選考部分化學(xué)與技術(shù)化學(xué)與資源開發(fā)利用導(dǎo)航高PPT課件

1、第十四章化學(xué)與技術(shù) 第1頁(yè)/共80頁(yè)第2講 化學(xué)與資源的開發(fā)利用第2頁(yè)/共80頁(yè)導(dǎo) 航 高 考考 點(diǎn) 突 破隨 堂 演 練自 我 診 斷課 時(shí) 作 業(yè)第3頁(yè)/共80頁(yè)第4頁(yè)/共80頁(yè) 1了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。 2了解我國(guó)無(wú)機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類。 3了解海水的綜合利用，了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。 4了解化學(xué)對(duì)廢舊物質(zhì)再生與綜合利用的作用。考綱解讀考綱解讀 第5頁(yè)/共80頁(yè) 本講重點(diǎn)考查： 1天然水凈化、污水處理的方法。 2海水中提取溴、鎂的工藝流程。 3. 氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理及工藝流程。 4石油裂化、裂解的比較、分餾產(chǎn)品及煤的綜合利用?？枷蚍治隹枷蚍治?第

2、6頁(yè)/共80頁(yè)第7頁(yè)/共80頁(yè)基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理第8頁(yè)/共80頁(yè) (2)化學(xué)軟化法 加熱法具有暫時(shí)硬度的水； 藥劑法和離子交換法具有永久硬度的水。 常用的化學(xué)藥劑有純堿、生石灰等。第9頁(yè)/共80頁(yè) 2污水處理 (1)污水處理方法比較表：方法方法中和法中和法沉淀法沉淀法適合廢水適合廢水酸性或堿性廢水酸性或堿性廢水含重金屬離子的工含重金屬離子的工業(yè)廢水業(yè)廢水原理、方原理、方法法2HCa(OH)2=Ca22H2O；OHH=H2O；2OHCO2= H2O或或OHCO2=含含Hg2的廢水，的廢水，加加Na2S：Hg2S2=HgS備注備注對(duì)于高濃度的酸、堿廢對(duì)于高濃度的酸、堿廢水，應(yīng)優(yōu)先考慮回收利用

3、水，應(yīng)優(yōu)先考慮回收利用同時(shí)能除去廢水中同時(shí)能除去廢水中的的Pb2、Cu2等等第10頁(yè)/共80頁(yè) (2)處理工業(yè)廢水還有其他方法，如氧化還原法等。在實(shí)際處理工業(yè)廢水時(shí)，根據(jù)污染物組成和回收用水水質(zhì)要求的不同，經(jīng)常需要采用多種技術(shù)分步處理，才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或復(fù)用指標(biāo)。第11頁(yè)/共80頁(yè) 用Na2S除去Hg2的同時(shí)，也能將水中所含的Pb2、Cu2等重金屬離子除去的原因是：生成物PbS、CuS為難溶物質(zhì)，離子方程式為：Pb2S2=PbS、Cu2S2=CuS。特別提醒特別提醒 第12頁(yè)/共80頁(yè) 二、海水的綜合利用 1從海水中獲得淡水資源 (1)基本方法蒸餾法、電滲析法。 (2)水處理去離子方法離子交換

4、法。第13頁(yè)/共80頁(yè) 2從海水中獲得化學(xué)資源 (1)海水制鹽 海水制鹽的方法有蒸發(fā)法、電滲析法和冷凍法等。 由海水制鹽的方法仍以蒸發(fā)法(鹽田法)為主。鹽田一般分成貯水池、蒸發(fā)池和結(jié)晶池三部分。海水蒸發(fā)濃縮，達(dá)到飽和析出食鹽晶體，分離后所得到的母液叫苦鹵。 食鹽資源的利用 精制飽和食鹽水，電解可得H2、Cl2和NaOH。第14頁(yè)/共80頁(yè) (2)海水提溴：海水濃縮氯化吹出吸收。 (3)海水提鎂：貝殼焙燒制石灰乳得到氫氧化鎂沉淀分離沉淀溶解濃縮過濾干燥電解。 (4)從海水中提取重水：蒸餾法、電解法、化學(xué)交換法和吸附法。第15頁(yè)/共80頁(yè) 三、石油、煤和天然氣的綜合利用 1煤的綜合利用第16頁(yè)/共

5、80頁(yè)第17頁(yè)/共80頁(yè) 設(shè)備：分餾塔。 基本步驟：首先把石油壓入加熱爐加熱，使原油成為液態(tài)烴和氣態(tài)烴的混合物，然后導(dǎo)入分餾塔，混合物在溫度從下到上依次降低的塔板上不斷蒸發(fā)和冷凝，使沸點(diǎn)不同的烴不斷分離。 (3)裂化獲取更多輕質(zhì)油的方法 原理：在一定條件下，使含碳原子數(shù)較多、相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴分解為含碳原子數(shù)較少、相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。第18頁(yè)/共80頁(yè)第19頁(yè)/共80頁(yè)第20頁(yè)/共80頁(yè)考點(diǎn)一考點(diǎn)一從水資源中獲取潔凈水的主要方法從水資源中獲取潔凈水的主要方法 第21頁(yè)/共80頁(yè)第22頁(yè)/共80頁(yè) (2)離子交換法 常用離子交換樹脂作離子交換劑：如2NaRCa2=CaR2

6、2Na，2NaRMg2=MgR22Na。用5%8%的食鹽溶液浸泡可使失去軟化能力的NaR再生：CaR22Na=2NaRCa2。第23頁(yè)/共80頁(yè)第24頁(yè)/共80頁(yè) 3污水處理 (1)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。 (2)沉淀法 Hg2、Pb2、Cu2等重金屬離子可用Na2S除去，反應(yīng)的離子方程式為Hg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS。 4海水淡化 常用方法為蒸餾法、電滲析法等。第25頁(yè)/共80頁(yè) 例1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(qǐng)回答下列問題： (1)天然水中溶解的氣體主要有_、_。

7、 (2)天然水在凈化處理過程中加入的混凝劑可以是_(填其中任何兩種)，其凈水作用的原理是_。 (3)水的凈化與軟化的區(qū)別是 _。第26頁(yè)/共80頁(yè)第27頁(yè)/共80頁(yè) 解析(1)天然水中溶解的氣體主要有O2、CO2、N2等。 (2)天然水加入混凝劑凈化的主要原理是混凝劑中電離的鋁離子、鐵離子在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)的氫氧化物膠體，表面積很大，吸附水中的懸浮雜質(zhì)，常用的混凝劑有明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵等。 (3)水的凈化是通過混凝劑(如明礬等)將水中的膠體及懸浮物除去，而水的軟化是使水中的Ca2、Mg2濃度減小。第28頁(yè)/共80頁(yè)第29頁(yè)/共80頁(yè)Ca2：12 molMg2：6 mol ：8

8、mol需加入需加入Ca(OH)210 mol需加入需加入Na2CO314 mol (5)綜合(4)已知10 m3天然水中第30頁(yè)/共80頁(yè) 答案(1)O2CO2(或N2) (2)明礬、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵(填其中任何兩種) 鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)的氫氧化物膠體，它可吸附水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體，使其聚沉，達(dá)到凈化目的 (3)水的凈化是通過混凝劑(如明礬等)將水中的膠體及懸浮物除去，而水的軟化是使水中的Ca2、Mg2濃度減小 (4)10(5)7401 484第31頁(yè)/共80頁(yè) 水的暫時(shí)硬度和永久硬度的區(qū)別： 主要區(qū)別在于所含的主要陰離子種類的不同，由Mg(HCO3

9、)2或Ca(HCO3)2所引起的水的硬度叫暫時(shí)硬度，由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等所引起的水的硬度叫永久硬度。天然水的硬度是泛指暫時(shí)硬度和永久硬度的總和。特別提醒特別提醒 第32頁(yè)/共80頁(yè)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 第33頁(yè)/共80頁(yè) (2)下圖為某飲用水廠從天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖： 活性炭的作用是_； O3消毒的優(yōu)點(diǎn)是_。 A、B中放置的物質(zhì)名稱分別是：A_；B_。第34頁(yè)/共80頁(yè) 答案(1)2ClO22CN=2CO2N22Cl 產(chǎn)生了無(wú)毒的CO2、N2 (2)吸附水中的有機(jī)物(或去除水中的異味)反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)毒無(wú)害陽(yáng)離子交換樹脂陰離子交換樹脂 解析(1)根據(jù)電荷守恒、電子守恒、元素

10、守恒可配平。 (2)活性炭能吸附水中某些有毒或有異味的分子，O3消毒不引入新雜質(zhì)，A、B應(yīng)為離子交換樹脂，其中陰離子交換樹脂不能在前，因?yàn)殡x子交換過程中產(chǎn)生的OH與Ca2、Mg2離子形成不溶性物質(zhì)而造成堵塞。第35頁(yè)/共80頁(yè)考點(diǎn)二考點(diǎn)二海水的綜合利用海水的綜合利用 第36頁(yè)/共80頁(yè)第37頁(yè)/共80頁(yè)第38頁(yè)/共80頁(yè)第39頁(yè)/共80頁(yè) (5)產(chǎn)品 陽(yáng)極室產(chǎn)品：氯氣，補(bǔ)充飽和食鹽水流出淡鹽水。 陰極室產(chǎn)品：氫氣和NaOH，補(bǔ)充純水(加入一定量的NaOH)流出NaOH溶液。第40頁(yè)/共80頁(yè) 2從海水中提取溴單質(zhì) (1)工藝流程 (2)反應(yīng)原理 Cl22NaBr=2NaClBr2 3Br23N

11、a2CO3=5NaBrNaBrO33CO2 5NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O第41頁(yè)/共80頁(yè) 3從海水中提取鎂單質(zhì) (1)工藝流程第42頁(yè)/共80頁(yè)第43頁(yè)/共80頁(yè)第44頁(yè)/共80頁(yè) (1)海水提溴： 用空氣或H2O(g)將溴吹出，而不用CCl4萃取，因后者工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，經(jīng)濟(jì)效益低且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。 (2)海水提鎂： 電解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制鹽酸，循環(huán)使用，節(jié)省成本。 所得Mg(OH)2沉淀中含有的CaSO4雜質(zhì)在加鹽酸前應(yīng)除去，以保證MgCl2的純度。特別提醒特別提醒 第45頁(yè)/共80頁(yè) 例2海水中含有豐富的化學(xué)元素，下面是某化工廠

12、從海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及綜合利用的生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖：第46頁(yè)/共80頁(yè) 請(qǐng)回答： (1)在粗鹽中含有Ca2、Mg2、SO等雜質(zhì)，精制時(shí)所用的試劑為：a.鹽酸B氯化鋇溶液c氫氧化鈉溶液 d碳酸鈉溶液。則加入試劑的順序是(填編號(hào))_。 (2)Mg(OH)2中加入鹽酸后，要獲得MgCl26 H2O晶體，需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作依次為_。 a蒸餾B灼燒c過濾D蒸發(fā)e冷卻結(jié)晶第47頁(yè)/共80頁(yè) (3)利用MgCl26H2O可制得無(wú)水氯化鎂，應(yīng)采取的措施是_。 (4)目前工業(yè)上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水，下列關(guān)于離子交換膜電解槽的敘述錯(cuò)誤的是_。

13、a精制飽和食鹽水進(jìn)入陽(yáng)極室 b純水(加少量NaOH)進(jìn)入陰極室 c陰極產(chǎn)物為氫氧化鈉和氫氣 d陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：Cl22e=2Cl第48頁(yè)/共80頁(yè) (5)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(其溶解度與溫度的關(guān)系如右圖所示)，可進(jìn)一步加工制得一些重要的產(chǎn)品，若將母液加熱升溫到60 以上，隨著水分的蒸發(fā)，會(huì)逐漸析出晶體，此晶體的主要成分是_；過濾上述晶體后，將濾液降溫到30 以下，又逐漸析出晶體，用一定量的冷水洗滌該晶體，最后可得到比較純凈的_晶體。第49頁(yè)/共80頁(yè)第50頁(yè)/共80頁(yè)第51頁(yè)/共80頁(yè) 答案(1)bdca或cbda(2)d、e、c(3)在HCl氣流中脫水，防

14、止MgCl2水解(4)d(5)MgSO4NaCl、KCl第52頁(yè)/共80頁(yè) 歸納總結(jié)海水的綜合利用網(wǎng)絡(luò)圖第53頁(yè)/共80頁(yè) 2海水是巨大的資源寶庫(kù)，在海水淡化及綜合利用方面、天津市位居全國(guó)前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下： (1)請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法：_、_。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練 第54頁(yè)/共80頁(yè) (2)將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、_、_或H2、_。 (3)步驟中已獲得Br2，步驟中又將Br2還原為Br，其目的為_。 (4)步驟用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達(dá)95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_， 由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問題是_

15、。第55頁(yè)/共80頁(yè)第56頁(yè)/共80頁(yè)第57頁(yè)/共80頁(yè)第58頁(yè)/共80頁(yè) 1下列有關(guān)硬水及其軟化的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是() A離子交換法可以軟化硬水 B硬水中含有較多Ca2、Mg2 C生產(chǎn)、生活使用的天然水必須經(jīng)軟化 D加熱可使暫時(shí)硬水中的Ca2生成CaCO3沉淀 答案C 解析A、B、D是一些常識(shí)，C中生活使用的硬水不是“必須”經(jīng)軟化使用。第59頁(yè)/共80頁(yè) 221世紀(jì)是海洋世紀(jì)，海洋經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的開發(fā)受到廣泛重視，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是() A海水含鎂，將金屬鈉放入海水中可以制取金屬鎂 B利用潮汐能發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 C從海水中提取溴的過程涉及氧化還原反應(yīng) D海底多金屬結(jié)核礦含有Fe、Mn、C

16、o、B等金屬 答案C 解析Na與水反應(yīng)，A錯(cuò)；潮汐發(fā)電是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，B錯(cuò)；B(硼)是非金屬元素，D錯(cuò)。第60頁(yè)/共80頁(yè) 3如圖所示，利用海水可提取很多重要的化工原料。第61頁(yè)/共80頁(yè)第62頁(yè)/共80頁(yè) C第步中結(jié)晶出的MgCl26H2O可在空氣中受熱分解制無(wú)水MgCl2 D在第步中溴元素被氧化，第、步中既有溴元素被氧化也有溴元素被還原 答案D 解析BaCl2應(yīng)加在Na2CO3之前，以便將過量的Ba2除去，A錯(cuò)；鐵為活潑電極，不能作陽(yáng)極，B錯(cuò)；在空氣中MgCl26H2O分解時(shí)水解，得不到MgCl2，C錯(cuò)。第63頁(yè)/共80頁(yè) 4目前下列工藝過程沒有直接使用離子交換技術(shù)的是() A硬水的軟化

17、 B電解飽和食鹽水制造NaOH C電滲析淡化海水 D海水中提取金屬M(fèi)g第64頁(yè)/共80頁(yè) 答案D 解析A項(xiàng)中離子交換法使用了離子交換樹脂；B項(xiàng)中通常選用石棉隔膜，可阻止氣體通過，而不阻止水分子和離子通過；C項(xiàng)，通常選用陰、陽(yáng)離子交換膜；只有D項(xiàng)沒直接使用離子交換技術(shù)。第65頁(yè)/共80頁(yè) 5下列關(guān)于離子交換膜電解槽的敘述，錯(cuò)誤的是() A精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽(yáng)極室 B純水(加少量NaOH)進(jìn)入陰極室 C陰極產(chǎn)物為NaOH和氫氣 D電解槽的陽(yáng)極用金屬鐵網(wǎng)制成第66頁(yè)/共80頁(yè) 答案D 解析離子交換膜電解槽產(chǎn)品為陽(yáng)極Cl2，陰極NaOH和H2，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，2Cl2e=Cl2，若是鐵做陽(yáng)極，則F

18、e原子失去電子，陽(yáng)極不會(huì)得到Cl2，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，2H2e=H2，需補(bǔ)充H2O，Na自陽(yáng)極室進(jìn)入陰極室后，與OH形成NaOH。故選D。第67頁(yè)/共80頁(yè) 6工業(yè)上對(duì)海水資源綜合開發(fā)利用的部分工藝流程如圖所示。第68頁(yè)/共80頁(yè) (1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是_，電解槽中的陽(yáng)極材料為_。 (2)本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4順序制備？_(填“是”或“否”)。原因是_。第69頁(yè)/共80頁(yè) (3)溴單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，故可用于萃取溴，但

19、在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是_。第70頁(yè)/共80頁(yè) 答案(1)陽(yáng)離子(或Na)鈦(或石墨) (2)否如果先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會(huì)夾雜有CaSO4沉淀，產(chǎn)品不純(3)四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大；經(jīng)濟(jì)效益低；環(huán)境污染嚴(yán)重第71頁(yè)/共80頁(yè) 解析(1)電解飽和食鹽水用的是陽(yáng)離子交換膜，而在食鹽水中的陽(yáng)離子只有H和Na，電解時(shí)，H在陰極上生成氫氣，Na在外加電場(chǎng)作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，所以通過離子膜和隔膜的是Na。由于陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，是溶液中Cl放電生成Cl2，所以必須用惰性電極，工業(yè)上一般用鈦(表面涂有釕氧化物)，也可以用石墨電極。 (2)在該流程開始時(shí)向苦鹵中加入硫酸，因CaSO4微溶于水，先形成CaSO4沉淀而將Ca2除去，若先制取Mg(OH)2，加入的石灰水會(huì)有部分與硫酸反應(yīng)生成CaSO4而使制得的Mg(OH)2不純凈。第72頁(yè)/共80頁(yè) (3)CCl4是一種易揮發(fā)、有毒的液體，所以此流程中不用CCl4萃取，而是利用溴的揮發(fā)性，向得到的含溴水的海水中吹入熱空氣，使溴揮發(fā)出來(lái)。與萃取相比，該方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染。第73頁(yè)/共80頁(yè) 7隨著交通運(yùn)輸業(yè)和工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)燃油的需求量越來(lái)越大，對(duì)燃油品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。 回答下列問題： (1)工業(yè)上分餾石油的設(shè)備是_，通過該設(shè)備制備出