《金新學(xué)案》安徽省高三化學(xué)一輪 第2講 化學(xué)與資源的開發(fā)利用 選修2

第2講化學(xué)與資源的開發(fā)利用編輯ppt考綱展示熱點定位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。編輯ppt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。編輯ppt(2)明礬凈水原理KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO、Al3＋＋3H2OAl(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。編輯ppt2．硬水的軟化(1)硬水和軟水編輯ppt(2)硬水的類型暫時硬度——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①加熱法(只能軟化具有暫時硬度的水)編輯ppt編輯ppt②藥劑法(石灰純堿法)編輯ppt反應(yīng)原理：a．Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2OMg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===2CaCO3↓＋Mg(OH)2↓＋2H2OMgSO4＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaSO4b．Ca2＋＋CO===CaCO3↓編輯ppt③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。常用離子交換樹脂作離子交換劑。表示方法：nHR＋Mn＋MRn＋nH＋，mROH＋Ym－RmY＋mOH－。樹脂再生：交換完成后的樹脂用酸或堿處理可重新恢復(fù)交換能力。編輯ppt3．污水處理(1)基本流程編輯ppt(2)污水處理常用的化學(xué)方法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Hg2＋＋S2－===HgS↓，

Pb2＋＋S2－===PbS↓，Cu2＋＋S2－===CuS↓。編輯ppt4．海水淡化常用方法為蒸餾法、電滲析法等。(2010·課標全國)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以是_______________________(填其中任何兩種)，其凈水作用的原理是__________________________編輯ppt

(3)水的凈化與軟化的區(qū)別是_______________________________________。編輯ppt解析：(4)將Mg2＋形成的硬度轉(zhuǎn)化為Ca2＋形成的硬度時，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1.8×10－3

mol·L－1，每升水中相當于含CaO的質(zhì)量為：1.8×10－3

mol·L－1×1L×56g·mol－1＝0.1g，所以該天然水的硬度為10°。編輯ppt編輯ppt答案：(1)O2

CO2(或氮氣)(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，而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子(4)10°

(5)740

1484編輯ppt【名師提醒】

(1)水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2。(2)天然水→飲用水應(yīng)包括水的凈化和軟化兩個過程。水的凈化又包括除去懸浮物、脫色脫臭和殺菌消毒三個環(huán)節(jié)。編輯ppt二、海水的綜合利用1．氯堿工業(yè)(1)原料：精制飽和NaCl溶液。編輯ppt編輯ppt2．從海水中提取溴單質(zhì)(1)工藝流程編輯ppt(2)反應(yīng)原理Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br23Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑5NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O編輯ppt3．從海水中提取鎂單質(zhì)(1)工藝流程編輯ppt編輯ppt(3)生產(chǎn)中應(yīng)用的平衡原理①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。編輯ppt②水解平衡原理在MgCl2·6H2O脫水變?yōu)镸gCl2時，由于MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl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。編輯ppt(2009·天津高考改編)海水是巨大的資源寶庫，

在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國

前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下：編輯ppt(1)請列舉海水淡化的兩種方法：__________、__________。(2)將NaCl溶液進行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、________、________或H2、________。(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的為____________________。編輯ppt(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95%，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________

____________________________，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解

決的主要問題是____________________________________________

____________________________。編輯ppt編輯ppt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)Cl2

NaOH

NaClO(3)富集溴元素(4)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－強酸對設(shè)備的嚴重腐蝕編輯ppt【名師提醒】

(1)粗鹽精制①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，使加入的過量的試劑也被除去，純堿須加在鋇試劑后，稀鹽酸加在過濾后的濾液中。②加入試劑后的鹽水中仍有少量Ca2＋、Mg2＋等，還需再進入陽離子交換塔進一步除去。編輯ppt(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)濟效益低且對環(huán)境污染嚴重。(3)海水提鎂①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。②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。編輯ppt(4)海水的綜合利用網(wǎng)絡(luò)圖編輯ppt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，將其分離成沸點不同的產(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、潤滑油、燃料油、石蠟、瀝青等編輯ppt裂化在一定條件下，使長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、甲烷等編輯ppt2.煤的綜合利用原理產(chǎn)品干餾將煤隔絕空氣加強熱使其分解焦炭、煤焦油、焦爐氣、出爐煤氣氣化把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體低熱值氣CO、H2、相當量的N2中熱值氣CO、H2、少量CH4高熱值氣CH4編輯ppt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、甲醇等編輯ppt3.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)。編輯ppt編輯ppt利用天然氣合成氨的工藝流程圖如下：編輯ppt依據(jù)上述流程，完成下列填空：(1)天然氣脫硫時的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(2)n

molCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO0.9n

mol，產(chǎn)生H2____mol(用含n的代數(shù)式表示)。編輯ppt(3)K2CO3(aq)和CO2的反應(yīng)在加壓下進行，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)。編輯ppt(5)整個流程有三處循環(huán)，一是Fe(OH)3循環(huán)，二是K2CO3(aq)循環(huán)，請在上述流程圖中標出第三處循環(huán)(循環(huán)方向、循環(huán)物質(zhì))。編輯ppt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：CH4＋H2O―→CO＋3H2，就很容易地看出產(chǎn)生H2應(yīng)為3×0.9n

mol＝2.7n

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。編輯ppt答案：

(1)3H2S＋2Fe(OH)3===Fe2S3＋6H2O(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)編輯ppt【名師提醒】

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