海洋化学专业练习题整理(附答案)
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海水中的化学专项练习1、海水是一种重要的自然资源。
以下是我市对海水资源的部分利用。
(1)从海水中获得氯化钠。
将海水进行可得到粗盐,为除去粗盐中含有SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质,-有如下操作:①溶解;②加过量的Na2CO3溶液;③加过量的BaCl2溶液;④加适量的盐酸;⑤加过量NaOH溶液;⑥蒸发结晶;⑦过滤。
正确的操作顺序。
(用序号填一种合理组合)。
(2)从海水中得到金属镁。
下图是从海水中提取镁的简单流程。
上述过程中,沉淀B与试剂C发生的是中和反应,则沉淀B的化学式为____ ,由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为____ __ __。
海水本身就是含有MgCl2的溶液,它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同:___ 、____ _。
(3)从海水中制得的氯化钠除食用外,还常用作工业原料生产相应的化工产品,如工业上利用氯化钠和水在通电条件下生成烧碱、氢气和氯气,试写出上述化学方程式:2、氯化钠是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
(1)粗盐除含NaCl外,还含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。
以下是粗盐提纯的操作流程。
提供的试剂:Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、饱和NaCl溶液。
①欲除去溶液I中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4,从提供的试剂中选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为:过量的NaOH溶液、、;②在滤液中加盐酸的作用是;3、下图是海水“制碱”的部分简单流程。
步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为:、。
制氨盐水的过程中要先通入氨气,再通入二氧化碳。
如果反过来,二氧化碳的吸收率会降低。
这是因为。
物质变质专项练习1. 在化学实验技能考试中,有一题目是鉴别碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液,小红等几位同学进行了如下图所示的实验。
式:。
⑵实验结束后,小红同学将①、②两支试管中的废液倒入同一个干净的烧杯中,看到废液浑浊,就对废液进行了过滤,小红等几位同学对滤液的成分又进行了探究。
第二单元 海水中的化学知识梳理:一、海洋化学资源海洋中蕴藏着丰富的资源,海洋需要科学合理的开发利用,为人类造福。
本部分复习可从了解海洋中的物质到从海洋中提取相关物质的思路进行复习。
1、海水中的物质:(1)物质种类:水(96.5%)和可溶性盐(3.5%)(2)离子种类:Cl - 、Na + 、SO 42 -、Mg 2+、Ca 2+、K +2、海底矿物:(1)化石燃料:煤、石油、天然气(2)新型矿产资源:天然气水合物(可燃冰)――未来能源、21世纪能源。
甲烷燃烧的方程式:CH 4+2O 2=点燃==CO 2+2H 2O(3)多种金属矿物:多金属结核(锰结核)3、海洋资源:(1)分类:化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源。
(2)保护措施: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。
二、海洋工业:通过本部分复习,进一步了解如何从海水中提取我们需要的物质。
充分体现化学与社会的密切关系。
1、海水淡化:从海水中获取淡水,解决日益加剧的淡水危机淡化的方法有(1)蒸馏法(2)结晶法 (3)膜法。
(都是物理方法)其中最常用的是多级闪急蒸馏法。
海水与淡水的鉴别:分别取样加入硝酸银溶液和稀硝酸,产生大量白色沉淀的是海水,没有沉淀(或沉淀很少)的是淡水。
2、海水制镁:(3) 原理:将石灰乳加入海水或卤水中,沉淀出氢氧化镁,氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁,电解熔融状态的氯化镁,就能制得金属镁。
(2)生产流程:海水或卤水→氢氧化镁→氯化镁→氯化镁晶体→熔融氯化镁→镁(3)化学方程式:MgCl 2+Ca(OH)2=Mg (OH)2↓+CaCl 2Mg (OH)2+2HCl =MgCl 2+2H 2O讨论并明确:从海水中提取MgCl 2时,经历了“MgCl 2→Mg (OH)2→MgCl 2”,的转化过程,这样做的目的是: 将MgCl 2富集起来,获得比较纯净的MgCl 2.通电 MgCl 2 Mg +Cl 2↑3\海水晒盐:从海水中获取食盐,解决生产、生活中需求的大量食盐(1)原理:蒸发海水使其中的无机盐(主要是食盐)结晶(2)生产流程:海水→蒸发池→结晶池→粗盐和母液(又称苦卤)原料也可采用海水淡化后的残液晒盐,更经济快捷。
海水中的化学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 海水中溶解氧的主要来源是()。
A. 海洋生物的呼吸作用B. 海水与大气的交换C. 海洋植物的光合作用D. 海底火山活动答案:C2. 海水中盐分含量最高的是()。
A. 氯化钠B. 硫酸镁C. 氯化镁D. 碳酸钙答案:A3. 海水的pH值通常在哪个范围内?()A. 6-7B. 7-8C. 8-9D. 9-10答案:C4. 海水中的重金属污染主要来源于()。
A. 工业废水排放B. 农业化肥使用C. 海洋生物的排泄D. 大气沉降答案:A5. 海水中的磷元素主要来源于()。
A. 海洋生物的排泄B. 河流携带的泥沙C. 大气沉降D. 海底火山活动答案:B6. 海水中的氮元素主要来源于()。
A. 海洋生物的排泄B. 河流携带的泥沙C. 大气沉降D. 海底火山活动答案:A7. 海水中的碳循环主要涉及哪些过程?()。
A. 光合作用和呼吸作用B. 光合作用和分解作用C. 光合作用和火山活动D. 呼吸作用和火山活动答案:B8. 海水中的硫循环主要涉及哪些过程?()。
A. 光合作用和呼吸作用B. 光合作用和分解作用C. 光合作用和火山活动D. 呼吸作用和火山活动答案:D9. 海水中的氢元素主要来源于()。
A. 海洋生物的排泄B. 河流携带的泥沙C. 大气沉降D. 海底火山活动答案:A10. 海水中的碘元素主要来源于()。
A. 海洋生物的排泄B. 河流携带的泥沙C. 大气沉降D. 海底火山活动答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 海水中的溶解氧含量通常与______有关,温度越高,溶解氧含量越______。
答案:温度;低12. 海水中的盐分含量通常用______来表示。
答案:盐度13. 海水中的pH值通常高于大气中的pH值,这是因为海水中的______可以中和酸性物质。
答案:碳酸盐14. 海水中的重金属污染对海洋生物的影响主要表现为______和______。
初中化学海洋化学资源考试题及答案姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题简答题xx题xx题xx题总分得分一、选择题(共11题)1.下列是海水制镁的工业过程:氢氧化镁氯化镁下列有关叙述错误的是()。
A.转化①是物理变化B.转化①和②实际上是从海水中提纯氯化镁的过程C.转化①发生的反应为MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2D.因为海水中也含有氯化镁,所以将海水直接通电也可以制得金属镁【答案】解析:第一步反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2,第二步反应的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O,第三步反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
答案:AD难度:容易知识点:自然界的水单元测试2.用下图所示装置进行的实验是()。
A.过滤B.蒸发C.蒸馏D.溶解【答案】思路点拨:海水淡化实际上是混合物的分离,解题中要注意混合物分离方法的使用范围。
例如蒸馏是利用液体沸点的不同而实现液体间的分离的。
解析:海水淡化常用方法是蒸发海水法,工业上是多级闪急蒸馏法,其原理都是利用物质的沸点不同而实现物质分离的。
蒸馏需要蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计以及冷凝管和接收器等。
答案:C难度:容易知识点:水的净化3.被科学家誉为“21世纪能源”的是()。
A.煤B.石油C.天然气D.可燃冰【答案】D难度:基础知识点:使用燃料对环境的影响4.海水淡化最常用的方法是()。
评卷人得分A.过滤法B.蒸馏法C.结晶法D.膜淡化法【答案】B难度:基础知识点:水的净化5.海洋是人类丰富的资源宝库。
下列措施不属于保护海洋环境,也不属于合理利用海洋资源的是()。
A.禁止向大海排放污水B.建立海洋自然保护区C.海水淡化D.船舶垃圾直接倾倒入海中【答案】D难度:容易知识点:自然界的水单元测试6.水是生命的源泉,是人类宝贵的资源。
(完整word版)《化学海洋学》题库⼀填空题(每空1分,共20分)1.在海⽔中,浓度⼤于0.05 mmol/kg的元素为常量元素,海⽔中的11中常量元素是:阳离⼦:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+阴离⼦:Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32-)、F-分⼦:HBO32.海⽔中,与海洋⽣物⽣长密切相关的元素称为营养盐:主要营养盐:N、P、Si微量营养盐:Mn、Fe、Cu、Zn3.实⽤碱度(PA)是碳酸碱度,硼酸碱度,⽔碱度之和.4. 盐度的原始定义: ⼀千克海⽔中,所有碳酸盐转化为氧化物,溴、碘以氯置换,所有的有机物被氧化之后所含全部固体物质的总克数。
单位为克/千克,符号为S‰5. 浮游植物光合作⽤中被吸收,与碳、氧等为构成⽣物体基本元素。
有较为恒定的吸收⽐(C:N:P:O=106:16:1:-276)。
6. 总氮(TN),颗粒氮(PN),溶解氮(DTN),溶解⽆机氮(DIN),溶解有机氮(DON)7. 总磷(TP),颗粒磷(PP),溶解磷(DTP),溶解⽆机磷(DIP),溶解有机磷(DOP)8.海⽔中⽆机配位体重要有:9.海⽔中有机配位体⼤部分含有羧基,氨基,羟基官能团.10.影响海洋初级⽣产⼒的主要因素是光照(温度),营养盐,微量元素等⼆简答题(每题8分,共40分)1.盐度答:在1 kg海⽔中,将所有的碳酸盐转变为氧化物,所有的溴和碘为等摩尔的氯所取代,且所有有机物被氧化以后,所含全部固体物质的总克数。
单位:g/kg,以符号S‰表⽰。
2. 氯度答:在1 kg海⽔中,当溴和碘为等摩尔的氯所取代,所含氯的克数。
单位:g/kg,以符号Cl‰表⽰。
3. CaCO3和MgCO3沉淀的形成与溶解对海⽔pH值的影响?答:4.海⽔pH值空间变化的原因?答:答:A浅层⽔观察到由⽣物光合作⽤导致的pH极⼤值,⽣物的光合作⽤会迁出⽔体中的CO2,导致pH值增加;B随深度的增加,pH值逐渐降低,⾄1000m左右出现极⼩值,该区间的降低是由于⽣源碎屑的氧化分解所导致。
鲁教新版初三化学第八章第一节海洋化学资源基础题(word有解析)一.选择题(共 20 小题)1.海水中含量最多的非金属离子是()A.SO 2﹣B.Cl﹣C.OH﹣D.CO 2﹣2.海水中含量最多的物质是()A.NaClB.CaCO3 C.H2O D.Mg(OH)23.一位遇上海难的水手,随着木排在海洋上漂流,他用完了淡水,仍感到专门的口渴,尽管周围的海水十分清亮,但他不喝海水,因为他明白喝海水会致命.理由是()A.海水有苦涩味,全然喝不下去B.海水中含有多种盐,能使肠胃腐烂致人死亡C.海水中有许多微生物,有些微生物能致人死亡D.海水会造成水分从血液和组织内脱离出来,进入肠胃中,使人脱水死亡4.下列说法正确的是()A.海洋中的要紧物质是氯化钠 B.锰结核是纯洁物 C.淡化海水的方法要紧是膜法和热法 D.海洋资源在开发过程中无需进行爱护5.海水中大约含水 96.5%,海水中含量最高的元素是()A.O B.Cl C.H D.Na6.地球表面约 71%的面积覆盖着水.海水中含量最多的元素是()A.钠B.硅C.氧D.铁7.下列有关资源的叙述正确的是() A.海洋中含量最多的元素是氯元素B.地壳中含量最多的金属元素是硅元素 C.沼气是一种优良的气体化石燃料D.稀有气体约占空气总体积的 0.94%8.关于海水,下列说法中不正确的是()A.海水是一种混合物 B.海水中除氢、氧元素外含量最多的是氯元素 C.海水中盐的质量分数约为 3.5% D.直截了当电解海水能够得到金属镁9.海洋约占地球表面积的 71%,海水中含量最高的元素是()A.Na B.Cl C.H D.O10.浩渺的海洋不仅繁育着许多水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源,按目前测定,海洋中含有的化学元素有 80 多种,其中含量最多的是()A.氧B.钠C.氯D.氢11.下列有关海水淡化的方法不可行的是() A.加明矾使海水中的盐分沉降,然后过滤以获得淡水 B.利用太阳能将海水蒸馏淡化C.在一定条件下将海水凝固以猎取淡水D.用超滤膜使海水中较小的水分子通过,而较大的溶质微粒不能通过从而获得淡水12.海水淡化不可直截了当采纳()A.蒸馏法 B.过滤法C.淡化膜法D.多级闪急蒸馏法13.海水淡化可采纳膜分离技术,如图所示,对淡化膜右侧的海水加压,水分子能够透过淡化膜进入左侧淡化池,而海水中的各种离子不能通过淡化膜,从而得到淡水.对加压后右侧海水成分变化进行分析,正确的是()A.溶质的质量增加 B.溶剂的质量减少C.溶液的质量不变 D.以上三种情形都有可能14.淡化海水可采纳膜分离技术(如图),水分子能够透过膜(海水中其他粒子不能透过)进入左侧的池子,从而得到淡水.以下分析中正确的是()A.这种膜可用滤纸代替 B.左侧池中的淡水属于混合物 C.右侧池中溶剂的质量减少 D.右侧池中海水的溶质质量分数不变15.为了爱护海洋资源,下列措施不正确的是()A.建立海洋爱护区 B.禁止工业“三废”排放到大海中 C.健全海洋环境污染监测系统 D.在海上倾弃和焚烧危险物质16.下列关于水的说法错误的是() A.淡化海水可解决淡水紧缺问题 B.过滤能除去天然水中的所有杂质 C.日常生活中的水大多是混合物 D.生活中可用煮沸的方法降低水的硬度17.下列关于海水提取镁盐来制取镁的过程中,叙述正确的是()A.直截了当蒸发海水得到氯化镁 B.将石灰乳加入海水或卤水中沉淀出氢氧化镁C.电解氯化镁溶液D.利用钠将氯化镁中的镁置换出来18.烟台是座漂亮的都市.下列对海洋化学资源利用的有关叙述错误的是()A.利用多级闪急蒸馏法淡化海水B.利用蒸发结晶的方法从海水中提取食盐C.利用像海水或卤水中加入石灰乳的方法将海水中的 Mg2+富集沉淀出来D.利用海底蕴藏的大量“可燃冰”作燃料,以它为燃料可不能加剧温室效应19.下列操作不能用来淡化海水的是()A.过滤 B.使海水结冰脱盐C.加热蒸发 D.多级闪急蒸馏20.淡水资源缺乏,从海洋里猎取淡水有十分重要的意义.下列操作方法能用来淡化海水的是()A.沉淀法 B.蒸馏法 C.过滤法 D.电解法二.填空题(共 10 小题)21.如图表示海水盐分中各成分的质量分数.请据图回答下列问题:(1)海水盐分中含量最多的金属元素是;(2)海水盐分中含量最多的非金属元素与质量分数为 3.69%的金属元素形成化合物的化学式是.22.海洋是人类庞大的资源宝库,从海水里提取 MgCl2 中的金属元素可广泛用于飞机制造业,该金属元素的名称是;海底蕴藏着大量的化石燃料,其中天然气的要紧成分是(填写名称),其分子中碳元素和氢元素的原子个数比为,写出其燃烧的化学方程式.23.海洋是地球上最大的储水库,浩渺的海洋不仅繁育着许多水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源.(1)海水中富含镁、钠、氯等,那个地点的“镁、钠、氯”指的是(填元素或原子).小明收集到一瓶浑浊的海水,进行如图 1 操作:(2)操作①应选用的装置是(填图 2 序号),若通过操作①后,所得液体 C 中仍有浑浊,其缘故可能是(填序号,可多选).a.漏斗内的滤纸有破旧 b.漏斗下端未靠在烧杯内壁 c.漏斗内液面高于滤纸的边缘(3)操作②应选用的装置是(填图 2 序号),其原理是利用其性除去水样中的颜色和异味.(4)小明取少量液体 D 于试管中,加入少量肥皂水,振荡,发觉有较多浮渣产生,则液体 D 是(填“硬水”或“软水”).操作③应选用的装置是(填图 2 序号).(5)爱护水资源,节约用水是关键,请写一条节水措施.24.海洋是庞大的资源宝库,从化学的视角看:(1)元素资源:海水中含量最高的金属元素是(填元素符号);从物质在水中溶解的规律和水天然循环的角度看,该元素含量最高的缘故是.(2)淡水资源:淡化海水能够用(填字母代号); A.吸附法B.蒸馏法C.过滤法 D.电解法该过程是(填“化学变化”或“物理变化”).(3)矿产资源:海底蕴藏着大量的“可燃冰”(含甲烷),甲烷燃烧的化学反应方程式为.(4)你还明白海洋中有哪些资源?(写一种)25.海底不仅蕴藏着大量的、、等常规化石燃料,还发现了一种新型矿产资源﹣﹣天然气水合物,也叫,它是由和在低温、高压的条件下形成的状固体,极易燃烧,生成.26.海洋面积约占地球表面积的 71%,海洋孕育了地球上的生命,又给这些生命提供丰富的资源,化工厂利用海水和贝壳(要紧成分 CaCO 3)制取金属镁,流程如下:(1)写出电解无水 MgCl2 时得到的另一种产物在生产生活中的用途.(任写一种)(2)分别写出①和④的化学方程式、.27.从海水中提取镁、盐,通常将加入海水或卤水中,沉淀出,与盐酸反应生成,熔融状态下的氯化镁,就能得到镁.转化过程中发生的化学方程式有;;.28.海洋是地球上最大的储水库,浩渺的海洋包蕴着丰富的化学资源.(1)从海水中猎取淡水,常用的操作方法是;(2)海水晒盐能够得到粗盐和卤水,卤水中含有 MgCl2、KCl、MgS O4 等物质,右图是三种物质的溶解度曲线.回答下列问题:①t2℃时,氯化镁饱和溶液中溶质的质量分数为(填表达式);②将 t3℃时这三种物质的饱和溶液降温至 t2℃,下列说法不正确的是A、降到 t2℃时,三种物质的溶液差不多上饱和溶液B、降温过程三种溶液中溶质的质量分数都在逐步减小C、t3℃时 KCl 和 MgSO4 饱和溶液中溶质的质量分数相等D、降温至 t2℃时,三种溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序是 Mg Cl2>MgSO4>KCl③粗盐通过提纯,可得纯洁的氯化钠,农业上常用溶质的质量分数为10%~20% 的氯化钠溶液来选种,某农科所用 30kg 纯洁的氯化钠可配制 kg 15%的选种液.(3)从卤水中可提取金属镁,如图是从卤水中提取镁的简单流程.操作①的名称为,上述过程中,沉淀 B 与试剂 C 发生的反应是中和反应,则该反应的化学方程式是.29.海洋中有丰富的化学资源.海水晒盐后,以其母液(卤水)和贝壳为原料,还可生产具有专门用途的材料﹣﹣纳米氧化镁,其简要流程如下:海水晒盐是物理变化,包含蒸发、等过程,蒸发需要的仪器除铁架台、铁圈、酒精灯外,还需要、;操作 a 的名称是,适用于分离.30.我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务.如图是从海水中提取镁的简单流程.上述过程中,沉淀 B 与稀盐酸发生的是中和反应,则沉淀 B 的化学式,无水 MgCl2 通电分解生成 Mg 和另一种气体,该反应的化学方程式.参考答案与试题解析一.选择题(共 20 小题)1.海水中含量最多的非金属离子是()A.SO 2﹣B.Cl﹣C.OH﹣D.CO 2﹣【解答】解:在海水中所含盐类中,NaCl 的含量最为丰富,氯化钠在溶液中能电离出钠离子和氯离子,故含量最多的非金属离子应为 Cl﹣。
达标测试我夯基我达标1. 用硬水洗衣服,既浪费肥皂又洗不干净,生活中要使硬水软化,可采用的方法是〔〕A.过滤B.煮沸C.吸附D.搅拌2.〔经典回放〕日常生活中用到的以下物质属于纯洁物的是〔〕A.食醋B.蜂窝煤C.食盐D.海水3. 城市自来水的净化过程可表示为“取水→沉降→过滤→吸附→消毒→配水。
以下过程属于化学变化的是〔〕A.取水B.过滤C.吸附D.消毒4.生产、生活实际中的以下做法不科学的是〔〕A.为防止自行车生锈,经常用湿抹布擦拭B.为提高粮食产量,大量使用化肥C.海底矿物(如可燃冰、锰结核等)虽储量丰富,也应科学规划,合理开采D.新装修的房屋,经充分通风后再入住5.据中央电视台报道, 4月下旬,在我国东海海域又发生了数百平方公里的赤潮。
赤潮是海洋中一种红色的浮游生物在特定条件下过度繁殖的生物现象,这种现象对海洋的危害越来越大。
为减少赤潮的发生,善待我们的家园,就需要从源头上消除污染。
你认为造成赤潮的主要原因是〔〕①农田中化肥、农药的超量使用②工业生产和城市居民生活污水的任意排放③使用含磷洗衣粉④过度进行海水养殖⑤海洋中的潮汐现象⑥海岸绿化A.①③⑤B.②④⑥C.①②③⑤D.①②③④6. 我国南海海底发现的巨大“可燃冰〞带,能源总量估计相当于中国石油总量的一半,而我国东海“可燃冰〞的蕴藏量也很可观……。
“可燃冰〞的主要成分是一水合甲烷(CH4·H2O)晶体,请结合初中化学知识分析以下说法,正确的选项是〔〕A.可燃冰是天然气和水在降温后形成的冰状固体4·H2O的组成元素有三种4·H2O中CH4和水的质量比为1∶1 D.可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性7. “可燃冰〞的主要成分是甲烷水合物,“可燃冰〞的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景。
你认为能开发利用的新能源还有______________〔至少填两种〕。
我综合我开展8.区分以下常见的各组物质时,所用方法错误的选项是 ( )A.硬水和软水——加肥皂水振荡B.毛织品和棉织品——燃烧后闻气味C.一氧化碳和甲烷——点燃后观其火焰颜色D.食盐和小苏打( NaHCO3)——滴加醋酸9.甲烷是_______________和_______________的主要成分,在空气中燃烧的方程式是________________,现象是发出_______________,放出_______________,生成_______________和使澄清石灰水______________气体。
一、填空题或选择题(15分,判断题每题1分,其它空格0.5分)
1、海水中含量最高的元素是H和O。
2、开阔大洋表层水盐度通常在亚热带海域(赤道海域、亚热带海域、亚极
地海域)出现极大值。
3、在现场大气压为101.325 kPa时,一定温度和盐度的海水中,某一气体的
饱和含量称为该温度、盐度下该气体的溶解度。
4、在海-气界面气体交换的薄膜模型中,一般而言,风速约大,薄膜层厚度
约薄,海-气界面气体交换通量越大。
5、在海-气界面气体交换的薄膜模型中,气体分子的海-气净扩散通量与该
气体分子的分子扩散系数有关,一般而言,水体温度的增加,分子扩散系数越大;
气体分子量越大,分子扩散系数越小。
6、在全球海水碳储库中,DIC的储量最多,其下依次是DOC和 POC。(从
DIC、DOC、POC、PIC中选择)。
7、假设某海水的pH值完全由其无机碳体系所控制,则温度升高时,pH值
降低;盐度增加时,pH值增加;压力增加时,pH值降低;Ca(Mg)CO3沉淀形
成时,pH值降低。
8、海洋硝化作用是指在氧化性海水中,氨通过海洋细菌的作用被氧化成
NO2-,并进一步被氧化为NO3- ;海洋反硝化作用是指在溶解氧不饱和的海水
中,一些异氧细菌将NO3-作为电子接受体以代谢有机物,从而将部分NO3-还原
为NO2-,并进一步还原为N2。
9、与陆源腐殖质相比,海源腐殖质的芳香组分浓度一般较低,氮、硫含量
比较高,d13C比较高。
10、分子式C106(H2O)106(NH3)16PO4通常被用于表征海洋中有机物的平
均分子组成。
11、在不考虑N2的情况下,开阔大洋表层水的氮主要以DON形式存在,
开阔大洋深层水的氮主要以DIN形式存在。(从DIN、DON、PIN、PON中选择)。
12、海洋中的蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键结合而成,活体生物体内的
蛋白质含量高低通常可用N元素浓度来指示。
13、判断题:利用CTD实测得某海水的盐度为32.02315‰。( × )
14、判断题:开阔大洋表层水中不含有难降解的DOM。( × )
二、问答题(20分)
1、与硝酸盐和活性磷酸盐不同,开阔大洋硅酸盐的垂直分布并未在1000m
左右水深处表现出极大值的特征,为什么?(6分)
答案:由于蛋白石的溶解相对于有机物的降解是一个比较缓慢的过程,因此
溶解态硅酸盐的垂直分布没有像硝酸盐和活性磷酸盐一样在1000m水深附近产
生极大值。
2、为什么溶解态Zn在北太平洋深层水中的浓度高于北大西洋深层水,而
溶解态Al则相反。(6分)
答案:溶解态Zn为营养盐型痕量金属元素,它在上层水中被浮游生物所吸
收,当生物死亡后,部分生源物质在上层水体再循环,另有部分通过颗粒沉降输
送至中深层。当进入中深层水体的颗粒物发生再矿化作用时,它会重新回到水体
中,由于深海热盐环流的流动路径为从北大西洋流向北太平洋,北太平洋深层水
的年龄要老于北大西洋,故随着年龄的增长,积累的溶解态Zn越多,故北太平
洋深层水中溶解态Zn浓度高于北大西洋。Al为清除型元素,它在大西洋表层具
有较高的输入通量,且在深海水流动过程中不断地通过颗粒物吸附从水体中清
除、迁出,导致其在北太平洋深层水中的浓度低于北大西洋。
3、试分析海水中CaCO3的溶解、颗粒有机物的再矿化这两个过程对海水中
的TCO2和Alk将分别产生什么样的影响。(8分)
答案:CaCO3溶解导致Alk增加,TCO2增加。
颗粒物再矿化时,Alk不变,TCO2增加。
三、分析题(50分)
1、下图为一些气体在海水中溶解度随温度的变化情况,从中您可得到什么
信息。(8分)
答案: (1)气体在海水中的溶解度一般随分子量的增加而增加;
(2)气体在海水中的溶解度随温度的升高而降低。
2、下图为北太平洋与北大西洋溶解氧的典型垂直分布图,请描述其分布特
点,并解释成因。(8分)
答案:(1)500~1000m存在溶解氧极小值;(2)深水中相对较高的溶解氧;
(3)北太平洋深层水溶解氧明显低于北大西洋。中层溶解氧极小值是有机物氧
化分解与富含O2冷水的平流输送之间平衡的结果。在大西洋、太平洋和印度洋,
表层至~900m深度区间,南极中层水(AAIW)的入侵可明显看出。北大西洋深
层水(NADW)是高溶解氧海域,从60°N的表层~2000m向南至南大西洋3000m
均存在溶解氧极大值。这些NADW在向太平洋、印度洋的北向输送过程中逐渐
损失O2。南极底层水的形成也导致了南大洋高的溶解氧。
3、下图为北太平洋与北大西洋文石的垂直分布图,请描述其分布特征,并
简单阐述其成因。(8分)
答案:大洋表层水对于文石是过饱和的,过饱和约4倍。随着深度的增加,
文石的过饱和程度逐渐降低,直至其跨过的线。在太平洋水深200-400m,文石
已成为不饱和。至深层海洋,文石在深海水中是不饱和的,其原因可能在于温度
的降低、压力的升高及有机物的氧化等所致。另外,太平洋水体文石的饱和程度
小于大西洋。原因在于太平洋深层水比大西洋深层水具有低的CO32-离子浓度
(即高的CO2含量),换句话说,太平洋深层水更具腐蚀性。这是因为海洋环流
与生物活动共同作用的结果:太平洋深层水年龄“老”于大西洋,因而它包含了
更多由有机物再矿化所产生的CO2,从而降低CO32-离子浓度。
4、下图为北大西洋与北太平洋总碱度的垂直变化,请描述其分布特征,并
简述其成因。(8分)
答案:太平洋表层水的Alk低于大西洋,而深层水的Alk高于大西洋。表层
水的差异主要是因为大西洋由蒸发导致的高盐度,深层水的差异原因在于太平洋
水年龄更老,其累积了更多由CaCO3溶解所释放的CO32-。
5、下图为南大洋表层水中硅酸盐与硝酸盐随纬度的变化情况,请比较二者
的分布有何共同点与不同点,为什么?(8分)
答案:硅藻吸收上层水体的的硅酸盐是非常有效的,在40°~50°S的海域,
硝酸盐浓度较高,但硅酸盐浓度仍接近于0,说明这些海域硅酸盐浓度限制着浮
游植物的生长。在55°S以南,硝酸盐浓度和硅酸盐浓度均比较高,这是因为存
在亚极地上升流和生物吸收速率低所共同形成的,这些海域浮游植物的生长被认
为受光、低温度及痕量营养盐如Fe等所限制。
6、下表为用沉积物捕集器于北太平洋环流区不同深度得到的颗粒物各组分
百分含量的垂直变化,试用图形与简单文字描述出各组分的垂直变化特征,并计
算出各层位有机物的C/N比,简单阐述C/N比垂直变化的产生原因。(10分)
答案:随着深度的增加,有机物、OC、N组分的含量均有所降低,而碳酸
盐含量由378m-978m有所增加外,随深度变化不大。原因在于有机物的降解导
致了有机物、OC、N组分的含量的降低,而碳酸盐的溶解速率要慢于有机物的
降解,因此其随深度变化较小。
各深度C/N比分别为:378 m: 8.97; 978m: 9.23; 2778m: 10.81; 4280m: 10.76;
5582m: 9.57。其垂直分布显示随深度增加而增加,至2778m后相对稳定。原因
在于颗粒有机氮组分的降解速率快于有机碳组分。
四、计算题(15分)
1、假设某组分仅由河流输入海洋,其在河水中的平均浓度为2 mg/L,在开
阔海洋混合层与深层水中的浓度分别为4 mg/L和16 mg/L,试计算该组分从混合
层中以颗粒沉降迁出的份额及其在海洋中的平均停留时间(已知混合层与河水的
体积比为30;海洋水体周转一次的时间为1000 a)。(9分)
答案:已知Cr=2 mg/L, Cs=4 mg/L; Cd=16 mg/L; ;Tmix=1000 a,由:
得组分从混合层中以颗粒沉降迁出的份额(g)为:g=0.75.
由混合层颗粒物迁出进入深层箱子的元素最终埋藏于沉积物的份额(f)为:
= 0.0055
该组分在海水中的停留时间为:1000/(fg)= 2.42×105 a
2、假设开阔大洋与沿岸海域浮游植物的Fe:C原子比分别为1:33000和
1:3300,已知全球海洋的初级生产力为2.6×1015 molC/a,沿岸海域单位面积的
初级生产力是开阔大洋单位面积初级生产力的4倍,且 沿岸海域面积是
开阔大洋面积的1/9,试计算沿岸海域与开阔大洋浮游植物每年吸收的Fe量。(6
分)
答案: 沿岸海域初级生产力 = 0.8×1015 molC/a;开阔大洋初级生产力 =
1.8×1015 molC/a
沿岸海域浮游植物吸收的Fe = 242×109 molFe/a;开阔大洋浮游植物吸收的
Fe = 55×109 molFe/a