人教版安徽省高三化學(xué)一輪 第2講 化學(xué)與資源的開(kāi)發(fā)利用課件 選修2

1、第2講化學(xué)與資源的開(kāi)發(fā)利用12022/7/30 星期六考綱展示熱點(diǎn)定位1.了解化學(xué)在水處理中的作用。2.了解海水的綜合利用，了解科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。3.了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。4.了解化學(xué)對(duì)廢舊物資再生與綜合利用的作用。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。22022/7/30 星期六一、獲取潔凈水1水的凈化(1)基本流程常用的混凝劑有：明礬、Al2(SO4)3、FeSO4、聚合鋁等。常用的消毒劑有：漂白粉、液氯、ClO2、高鐵酸鹽等。32022/7/30 星期

2、六(2)明礬凈水原理KAl(SO4)2=KAl32SO、Al33H2O Al(OH)3(膠體)3H，帶正電荷的Al(OH)3膠粒破壞天然水中膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性，并吸附懸浮物而沉降。42022/7/30 星期六2硬水的軟化(1)硬水和軟水52022/7/30 星期六(2)硬水的類型暫時(shí)硬度由鈣、鎂的碳酸氫鹽引起的硬度永久硬度由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的硬度(3)硬水軟化的方法加熱法(只能軟化具有暫時(shí)硬度的水)62022/7/30 星期六72022/7/30 星期六藥劑法(石灰純堿法)82022/7/30 星期六反應(yīng)原理：aCa(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2OMg(HCO3)22

3、Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)22H2OMgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4bCa2CO=CaCO392022/7/30 星期六離子交換法利用了離子交換反應(yīng)原理，軟化水的質(zhì)量高。常用離子交換樹(shù)脂作離子交換劑。表示方法：nHRMnMRnnH，mROHYmRmYmOH。樹(shù)脂再生：交換完成后的樹(shù)脂用酸或堿處理可重新恢復(fù)交換能力。102022/7/30 星期六3污水處理(1)基本流程112022/7/30 星期六(2)污水處理常用的化學(xué)方法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(yīng)的離子方程式

4、為Hg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS。122022/7/30 星期六4海水淡化 常用方法為蒸餾法、電滲析法等。 (2010課標(biāo)全國(guó))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(wèn)題：(1)天然水中溶解的氣體主要有_、_。(2)天然水在凈化處理過(guò)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_132022/7/30 星期六 (3)水的凈化與軟化的區(qū)別是_。142022/7/30 星期六解析：(4)將Mg2形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2形成的硬度時(shí)，將每摩爾Mg2看做是等物質(zhì)的量的Ca2即可，則此天然水中鈣離子的總濃度為

5、1.8103 molL1，每升水中相當(dāng)于含CaO的質(zhì)量為：1.8103 molL11 L56 gmol10.1 g，所以該天然水的硬度為10。152022/7/30 星期六162022/7/30 星期六答案：(1)O2CO2(或氮?dú)?(2)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)水的凈化是用混凝劑(如明礬等)將水中膠體及懸浮物沉淀下來(lái)，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子(4)10(5)7401 484172022/7/30 星期六【名師提醒】(1)水垢的主要成分為CaCO3

6、和Mg(OH)2。(2)天然水飲用水應(yīng)包括水的凈化和軟化兩個(gè)過(guò)程。水的凈化又包括除去懸浮物、脫色脫臭和殺菌消毒三個(gè)環(huán)節(jié)。182022/7/30 星期六二、海水的綜合利用1氯堿工業(yè)(1)原料：精制飽和NaCl溶液。192022/7/30 星期六202022/7/30 星期六2從海水中提取溴單質(zhì)(1)工藝流程212022/7/30 星期六(2)反應(yīng)原理Cl22NaBr=2NaClBr23Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2O222022/7/30 星期六3從海水中提取鎂單質(zhì)(1)工藝流程232022/7/30 星期六2

7、42022/7/30 星期六(3)生產(chǎn)中應(yīng)用的平衡原理沉淀溶解平衡原理向海水中加入沉淀劑Ca(OH)2，由于c(OH)增大，Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2，則最大程度地將Mg2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。252022/7/30 星期六水解平衡原理在MgCl26H2O脫水變?yōu)镸gCl2時(shí)，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在HCl氣體環(huán)境中，增大c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。262022/7/30 星期六 (2009天津高考改編)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(guò)程如下

8、：272022/7/30 星期六(1)請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法：_、_。(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_(kāi)。282022/7/30 星期六(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_(kāi)，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(wèn)題是_。292022/7/30 星期六302022/7/30 星期六答案：(1)蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種(2)Cl2NaOHNaClO(3)富集溴元素(4)Br2SO22H2O= 4HS

9、O2Br強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕312022/7/30 星期六【名師提醒】(1)粗鹽精制粗鹽精制中必須注意加入試劑的順序，為了使離子沉淀完全，使加入的過(guò)量的試劑也被除去，純堿須加在鋇試劑后，稀鹽酸加在過(guò)濾后的濾液中。加入試劑后的鹽水中仍有少量Ca2、Mg2等，還需再進(jìn)入陽(yáng)離子交換塔進(jìn)一步除去。322022/7/30 星期六(2)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。(3)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

10、純度。332022/7/30 星期六(4)海水的綜合利用網(wǎng)絡(luò)圖342022/7/30 星期六三、石油、煤、天然氣的綜合利用1石油的煉制煉制方法原理變化主要原料主要產(chǎn)品分餾常壓利用烴的不同沸點(diǎn)，將其分離成沸點(diǎn)不同的產(chǎn)物物理變化原油石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等減壓重油柴油、潤(rùn)滑油、燃料油、石蠟、瀝青等352022/7/30 星期六裂化在一定條件下，使長(zhǎng)鏈烴斷裂為短鏈烴化學(xué)變化重油、石蠟等汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油裂解深度裂化(更高溫度下的裂化)化學(xué)變化石油分餾產(chǎn)物(包括石油氣)主要是乙烯、丙烯、丁烯、甲烷等362022/7/30 星期六2.煤的綜合利用原理產(chǎn)品干餾將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解焦炭、

11、煤焦油、焦?fàn)t氣、出爐煤氣氣化把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體低熱值氣CO、H2、相當(dāng)量的N2中熱值氣CO、H2、少量CH4高熱值氣CH4372022/7/30 星期六液化直接液化高溫、高壓和有催化劑條件下，與溶劑混合，使煤與H2作用生成液體燃料優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和副產(chǎn)燃料氣、液化石油氣等間接液化把煤氣化成CO和H2，經(jīng)催化合成液體燃料、醇類燃料(如CH3OH)等合成汽油、甲醇等382022/7/30 星期六3.煤化工和天然氣化工的發(fā)展一碳化學(xué)一碳化學(xué)是指以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物(如一氧化碳、甲烷、甲醇等)為原料，合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)。392022/7/30 星期六402022

12、/7/30 星期六利用天然氣合成氨的工藝流程圖如下：412022/7/30 星期六依據(jù)上述流程，完成下列填空：(1)天然氣脫硫時(shí)的化學(xué)方程式是_。(2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9n mol，產(chǎn)生H2_ mol(用含n的代數(shù)式表示)。422022/7/30 星期六(3)K2CO3(aq)和CO2的反應(yīng)在加壓下進(jìn)行，加壓的理論依據(jù)是_。a相似相溶原理b勒夏特列原理c酸堿中和原理(4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于_(寫出CO2的一種重要用途)。432022/7/30 星期六(5)整個(gè)流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH)3循環(huán)，二是K2CO3(aq)循環(huán)，請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D中標(biāo)出第

13、三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì))。442022/7/30 星期六解析：(1)流程圖中已給出反應(yīng)物是H2S和Fe(OH)3，生成物是Fe2S3和H2O，CH4沒(méi)有參與反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式再配平即可。(2)寫出此反應(yīng)的方程式：CH4H2OCO3H2，就很容易地看出產(chǎn)生H2應(yīng)為30.9n mol2.7n mol。(3)CO2為氣體，加壓有利于平衡右移，利用的是勒夏特列原理。(4)此題考查了學(xué)生對(duì)CO2用途的記憶，寫任一種用途即可。(5)合成氨反應(yīng)是一可逆反應(yīng)，H2和N2的轉(zhuǎn)化率低，必須循環(huán)利用。452022/7/30 星期六答案：(1)3H2S2Fe(OH)3=Fe2S36H2O(2)2.7n(3)b(4)生產(chǎn)純堿(或作制冷劑等其他合理答案均可)462022/7/30 星期六【名師提醒】(1)石油的綜合利用472022/7/30 星期六(2)煤的綜合