高考A計劃年新高考化學一輪復習化學與資源的開發(fā)利用課件

1、第二節(jié)化學與資源的開發(fā)利用第二節(jié)化學與資源的開發(fā)利用一、獲取潔凈的水1.天然水的凈化(1)生活用水的凈化步驟混凝沉淀,常用混凝劑有明礬、綠礬等;明礬凈水的原理為明礬中的Al3+水解生成的Al(OH)3膠體吸附水中懸浮雜質(zhì),形成沉降物。但明礬沒有殺菌消毒作用。過濾;殺菌,常用殺菌消毒劑有Cl2、ClO2、O3、漂白粉等。(2)硬水及硬水的軟化硬水:含有較多Ca2+、Mg2+的水。a.暫時硬度:水的硬度是由Ca(HCO3)2或Mg(HCO3)2引起的。b.永久硬度:水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的。硬水的軟化方法a.加熱法,適用于暫時硬水。b.藥劑法,常用的有石灰純堿法。c.離子交換法,

2、常用陽離子交換樹脂。2.污水處理(1)污水處理的技術:可分為物理法、生物法和化學法等。(2)污水處理的程度:可分為一級、二級和三級。污水中的懸浮物可用混凝法除去,而溶解在水中的污染物則要根據(jù)其化學性質(zhì),利用化學法除去,主要有:中和法:酸性廢水常用熟石灰中和,堿性廢水常用H2SO4或CO2中和。沉淀法:Hg2+、Pb2+、Cu2+等重金屬離子可用Na2S除去,反應的離子方程式為二、海水資源的綜合利用1.海水淡化:常用方法有蒸餾法、電滲析法和離子交換法。2.海水中鹽的開發(fā)和利用(1)海水制鹽:以蒸發(fā)法為主,其原理簡單,得到的鹽為粗鹽。(2)氯堿工業(yè)設備:離子交換膜電解槽。陽離子膜具有選擇透過性,只

3、允許Na+透過,而Cl-、OH-和氣體不能透過。三、煤、石油和天然氣的綜合利用1.煤的綜合利用3.天然氣的綜合利用(1)作清潔燃料。(2)作化工生產(chǎn)的原料。如為合成氨提供H2、制乙烯等?？键c二考點一考點一氯堿工業(yè)1.氯堿工業(yè)生產(chǎn)設備陽離子交換膜電解池(1)陽離子交換膜特點:只允許陽離子通過,阻止陰離子和氣體通過,即只允許Na+、H+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。作用:既能防止陰極產(chǎn)生的H2和陽極產(chǎn)生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用而影響燒堿的質(zhì)量。(2)離子交換膜法電解原理示意圖考點二考點一考點二考點一考點二考點一圖中X、Y分別是、(填化學式),分析比較圖示

4、中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a%與b%的大小。分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應:正極:;負極:。這樣設計的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出2處):、?？键c二考點一考點二考點一 考點二考點一考點二考點一(3)已知NaOH、NaCl在水中的溶解度數(shù)據(jù)如下表:根據(jù)上述數(shù)據(jù),脫鹽的主要工序應為蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾。脫鹽后的堿液含NaOH約50%,含NaCl僅約2%左右,NaCl能夠從溶液中大量析出的原因是蒸發(fā)過程中溶劑(水)大量減少,Na+濃度顯著增加,促進NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移動(或Na+濃度顯著增加抑制NaCl的溶解)?！窘馕觥?2)電解槽陽極得到Cl2,其可以用于制取漂白粉、自來水消毒

5、等。(3)脫鹽的主要工序為蒸發(fā)濃縮、過濾。蒸發(fā)時能夠促進NaCl的沉淀溶解平衡向沉淀方向移動,因此NaCl能夠從溶液中大量析出?？键c二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點一【參考答案】(1)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解反應生成氫氧化物膠體,其可吸附天然水中懸浮物及破壞水中帶異種電荷的膠體,使其聚沉達到凈水的目的(2)水的混凝法凈化是用混凝劑將水中膠體及懸浮物沉淀下來,而水的軟化則是減少或除去水中的Ca2+、Mg2+(3)10(4)7401484(5)陰pHapHbpHc考點二考點一考點二考點一考點二考點一考點二考點

6、一1.(2015新課標全國卷)氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下:回答下列問題:(1)步驟中得到的氧化產(chǎn)物是CuSO4(或Cu2+),溶解溫度應控制在6070,原因是溫度低溶解速度慢、 溫度過高銨鹽分解。(2)寫出步驟中主要反應的離子方程式(3)步驟包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是硫酸(寫名稱)。(4)上述工藝中,步驟不能省略,理由是醇洗有利加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化。(5)步

7、驟都要進行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設備有BD(填字母)。A.分餾塔B.離心機C.反應釜D.框式壓濾機2.(2015山東高考)工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3,工藝流程如下:(1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外,還有NaNO3(填化學式)。(2)中和液進行蒸發(fā)操作時,應控制水的蒸發(fā)量,避免濃度過大,目的是防止NaNO3的析出。蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì),不能直接排放,將其冷凝后用于流程中的溶堿(填操作名稱)最合理。(3)母液進行轉(zhuǎn)化時加入稀HNO3的目的是將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3。母液需回收利用,下列處

8、理方法合理的是cd。a.轉(zhuǎn)入中和液b.轉(zhuǎn)入結(jié)晶操作c.轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液d.轉(zhuǎn)入結(jié)晶操作(4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設為2 1,則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時,Na2CO3的理論用量為1.59噸(假定Na2CO3恰好完全反應)。3.(2014新課標全國卷)磷礦石主要以磷酸鈣Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。圖(a)為目前國際上磷礦石利用的大致情況,其中濕法磷酸是指磷礦石用過量硫酸分解制備磷酸。圖(b)是熱法磷酸生產(chǎn)過程中由磷灰石制單質(zhì)磷的流程?；卮鹣铝袉栴}:(1)世界上磷礦石最主要的用途是生產(chǎn)含磷肥料,約占磷礦石使用量的

9、69%。(3)如圖(b)所示,熱法磷酸生產(chǎn)過程的第一步是將SiO2、過量焦炭與磷灰石混合,高溫反應生成白磷,爐渣的主要成分是CaSiO3(填化學式),冷凝塔1的主要沉積物是液態(tài)白磷,冷凝塔2的主要沉積物是固態(tài)白磷。(4)尾氣中主要含有SiF4、CO,還含有少量的PH3、H2S和HF等。將尾氣先通入純堿溶液,可除去SiF4、H2S、HF;再通入次氯酸鈉溶液,可除去PH3。(均填化學式)(5)相比于濕法磷酸,熱法磷酸工藝復雜,能耗高,但優(yōu)點是產(chǎn)品純度高(濃度大)。4.(2013新課標全國卷)鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造如圖(a)所示。圖(a)兩種干電池的構(gòu)造示意圖與普通鋅錳電池相比,堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄