用净水器的废水可二次利用,例如收集后用于冲厕所、浇花等,减少水资源浪费。
【答案】
(1)C;食盐水经反渗透膜后,净水流入水槽B,废水流入水槽C,废水中食盐浓度增大,导电能力增强,TDS值最大
(2)b;收集废水二次利用(合理即可)
【知识点】
溶液浓度与TDS值、反渗透净水原理、水资源合理利用
【点评】
本题结合生活中的净水器应用,考查溶液浓度变化、TDS概念及反渗透原理,将化学知识与实际生活结合,难度适中,需学生理解浓度对TDS的影响及反渗透膜的工作特点。
【难度系数】
0.6
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