《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)利用課件 選修2

第2講化學(xué)與資源的開發(fā)利用考綱展示熱點(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。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。(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。2．硬水的軟化(1)硬水和軟水(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①加熱法(只能軟化具有暫時(shí)硬度的水)②藥劑法(石灰純堿法)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↓③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。3．污水水處處理理(1)基本流程(2)污水水處處理理常常用用的的化化學(xué)學(xué)方方法法①中中和和法法酸性性廢廢水水常常用用熟熟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↓。4．海水水淡淡化化常用用方方法法為為蒸蒸餾餾法法、、電電滲滲析析法法等等。。(2010··課標(biāo)標(biāo)全全國(guó)國(guó))水是是一一種種重重要要的的自(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__________________________(3)水的凈化與軟軟化的區(qū)別是是_______________________________________。解析：(4)將Mg2＋形成的硬度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為Ca2＋形成的硬度時(shí)時(shí)，將每摩爾爾Mg2＋看做是等物質(zhì)質(zhì)的量的Ca2＋即可，則此天天然水中鈣離離子的總濃度度為1.8×答案：(1)O2CO2(或氮?dú)?(2)明礬、硫酸鋁鋁、硫酸鐵、、硫酸亞鐵鋁鋁鹽或鐵鹽鹽在水中發(fā)生生水解生成相相應(yīng)氫氧化物物膠體，它可可吸附天然水水中懸浮物并并破壞天然水水中的其他帶帶異電的膠體體，使其聚沉沉，達(dá)到凈化化目的(3)水的凈化是用用混凝劑(如明礬等)將水中膠體及及懸浮物沉淀淀下來，而水水的軟化是除除去水中的鈣鈣離子和鎂離離子(4)10°°(5)7401484【名師提醒】(1)水垢的主要成成分為CaCO3和Mg(OH)2。(2)天然水→飲用水應(yīng)包括括水的凈化和和軟化兩個(gè)過過程。水的凈凈化又包括除除去懸浮物、、脫色脫臭和和殺菌消毒三三個(gè)環(huán)節(jié)。二、海水的綜綜合利用1．氯堿工業(yè)(1)原料：精制飽飽和NaCl溶液。2．從海水中提取取溴單質(zhì)(1)工藝流程(2)反應(yīng)原理Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br25NaBr＋NaBrO3＋3H2SO4===3Br2＋3Na2SO4＋3H2O3．從海水中提取取鎂單質(zhì)(1)工藝流程(3)生產(chǎn)中應(yīng)用的的平衡原理①沉淀溶解平平衡原理向海水中加入入沉淀劑Ca(OH)2，由于c(OH－)增大，Mg(OH)2的溶解度小于于Ca(OH)2，則最大程度地將Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀。②水解平衡原原理在MgCl2·6H2O脫水變?yōu)镸gCl2時(shí)，由于MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl水解平衡的存存在，在HCl氣體環(huán)境中，，增大c(HCl)，抑制了MgCl2的水解解，避避免了了Mg(OH)2的生成成。(2009·天津高高考改改編)海水是是巨大大的資資源寶寶庫，，在海水水淡化化及綜綜合利利用方方面，，天津津市位位居全全國(guó)前列。。從海海水中中提取取食鹽鹽和溴溴的過過程如如下：：(1)請(qǐng)列舉舉海水水淡化化的兩兩種方方法：：__________、__________。(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br－，其目的為____________________。(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液液吸收收Br2，吸收收率可可達(dá)95%，有關(guān)關(guān)反應(yīng)應(yīng)的離離子方方程式式為________________________________________________________________________，由此反反應(yīng)可可知，，除環(huán)環(huán)境保保護(hù)外外，在在工業(yè)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)中應(yīng)應(yīng)解決的主主要問問題是是__答案：：(1)蒸餾法法、電電滲析析法、、離子子交換換法及及其他他合理理答案案中的的任意意兩種種(2)Cl2NaOHNaClO(3)富集溴溴元素素(4)Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－強(qiáng)酸對(duì)對(duì)設(shè)備備的嚴(yán)嚴(yán)重腐腐蝕【名師提提醒】(1)粗鹽精精制①粗鹽鹽精制制中必必須注注意加加入試試劑的的順序序，為為了使使離子子沉淀淀完全全，使使加入入的過過量的的試劑劑也被被除去去，純純堿須須加在在鋇試試劑后后，稀稀鹽酸酸加在在過濾濾后的的濾液液中。。②加入入試劑劑后的的鹽水水中仍仍有少少量Ca2＋、Mg2＋等，還還需再再進(jìn)入入陽離離子交交換塔塔進(jìn)一一步除除去。。(2)海水提提溴：：用空空氣或或H2O(g)將溴吹吹出，，而不不用CCl4萃取，，因后后者工工藝復(fù)復(fù)雜，，設(shè)備備投資資大，，經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益益低且且對(duì)環(huán)環(huán)境污污染嚴(yán)嚴(yán)重。。(3)海水提鎂鎂①電解熔熔融MgCl2生成的Cl2可用于制制鹽酸，，循環(huán)使使用，節(jié)節(jié)省成本本。②所得Mg(OH)2沉淀中含含有的CaSO4雜質(zhì)在加加鹽酸前前應(yīng)除去去，以保保證MgCl2的純度。。(4)海水的綜綜合利用用網(wǎng)絡(luò)圖圖三、石油油、煤、、天然氣氣的綜合合利用1．石油的煉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2.煤的綜合合利用原理產(chǎn)品干餾將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解焦炭、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CH4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3.煤化工和和天然氣氣化工的的發(fā)展——一碳化學(xué)學(xué)一碳化學(xué)學(xué)是指以以分子中中只含一一個(gè)碳原原子的化化合物(如一氧化化碳、甲甲烷、甲甲醇等)為原料，，合成一一系列化化工原料料和燃料料的化學(xué)學(xué)。利用天然然氣合成成氨的工工藝流程程圖如下下：依據(jù)上述述流程，，完成下下列填空空：(1)天然氣脫脫硫時(shí)的的化學(xué)方方程式是是________________________________________________________________________。(2)nmolCH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化后產(chǎn)產(chǎn)生CO0.9nmol，產(chǎn)生H2____mol(用含n的代數(shù)式式表示)。(3)K2CO3(aq)和CO2的反應(yīng)在在加壓下下進(jìn)行，，加壓的的理論依依據(jù)是________。a．相似相相溶原理理b．勒夏特特列原理理c．酸堿中中和原理理(4)由KHCO3分解得到到的CO2可以用于于________________________________________________________________________(寫出CO2的一種重重要用途途)。(5)整個(gè)流程程有三處處循環(huán)，，一是Fe(OH)3循環(huán)，二二是K2CO3(aq)循環(huán)，請(qǐng)請(qǐng)?jiān)谏鲜鍪隽鞒虉D圖中標(biāo)出出第三處處循環(huán)(循環(huán)方向向、循環(huán)環(huán)物質(zhì))。解析：(1)流程圖中中已給出出反應(yīng)物物是H2S和Fe(OH)3，生成物物是Fe2S3和H2O，CH4沒有參與與反應(yīng)，，寫出化化學(xué)方程程式再配配平即可可。(2)寫出此反反應(yīng)的方方程式：：CH4＋H2O―→CO＋3H2，就很容容易地看看出產(chǎn)生生H2應(yīng)為3×0.9nmol＝2.7nmol。(3)CO2為氣體，，加壓有有利于平平衡右移移，利用用的是勒勒夏特列列原理。。(4)此題考查查了學(xué)生生對(duì)CO2用途的記記憶，寫寫任一種種用途即即可。(5)合成氨反反應(yīng)是一一可逆反反應(yīng)，H2和N2的轉(zhuǎn)化率率低，必必須循環(huán)環(huán)利用。。答案：(1)3H2S＋2Fe(OH)3===Fe2S3＋6H2O(2)2.7n(3)b(4)生產(chǎn)純堿堿(或作制冷冷劑等其