《（全程复习方略）（浙江专用）高考化学 2.1 化学与资源开发利用课件 苏教》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全程复习方略）（浙江专用）高考化学 2.1 化学与资源开发利用课件 苏教（109页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题1化学与资源开发利用,1.了解化学在水处理中的应用。 2.了解海水的综合利用和海水淡化的主要方法。 3.了解合成氨的主要原理、重要设备及生产流程。了解催化 剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。,4.了解电解食盐水的基本原理。了解氯碱工业产品的主要用途。 了解食盐水电解工艺和主要设备石棉隔膜电解槽。 5.了解接触法制硫酸的生产工艺、各阶段反应及主要设备。了 解硫酸工业中“三废”(废气、废水、废渣)的治理和综合利用。 6.了解从海水中提取镁的过程和原理。了解从铝土矿中提取铝 的过程和原理，了解铝制品及镁铝合金在生活中的广泛应用。,一、获取洁净的水 1水的净化 (1)基本流程。 常用的混凝剂有
2、：_、_、_、聚合铝 等。 常用的消毒剂有：_、_、ClO2、高铁酸盐等。,明矾,Al2(SO4)3,FeSO4,漂白粉,液氯,KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-,Al3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,Ca2+、Mg2+,Ca2+、Mg2+,(2)硬水的类型。 暂时硬度由钙、镁的_引起的硬度 永久硬度由钙、镁的_引起的硬度 (3)硬水的软化方法。,碳酸氢盐,硫酸盐或氯化物,加热法,药剂法,离子交换法,加热使钙、镁的酸 式碳酸盐分解生成 沉淀,适合软化暂 时硬度的水,加入药剂使钙、镁 离子生成沉淀，常 用的有石灰纯碱法,用离子交换剂和 钙、镁离子发生离 子交换,适合软化各
3、种硬度的水,3污水处理 (1)基本流程。,(2)污水处理常用的化学方法。 中和法 酸性废水常用_中和，碱性废水常用_中和。 沉淀法 Hg2、Pb2、Cu2等重金属离子可用Na2S除去，反应的离子方程 式为：_，_， _。 生物化学法 通常使用含有大量需氧微生物的活性污泥，在强力通入空气(曝 气)的条件下，微生物以水中的有机废物为养料生长繁殖，将有 机物分解为二氧化碳、水等无机物，从而达到净化污水的目的。,熟石灰,H2SO4或CO2,Hg2S2=HgS,Pb2S2=PbS,Cu2S2=CuS,二、海水的综合利用 1海水淡化 (1)蒸馏法。,(2)电渗析法。,选择性透过,(3)反渗透法。 原理：加
4、压时能使水产生_，使海水淡化。 优点：可以大量、快速地生产淡水。 发展方向：寻找理想的渗透膜，提高海水的淡化效率。,反渗透,2.氯碱工业 (1)原料：_。 (2)生产设备：_。 (3)反应原理。 阴极反应：_ 阳极反应：_ 总反应方程式： _,饱和食盐水,阳离子交换膜电解槽,2H+2e-=H2,2Cl-2e-=Cl2,3.海水提镁 (1)生产流程及反应原理。,水,煅烧,浓缩结晶,脱水,HCl、,H2,电解 （熔融）,(2)化学原理在化工生产中的应用。 沉淀溶解平衡原理 海水(Mg2+) Mg(OH)2 Mg(OH)2溶解度小于Ca(OH)2 水解平衡原理 MgCl26H2O MgCl2HCl气
5、体环境抑制MgCl2水解,Ca(OH)2,HCl气流 ,四、合成氨 1.反应原理 _(放热反应),2.基本生产过程 (1)造气。 H2 主要来源于H2O和碳氢化合物，相关化学反应如下： C+H2O=CO+H2 CO+H2O = CO2+H2 CH4+H2O = CO+3H2 CH4+2H2O = CO2+4H2,高温,高温 催化剂,高温 催化剂,高温 催化剂,(2)净化。 原料气中的主要杂质：H2S、CO、CO2、O2等。 主要危害：某些杂质会导致_。 净化方法 a.用氨水吸收H2S：_ b.CO转化为CO2： c.用K2CO3溶液吸收CO2：_ d.用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。,催化
6、剂中毒,NH3H2O+H2S=NH4HS+H2O,K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,(3)合成。,温度 压强,催化剂：加快反应速率但不影响平衡，提高单位时间氨的 产量，目前工业上以铁触媒为催化剂。 循环操作 合成氨转化率较低，要采用循环操作。混合气体通过冷凝器， 使氨液化，将氨分离出来，并将没有完全反应的N2和H2经过 循环压缩机，再送入合成塔，使其被充分利用。,五、工业生产硫酸 1.生产流程及原理,S（FeS2） 空气,SO2、O2 （净化）,SO2 SO3 O2,发烟硫酸,98.3% 浓硫酸,H2O,浓硫酸,2.“三废”处理和能量综合利用 (1)“三废”处理方法。 _， _。 根据
7、杂质性质的不同，采用不同的化学方法， 如_、_。 制砖或制造水泥，提炼贵重有色金属。 (2)能量的充分利用。 硫酸生产中的反应热可用于预热反应物满足自身能量的需要， 还可以由硫酸厂向外界输出大量能量(供热发电)。,SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,CaSO3+H2SO4=CaSO4+SO2+H2O,酸碱中和法,重金属离子沉淀法,2.药剂软化法(石灰纯碱法) 反应原理： (1)Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O， Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=2CaCO3+Mg(OH)2+2H2O， MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaSO4。 (2)Ca2
8、+CO32-=CaCO3。,3.离子交换法 利用了离子交换反应原理，软化水的质量高。常用离子交换 树脂作离子交换剂，其软化硬水和再生的过程如图所示：,【高考警示钟】 (1)水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，不是CaCO3和MgCO3， 原因是Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3的溶解度，加热煮沸和石 灰纯碱法除去Mg2+时都转化为更难溶的Mg(OH)2。 (2)石灰纯碱法软化后的硬水，仍然会有一定的硬度，原因是 生成的钙镁化合物仍然有一定的溶解度。 (3)鉴别硬水和软水可利用肥皂水，加肥皂水硬水会产生较多 的沉淀，软水会产生较多的泡沫。 (4)离子交换树脂不只有阳离子交换树脂，也有阴
9、离子交换树 脂。,【典例1】(2011山东高考)水处理技术在生产、生活中应用 广泛。 (1)含有较多_离子的水称为硬水。硬水加热后产生碳 酸盐沉淀的离子方程式为：_(写一个即可)。 (2)将RH型阳离子交换树脂和ROH型阴离子交换树脂串接来软 化天然硬水，应该先使硬水通过_(填“RH”或“ROH”) 型离子交换树脂，原因是_。,(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离 子截留，从而获得纯净水的方法称为_。 电渗析法净化水时，使离子通过半透膜的推动力是_。 (4)检验蒸馏水的纯度时，最简单易行的方法是测定水的 _。,【解题指南】解答本题时注意如下三点： (1)硬水应先通过“RH”，
10、再通过“ROH”，防止生成Mg(OH)2 影响交换效果； (2)电渗析法净化水时使离子通过半透膜的推动力是电势差 (或电场力)。 (3)水是一种极弱的电解质，纯度越高电导率越小或电阻率 越大。,【互动探究】(1)用蒸馏的方法可得到软水吗？ 提示：可以，水中钙、镁的化合物难挥发，水蒸气冷凝得到的 水属于软水。 (2)用RH型阳离子交换树脂软化后的硬水，pH会发生什么变 化？只用RH阳离子交换树脂软化的水可用于工农业生产吗？ 提示：水的pH会减小，酸性增强，不能直接应用于工农业生产。,氯碱工业的生产流程及原理 1.工艺流程,2.主要设备及产品 (1)设备：阳离子交换膜电解槽。(阳)离子交换膜只允许
11、 Na+通过。 (2)产品：阳极室：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水。阴极 室：氢气和NaOH，补充纯水(加入一定量NaOH)流出NaOH溶液。,3.粗盐的精制 (1)目的。 除去泥沙，使Ca2+、Mg2+、SO42-等离子的含量达到要求。 (2)试剂：BaCl2、NaOH、Na2CO3、稀盐酸。 用BaCl2除SO42-，用NaOH除去Mg2+，用Na2CO3除去Ba2+及Ca2+， 所加沉淀剂需稍过量。 试剂加入顺序：纯碱须加在钡试剂后，稀盐酸加在过滤后。,(3)有关反应的离子方程式。 Ba2+SO42-=BaSO4， Mg2+2OH-=Mg(OH)2， Ca2+CO32-=CaCO3， B
12、a2+CO32-=BaCO3， OH-+H+=H2O， CO32-+2H+=H2O+CO2。,【高考警示钟】 (1)精制食盐水时，容易误答加试剂顺序和试剂过量的目的。 (2)精制食盐水过程中，加入盐酸前应先过滤除去沉淀，否 则会因沉淀溶解而使杂质离子重新进入溶液。操作顺序不能 颠倒。 (3)阳离子交换膜的作用答不全面。一方面是使产品纯净， 另一方面又可防止了H2和Cl2的反应。 (4)各进出口的物质容易漏写或误写。,【典例2】以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如图所示。 (1)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-，加入下列沉淀剂的顺序是_。 a.Na2CO3 b.NaOH c.Ba
13、Cl2,(2)将滤液的pH调至酸性除去的离子是_。 (3)电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶 液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学 方程式：_。 (4)工业上，可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱 和纯碱溶液与Cl2反应制取有效成分为NaClO的消毒液，其反 应的离子方程式是_(已知酸性：碳酸次 氯酸碳酸氢根离子)。 (5)若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰，则可 获得一种可以循环使用的物质，其化学式是_。,【解题指南】解答本题时注意以下两点： (1)除杂质的原则和加入试剂及有关操作的顺序； (2)注意题目中的关键字眼，如“仅含一种溶质”、“酸性： 碳酸次氯酸碳酸氢根离子”、“可以循环使用的物质”。,【解析】(1)除去Ca2+、Mg2+和SO42-的沉淀试剂分别为Na2CO3、 NaOH、BaCl2，为了不引入新的杂质，Na2CO3应在BaCl2之后加入。 故加入除杂试剂的顺序为c、a、b或者c、b、a或者b、c、a。 (2)滤液的pH调至酸性目的是除去过量的CO32-和OH-。 (3)整个过程中，反应物是氯化钠和水，根据电解原理和“仅有 一种溶质”可判断出产物为次氯酸钠和氢气。,(4)因为酸性：碳酸次氯酸碳酸氢根离子，故结合H+的能力： CO32-ClO-HCO3-，再结合题意，反应物为碳酸钠溶液和氯气， 则产物为NaCl
