高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第十三章 41 化學(xué)與資源開發(fā)利用課件

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1、第第41講講化學(xué)與資源開發(fā)利用化學(xué)與資源開發(fā)利用 微考點微考點大突破大突破微考點微考點大突破大突破 探微提能點點結(jié)合探微提能點點結(jié)合微考點化學(xué)與資源開發(fā)利用 基礎(chǔ)微回扣綠礬、綠礬、Fe2(SO4)3、FeSO4、聚合鋁、聚合鋁 Ca(OH)2 Na2CO3 離子交換法：向硬水中加入離子交換劑(如NaR)，反應(yīng)式為_，且離子交換樹脂能再生：CaR22Na=2NaRCa2。Ca22NaR=CaR22Na、Mg22NaR=MgR22Na 2污水處理 (1)中和法：酸性廢水常用_中和，堿性廢水常用_中和。H2SO4或或H2CO3 熟石灰熟石灰 Hg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS

2、 Na2S 電滲析法電滲析法 蒸餾法蒸餾法 NaCl 離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽 CaCl2、MgCl2、Na2SO4 3海水提溴 (1)工藝流程Cl22Br=Br22Cl 4海水提鎂 (1)工藝流程 (2)主要反應(yīng)原理CaOH2O=Ca(OH)2 Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O、 減壓減壓 常壓常壓 (2)裂化與裂解：裂化與裂解： (催化)裂化裂解含義通過催化劑催化、高溫，使含碳原子數(shù)多、沸點高的烴斷裂為含碳原子數(shù)少、沸點低的烴的過程采用比裂化更高溫度(7001 000 )使長鏈烴斷裂成短鏈、不飽和烴的過程 (催化)裂化裂解目的

3、_原料減壓分餾后的重油、石蠟等石油分餾的餾分產(chǎn)品輕質(zhì)燃料油：_主要短鏈不飽和烴：_提高輕質(zhì)油，特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)提高輕質(zhì)油，特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量量 汽油、柴油、煤油等汽油、柴油、煤油等 獲得有機化工原料，特別是提高乙烯獲得有機化工原料，特別是提高乙烯的產(chǎn)量的產(chǎn)量 乙烯、丙烯、丁烯等組成的裂解氣及乙烯、丙烯、丁烯等組成的裂解氣及少量液態(tài)烴少量液態(tài)烴H2 甲醇甲醇 H2、CH4、CO、CO2、N2 焦炭焦炭 煤焦油、粗氨水煤焦油、粗氨水 CO和和H2 我的警示 (1)用藥劑法軟化硬水時一定要注意加入試劑的先后順序，即Na2CO3應(yīng)在Ca(OH)2之后加入。 (2)用陽離子交換樹脂HR除去硬水中

4、的Ca2、Mg2時，溶液中的酸性會增強，應(yīng)再用堿性溶液中和H。 (3)污水處理中的酸性廢水常用熟石灰中和而不用NaOH溶液中和，堿性廢水常用CO2中和。 三個注意 1除去飽和食鹽水中的Ca2、Mg2、SO時，純堿應(yīng)在鋇試劑之后加入，稀鹽酸應(yīng)在過濾后加入。 2電解飽和食鹽水時要使用惰性電極而不能使用Fe、Cu等活性電極，否則陽極得不到Cl2。 3陽離子交換膜既防止了Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)，又防止了Cl2與H2的反應(yīng)。 判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。 1從海水中提取溴的工藝流程中有兩次由BrBr2的目的是提高溴的產(chǎn)量( ) 2石油的分餾和煤的干餾都是物理變化過程( ) 警示：石油的分餾

5、是物理變化，而煤的干餾是化學(xué)變化。 3石油裂化的目的是為了獲得以短鏈不飽和烴為主要成分的基本化工原料( ) 警示：石油裂化的目的是為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，而裂解的主要目的是為了獲得短鏈的不飽和烴。 4將MgCl26H2O加熱分解可制得無水氯化鎂( ) 警示：MgCl26H2O加熱時MgCl2發(fā)生水解，生成Mg(OH)2，故應(yīng)在HCl的氣流中加熱MgCl26H2O才能得到無水MgCl2。 5離子交換膜電解槽電解食鹽水時陰極產(chǎn)物是NaOH和氫氣( ) 警示：電解食鹽水時，陽極產(chǎn)物是Cl2，陰極產(chǎn)物是H2和NaOH。 6廢水中的重金屬離子Hg2、Pb2、Cu2均可用加入強堿(NaOH)使其沉淀的方法除

6、去( ) 警示：Hg2、Pb2、Cu2等重金屬離子應(yīng)用Na2S使其轉(zhuǎn)化成硫化物沉淀而除去。 7硬水中加入適量石灰水后，由于生成Mg(OH)2、CaCO3沉淀，水就軟化了( ) 警示：加入石灰水后，只能將Mg2引起的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2引起的硬度，仍然存在大量的Ca2。 一、水的凈化與污水處理 1水的凈化的基本流程方法微總結(jié) 2硬水的軟化方法 (1)加熱法(只能軟化具有暫時硬度的水)。 (2)藥劑法(石灰純堿法)。 (3)離子交換法 利用離子交換反應(yīng)原理，軟化水的質(zhì)量高。常用離子交換樹脂作離子交換劑，其軟化硬水和再生的過程如圖所示： 3污水處理 (1)基本流程。 (2)污水處理的常用方法。污水處理方

7、法原理方法物理法利用物理原理和機械作用對廢水進行處理沉淀、均衡調(diào)節(jié)、過濾、離心分離化學(xué)法使用化學(xué)試劑或其他化學(xué)手段處理廢水(1)中和法：處理酸性廢水和堿性廢水(2)沉淀法：處理含有重金屬離子的廢水(3)氧化還原法：除去油類、氮化物、硫化物等物質(zhì)污水處理方法原理方法生物法利用微生物的作用除去廢水中溶膠物質(zhì)及有機物活性污泥法、生物濾池法、厭氧處理法 【微典通關(guān)1】水處理技術(shù)在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)含有較多_(填離子)的水稱為硬水。硬水加熱后產(chǎn)生碳酸鹽沉淀的離子方程式為 _ _(寫出一個即可)。 (2)將RH型陽離子交換樹脂和ROH型陰離子交換樹脂串接來軟化天然硬水，應(yīng)先使硬水通過_(填“R

8、H”或“ROH”)型離子交換樹脂，原因是 _ _。Ca2、Mg2 RH 如果先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生如果先通過陰離子交換樹脂可能產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響樹脂交換效果等沉淀而影響樹脂交換效果 (3)通過施加一定壓力使水分子通過半透膜而將大分子或離子截留，從而獲得純凈水的方法稱為_。電滲析法凈化水時，使離子通過半透膜的推動力是_。 (4)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的 _。電導(dǎo)率電導(dǎo)率(或電阻率或電阻率) 反滲透法反滲透法 電勢差電勢差(或電場力或電場力) (2)軟化硬水時，應(yīng)先使硬水通過RH型離子交換樹脂；若讓水先通過ROH型交換樹脂會產(chǎn)生Mg(OH)2等沉淀而影響樹脂

9、交換效果。 (3)通過壓力使水分子通過半透膜而獲得純凈水的方法稱為反滲透法，電滲析法的推動力是電壓。 (4)檢驗蒸餾水的純度時，最簡單易行的方法是測定水的電導(dǎo)率(或電阻率)。 二、海水的綜合利用 1從海水中獲得淡水資源 (1)基本方法及原理。方法主要原理優(yōu)點缺點蒸餾法將海水加熱至105 蒸發(fā)汽化，然后蒸氣冷凝而得到蒸餾水的方法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易操作、淡水質(zhì)量好能耗大電滲析法利用陰、陽離子交換膜對水中陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使水中的一部分離子轉(zhuǎn)移到另一部分水中而達到除鹽目的的方法易于大規(guī)模生產(chǎn)、得到的濃鹽水可用于其他工業(yè)(如海水提鎂等)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、淡水質(zhì)量較差、能耗較大 (

10、2)水處理去離子方法：離子交換法、膜分離法。方法主要原理優(yōu)點缺點離子交換法水中的離子與離子交換樹脂上的離子進行交換，除去水中的陰、陽離子。如陽離子交換：利用除去水中的無機鹽，除離子效果較好，且樹脂用酸或堿處理可再生利用不能除去水里的細(xì)菌和病毒膜分離法(反滲透法)在含鹽量高的溶液一側(cè)外加一個壓力，使水向淡水方向滲透，將水從溶液中排出使鹽分留下得到的淡水質(zhì)量較好，適合大規(guī)模生產(chǎn)操作復(fù)雜、能耗大 【微典通關(guān)2】(1)氯堿工業(yè)是利用電解食鹽水生產(chǎn) _為基礎(chǔ)的工業(yè)體系。 (2)電解前，為除去食鹽水中的Mg2、Ca2、SO等雜質(zhì)離子，下列加入順序合理的是_。(填選項字母) A碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇 B碳

11、酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉 C氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇 D氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉氯氣、燒堿、氫氣氯氣、燒堿、氫氣(只寫出氯氣、燒堿也可只寫出氯氣、燒堿也可) D (3)“鹽泥”是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”。某工廠的鹽泥組成如下： 為了生產(chǎn)七水硫酸鎂，設(shè)計了以下工藝流程：成分NaClMg(OH)2CaCO3BaSO4其他不溶于酸的物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)1520152051030401015 裝置1中加入的酸應(yīng)選用_，加入的酸應(yīng)適當(dāng)過量，控制pH為5左右，反應(yīng)溫度在50 左右。持續(xù)攪拌使之充分反應(yīng)，以使Mg(OH)2充分溶解并轉(zhuǎn)化為MgSO4，在此過程中同時生成CaSO4。其中碳酸鈣可

12、以轉(zhuǎn)化為硫酸鈣的原因是 _ _。(稀稀)硫酸硫酸 不斷向右移動不斷向右移動 裝置2中濾渣的主要成分為 _。 裝置3中通入高溫水蒸氣并控制溫度在100 110 ，蒸發(fā)結(jié)晶，此時析出的晶體主要是_。 用裝置6(真空干燥器)干燥七水硫酸鎂晶體的理由是 _。CaSO4、BaSO4、其他不溶于酸的物質(zhì)、其他不溶于酸的物質(zhì) 氯化鈉氯化鈉 防止失去結(jié)晶水防止失去結(jié)晶水 CaCO3和H2SO4的反應(yīng)之所以能夠持續(xù)進行，是因為該反應(yīng)是在50 及持續(xù)攪拌的條件下進行的，該條件下CO2可以迅速從溶液中逸出而使平衡不斷向正反應(yīng)方向移動。CaSO4是一種微溶物，濾渣中除BaSO4、不溶于酸的物質(zhì)外還應(yīng)含有CaSO4。在

13、真空干燥器中MgSO47H2O表面的水不需要加熱烘干就能揮發(fā)掉，這樣就能有效防止失去結(jié)晶水。 對點微練化學(xué)在水處理中的作用及海水的綜合利用 1科學(xué)曾評出10大科技突破，其中“火星上找到水的影子”名列第一。下列關(guān)于水的說法中錯誤的是() A用膜分離的方法可以使海水淡化 B高效催化劑可促進水的分解，同時釋放更多的能量 C密度小于1 g/cm3的溶液，濃度越大，密度越小 D金屬的電化學(xué)腐蝕中，水參與了正極反應(yīng)應(yīng)用微提升 2水是一種重要的自然資源，是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì)。水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康。請回答下列問題： (1)天然水中溶解的氣體主要有_、_； (2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可

14、以是_(填其中任何兩種)，其凈水作用的原理是 _ _ _；O2 CO2(或氮氣或氮氣) 明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵 鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體微粒，使其聚沉，達到凈化目的的其他帶異電的膠體微粒，使其聚沉，達到凈化目的 (3)水的凈化與軟化的區(qū)別是 _ _； (4)硬度為1的水是指每升水含10 mg CaO或與之相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2)1.2103 molL1，c(Mg2

15、)6104 molL1，則此水的硬度為_； (5)若(4)中的天然水還含有c(HCO)8104 molL1，現(xiàn)要軟化10 m3這種天然水，則需先加入Ca(OH)2_g，后加入Na2CO3_g。水的凈化是用混凝劑水的凈化是用混凝劑(如明礬等如明礬等)將水中膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的鈣離將水中膠體及懸浮物沉淀下來，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子子和鎂離子 10 740 1 484 對點微練煤、石油和天然氣的綜合利用 3煤是一種重要的化石燃料，在化工生產(chǎn)和人們的日常生活中具有極其廣泛的用途。 (1)化石燃料除煤外還有兩種，它們的名稱為_、_，化石燃料燃燒的產(chǎn)物之一是CO2，這

16、種氣體無毒，但對地球環(huán)境造成了危害，這種危害的名稱是_。 (2)從未來能源需求及安全性等方面考慮，對煤進行綜合利用是保證經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基本戰(zhàn)略。煤的綜合利用方法很多，有煤的氣化、煤的液化、煤的氫化、煤的干餾等。工業(yè)煉鐵過程中需要焦炭這種從煤中得到的化學(xué)產(chǎn)品，焦炭來自_(填寫一種煤的綜合利用方法)，在煉鐵過程中焦炭的作用是_、_。提供還原劑提供還原劑 石油石油 天然氣天然氣 溫室效應(yīng)溫室效應(yīng) 煤的干餾煤的干餾 提供能量提供能量(熱量熱量) (3)將煤液化的目的是使煤轉(zhuǎn)化為燃油。首先使煤氣化為CO和H2，然后在催化劑的作用下，使CO和H2轉(zhuǎn)化為燃油用(CH2)n表示，請完成下列化學(xué)方程式： 答案

17、：n2n1n2nn1n (4)焦炭在合成氨工業(yè)中可用于提供原料氣氫氣，即在高溫條件下使焦炭與水蒸氣反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _。 真題微探 (2014課標(biāo)全國卷)將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一。一般是先將海水淡化獲得淡水，再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品?；卮鹣铝袉栴}： (1)下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行的是_(填序號)。 用混凝法獲取淡水提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種改進鉀、溴、鎂等的提取工藝 (2)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2，并用純堿吸收。堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2Na2CO3H2ONaBrNaBrO3NaHCO3，吸收1 mol Br2時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_ mol。 (3)采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _；電解時，若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 _。 解析：(1)混凝法無法除去水中的可溶性雜質(zhì)，項錯誤；提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量，優(yōu)化提取產(chǎn)品的品種，改進鉀、溴、鎂的提取工藝的設(shè)想和做法是可行的，故項正確。