《高考化学选修2知识纲要与发散思维训练-第二章 化学与资源开发利用知识纲要与变式训练-含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学选修2知识纲要与发散思维训练-第二章 化学与资源开发利用知识纲要与变式训练-含解析（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三教上人（A+版-Applicable Achives）一、获取洁净的水【知识纲要】要点1. 生活用水的净化（1）基本流程：混凝沉淀过滤杀菌（2）常用混凝剂为铝盐(如硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)、三价铁盐等。原理为Al33H2OAl(OH)33H，Fe33H2OFe(OH)33H，生成的胶体能吸附水中的悬浮杂质而沉降。（3）常用的消毒剂为液氯、漂白粉、臭氧、二氧化氯等。（4）除去水中的异味：活性炭颗粒的表面积大，吸附能力强，让水通过由细小的活性炭颗粒组成的滤床能够除去水中的异味。要点2. 污水处理（1）基本流程：（2）污水处理的方法方法原理操作物理法主要是利用物理原理和机械作用对废水进行治理沉
2、淀、均衡调节、过滤、离心分离等物理化学法通过物理化学过程来除去污染物的方法吸附、浮选、反渗透、电渗析、超过滤、超吸附等化学法通过施用化学药剂或采用其他手段进行废水处理的方法中和法（处理酸性废水和碱性废水）、氧化法（除去油类、氮化物、硫化物等物质）、沉淀法（处理含有重金属离子的废水）、离子交换法等生物化学法利用微生物的代谢作用，除去废水中的溶胶物质及有机物质的方法活性污泥法、生物滤池法、厌气处理法等要点3. 硬水的软化(1)暂时硬度和永久硬度：水的硬度是由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2引起的，称暂时硬度；水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的，称永久硬度。(2)硬水软化的目的：降低硬水
3、中Ca2、Mg2的含量使之达到规定标准。(3) 硬水软化的方法：加热法范围软化暂时硬度的水原理Ca(HCO3)2CaCO3CO2H2OMg(HCO3)2MgCO3CO2H2OMgCO3H2OMg(OH)2CO2水垢CaCO3和Mg(OH)2的混合物药剂法范围暂时硬水和永久硬水药品纯碱、生石灰原理Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO32H2OMg(HCO3)22Ca(OH)2=2CaCO3Mg(OH)22H2OMgSO4Ca(OH)2=Mg(OH)2CaSO4Ca2CO=CaCO3离子交换法范围硬水中Ca2、Mg2以硫酸盐或氯化物形式存在药品磺化煤(NaR)作离子交换剂原理2NaRCa2
4、=2NaCaR22NaRMg2=2NaMgR2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。药剂法软化硬水必须注意加入试剂的先后顺序，为使离子沉淀完全，所加入的试剂必须过量，过量的试剂Ca2也必须除去，所以Na2CO3应在Ca(OH)2之后。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。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。离子交换树脂不只有阳离子交换树脂，也有阴离子交换树
5、脂。要点4. 海水淡化海水淡化又称脱盐，利用物理、化学、生物方法将海水中溶解的盐脱除。常用方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、冷冻法等。【典例分析】例题1下列离子中，引起水质硬度较大的是（）Ca2Al3NaMg2HCOSOA.全部B. C. D.答案解析D含Ca2、Mg2较多的水为硬水，由Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2造成的硬水为暂时硬水，由CaSO4、MgSO4造成的硬水为永久硬水变式练习1. 钠型离子交换剂磺化煤（NaR）可使硬水中的钙、镁离子通过离子交换而软化。海水的一种淡化方法是使海水（含钠离子、镁离子、氯离子等）依次通过两种离子交换树脂A、B（如图所示），下列叙述不正确的是（）
6、A.A为氢型离子交换树脂（HR），B为羟型离子交换树脂（ROH）B.A为羟型离子交换树脂（ROH），B为氢型离子交换树脂（HR）C.HR与镁离子的反应可表示为：2HRMg2=MgR22HD.ROH与氯离子的反应可表示为：ROHCl=RClOH答案解析B若使海水先通过ROH树脂，溶液中会有较多的OH，这样使海水中的Mg2转化为Mg（OH）2沉淀，造成堵塞而使海水淡化失败。所以A为氢型离子交换树脂（HR），B为羟型离子交换树脂（ROH）例题2某电镀铜厂有两种废水需要处理，一种废水中含有CN，另一种废水中含有Cr2O。该厂拟定如图所示的废水处理流程。回答以下问题： （1）上述处理废水的流程中主要使用
7、的方法是。（2）中使用的NaClO溶液呈碱性，用离子方程式解释原因。（3）中反应后无气体放出，该反应的离子方程式为。（4）中反应时，当有0.4 mol Cr2O参加反应时转移2.4 mol e，该反应的离子方程式为。（5）取少量待检水样于试管中，先加入NaOH溶液，观察到有蓝色沉淀生成，继续加入NaOH溶液，直到不再产生蓝色沉淀为止，再加入Na2S溶液，有黑色沉淀生成，且蓝色沉淀逐渐减少。请你使用化学用语，结合必要的文字解释其原因 。答案解析（1）氧化还原法（2）ClOH2OHClOOH（3）CNClO=CNOCl（4）3S2O4Cr2O26H=6SO8Cr313H2O（5）待检水样中还有Cu
8、2，Cu22OH=Cu（OH）2，Cu（OH）2（s）S2（aq）=CuS（s）2OH（aq）或Cu（OH）2Cu22OH，Cu2S2=CuS，CuS比Cu（OH）2更难溶或CuS比Cu（OH）2的溶解度更小（1）由题图可知CN被氧化，Cr2O被还原，故处理废水的流程中主要使用的方法是氧化还原法。（2）NaClO溶液呈碱性是因为ClO发生水解，离子方程式为：ClOH2OHClOOH。（4）0.4 mol Cr2O参加反应时转移2.4 mol 电子，即1 mol Cr2O参加反应时转移6 mol电子，故反应中Cr元素化合价从6变为3，则离子方程式为：3S2O4Cr2O26H=6SO8Cr313H
9、2O。（5）加入氢氧化钠溶液后有蓝色沉淀产生，表明水样中有Cu2；加入Na2S有黑色沉淀产生，表明蓝色沉淀转变为黑色的CuS沉淀，涉及的反应为Cu（OH）2（s）S2（aq）=CuS（s）2OH（aq）或Cu（OH）2Cu22OH，Cu2S2=CuS，即CuS比Cu（OH）2更难溶或CuS比Cu（OH）2的溶解度更小变式练习2. （1）有毒物质的无害化也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，还可将废水中少量的S2、NO和CN等有毒有害的还原性酸根离子氧化除去。请写出用ClO2将废水中含有剧毒的CN氧化成无毒气体的离子方程式，并说明该方法的优点。（2）下图为某饮用水厂从天然水
10、制备纯净水（去离子水）的工艺流程示意图。活性炭的作用是；O3消毒的优点是。A、B中放置的物质名称分别是：A；B。答案解析（1）2ClO22CN=2CO2N22Cl产物为无毒的气体（CO2和N2）（2）吸附水中的有机物（或去除水中的异味）反应产物无毒无害阳离子交换树脂阴离子交换树脂（1）书写氧化还原方程式时，根据题意先确定反应产物：应将CN氧化成无毒的CO2和N2两种气体，而ClO2被还原为Cl；再利用化合价升降法配平化学方程式：Cl元素由41价，C元素由24，N元素由30价。（2）天然水去除水中不溶性杂质通过吸附作用去除有毒、有异味的分子去除水中的阳离子去除水中的阴离子杀菌消毒二、海水的综合利
11、用【知识纲要】要点1. 海水中盐的开发和利用(1)海水制盐：以蒸发法为主，主要得到NaCl和CaCl2、MgCl2、Na2SO4。另外还有电渗析法和冷冻法。(2)氯碱工业反应原理：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2工艺流程：设备：离子交换膜电解槽。(阳)离子交换膜只允许Na通过。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）粗盐的精制目的：除去泥沙，使Ca2、Mg2、Fe3、SO等离子的含量达到要求。原因：Ca2、Mg2等会在碱溶液中形成沉淀，损坏离子交换膜，泥沙及SO会引入杂质。试剂：BaCl2、Ca(OH)2
12、、Na2CO3、稀盐酸用BaCl2除去SO，用Ca(OH)2除去Mg2、Fe3，用Na2CO3除去Ba2及Ca2，为保证将杂质离子除尽，所加试剂总是略有过量，过量的试剂需依靠后续试剂除去。因此试剂的加入要有一定的顺序。例如：纯碱须加在钡试剂后，过滤后才能在溶液中加入稀盐酸。有关反应离子方程式：Ba2SO=BaSO4，Mg22OH=Mg(OH)2，Fe33OH=Fe(OH)3，Ca2CO=CaCO3，Ba2CO=BaCO3，HOH=H2O，CO2H=H2OCO2要点2. 从海水中提取溴单质(1)工艺流程：通氯气前要将海水酸化，pH为3.5时，氯气的氧化效果最好。用空气或H2O(g)将溴吹出，而不
13、用CCl4萃取，因后者工艺复杂，设备投资大，经济效益低且对环境污染严重。(2)反应原理：Cl22NaBr=2NaClBr23Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO25NaBrNaBrO33H2SO4=3Br23Na2SO43H2OBr2SO22H2O=2HBrH2SO4Cl22HBr=2HClBr2要点3. 从海水中提取镁单质(1)工艺流程：(2)主要化学反应：制备石灰乳：CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)沉淀Mg2：Mg2Ca(OH)2=Mg(OH)2Ca2制备MgCl2：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O电解MgCl2：MgCl2(熔融)MgCl2(3)生产中应用的平衡原理沉淀溶解平衡原理：向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于c(OH)增大，Mg(OH)2的溶解度小于Ca(OH)2的，则最大限度地将Mg2转化为Mg(OH)2沉淀。水解平衡原理：在MgCl26H2O脱水变为MgCl2时，由于MgCl22H2OMg(OH)22HCl水解平衡的存在，在HCl气体环境中，增大了c(HCl)，抑制了MgCl2的水解，避免了Mg(OH)2的生成。（4）电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸，循环使用，节省成本。【典例分析】例题3海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。下列有关说法不正确的是 ()A从能量转换角度来看，
