【三维设计】年高考化学一轮复习 第二节 化学与资源开发利用 选修2

一、获取洁净的水一、获取洁净的水1水的净化水的净化(1)基本流程基本流程常用的混凝剂有：明矾、常用的混凝剂有：明矾、Al2(SO4)3、FeSO4、聚合铝等、聚合铝等.常用的消毒剂有：漂白粉、液氯、常用的消毒剂有：漂白粉、液氯、ClO2、高铁酸盐等、高铁酸盐等.(2)明矾净水原理明矾净水原理KAl(SO4)2=KAl32SO、Al33H2O=Al(OH)3(胶体胶体)3H，带正电荷的，带正电荷的Al(OH)3胶粒破坏天然水中胶胶粒破坏天然水中胶体杂质的稳定性，并吸附悬浮物而沉降体杂质的稳定性，并吸附悬浮物而沉降.2.硬水的软化硬水的软化(1)硬水和软水硬水和软水(2)暂时硬度和永久硬度暂时硬度和永久硬度暂时硬度暂时硬度由钙、镁的碳酸氢盐引起的硬度由钙、镁的碳酸氢盐引起的硬度永久硬度永久硬度由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的硬度(3)硬水软化的方法硬水软化的方法加热法加热法(只能软化具有暂时硬度的水只能软化具有暂时硬度的水)3污水处理污水处理(1)基本流程基本流程(2)污水处理常用的化学方法污水处理常用的化学方法中和法中和法酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用酸性废水常用熟石灰中和，碱性废水常用H2SO4或或CO2中和中和沉淀法沉淀法Hg2、Pb2、Cu2等重金属离子可用等重金属离子可用Na2S除去，反应的离子除去，反应的离子方程式为方程式为Hg2S2=HgS，Pb2S2=PbS，Cu2S2=CuS.4海水淡化海水淡化常用方法为蒸馏法、电渗析法等常用方法为蒸馏法、电渗析法等二、海水的综合利用二、海水的综合利用1.氯碱工业氯碱工业离子交换膜法电解食盐水离子交换膜法电解食盐水(1)设备设备离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽.离子交换膜只允许阳离子通过离子交换膜只允许阳离子通过.(2)原理原理(5)产品产品阳极室产品：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水阳极室产品：氯气，补充饱和食盐水流出淡盐水阴极室产品：氢气和阴极室产品：氢气和NaOH，补充纯水，补充纯水(加入一定量加入一定量的的NaOH)流出流出NaOH溶液溶液2从海水中提取溴单质从海水中提取溴单质(1)工艺流程工艺流程3从海水中提取镁单质从海水中提取镁单质(1)工艺流程工艺流程(3)生产中应用的平衡原理生产中应用的平衡原理沉淀溶解平衡原理沉淀溶解平衡原理向海水中加入沉淀剂向海水中加入沉淀剂Ca(OH)2，由于，由于c(OH)增大增大Mg(OH)2的溶解度小于的溶解度小于Ca(OH)2，则最大程度地将，则最大程度地将Mg2转化为转化为Mg(OH)2沉淀沉淀水解平衡原理水解平衡原理在在MgCl26H2O脱水变为脱水变为MgCl2时，由于时，由于MgCl22H2O Mg(OH)22HCl水解平衡的存在，在水解平衡的存在，在HCl气体环境中增大气体环境中增大c(HCl)，抑制了，抑制了MgCl2的水解，避免了的水解，避免了Mg(OH)2的生成的生成三、煤、石油和天然气的综合利用三、煤、石油和天然气的综合利用1煤的综合利用煤的综合利用原理原理产产品品干干馏馏将煤隔将煤隔绝绝空气加空气加强强热热使其分解使其分解焦炭、煤焦油、焦炉气等焦炭、煤焦油、焦炉气等气化气化把煤中的有机物把煤中的有机物转转化化为为可燃性气体可燃性气体低低热值热值气气CO、H2、相当量的、相当量的N2中中热值热值气气CO、H2、少量、少量CH4高高热值热值气气CH4原理原理产产品品液液化化直接液直接液化化高温、高高温、高压压和有催化和有催化剂剂条件下，条件下，与适当溶与适当溶剂剂混合，使煤与混合，使煤与H2作用作用生成液体燃料生成液体燃料优质优质汽油、柴油、芳香汽油、柴油、芳香烃烃和副和副产产物燃料气、液物燃料气、液化石油气等化石油气等间间接液接液化化把煤气化成把煤气化成CO和和H2，经经催化合成催化合成烃类烃类燃料、醇燃料、醇类类燃料燃料(如如CH3OH)等等合成汽油、甲醇等合成汽油、甲醇等2石油的炼制石油的炼制炼炼制方法制方法原理原理变变化化主要原料主要原料主要主要产产品品分分馏馏常常压压利用利用烃烃的不同沸的不同沸点，将其分离成点，将其分离成沸点不同的沸点不同的产产物物物理物理变变化化原油原油石油气、汽油、煤油、石油气、汽油、煤油、柴油、重油等柴油、重油等减减压压重油重油柴油、柴油、润润滑油、燃料油、滑油、燃料油、石蜡、石蜡、沥沥青等青等炼炼制制方法方法原理原理变变化化主要原料主要原料主要主要产产品品裂化裂化在一定条件下，使在一定条件下，使长链烃长链烃断裂断裂为为短短链链烃烃化学化学变变化化重油、石蜡等重油、石蜡等汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油等等轻质轻质油油裂解裂解深度裂化深度裂化(更高温更高温度下的裂化度下的裂化)化学化学变变化化石油分石油分馏产馏产物物(包包括石油气括石油气)主要是乙主要是乙烯烯、丙、丙烯烯、丁丁 烯烯、甲、甲烷烷等等3煤化工和天然气化工的发展煤化工和天然气化工的发展一碳化学一碳化学一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物(如如一氧化碳、甲烷、甲醇等一氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料来合成一系列化工为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学原料和燃料的化学使用不同的催化剂，可以从合成气制成不同的产物的化学使用不同的催化剂，可以从合成气制成不同的产物的化学称合成气化学；由甲烷直接合成的称甲烷化学；由甲醇为称合成气化学；由甲烷直接合成的称甲烷化学；由甲醇为原料合成一系列下游产品的为甲醇化学原料合成一系列下游产品的为甲醇化学例例12009年年11月月16日，我国规模最大反渗透膜项目工程在北京开工日，我国规模最大反渗透膜项目工程在北京开工下列说法中，不正确的是下列说法中，不正确的是 ()A海水淡化目前已有多种方法，主要有蒸馏法、膜法等海水淡化目前已有多种方法，主要有蒸馏法、膜法等B电渗析是指利用阴、阳离子的选择透过性，在外加电场作电渗析是指利用阴、阳离子的选择透过性，在外加电场作用下，将水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的的用下，将水中的一部分离子转移到另一部分水中而达到除盐的目的的方法方法C在进行水处理时，只需用阳离子交换树脂或阴离子交换树在进行水处理时，只需用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的一种就能将水中的阴离子、阳离子都除去脂中的一种就能将水中的阴离子、阳离子都除去D反渗透分离法是膜分离技术在纯水制造中的又一应用反渗透分离法是膜分离技术在纯水制造中的又一应用名师精析名师精析在水处理工艺中，阳离子交换树脂只能除去某在水处理工艺中，阳离子交换树脂只能除去某些阳离子；阴离子交换树脂只能除去某些阴离子，在使用时些阳离子；阴离子交换树脂只能除去某些阴离子，在使用时一般将两种离子树脂配合使用，故一般将两种离子树脂配合使用，故C错误错误答案答案C1水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难，水可以造福人类，但水被污染后却会给人类造成灾难，为了防止水污染，下面为了防止水污染，下面的措施中可以采用的是的措施中可以采用的是 ()禁止使用农药和化肥禁止使用农药和化肥不任意排放工业废水不任意排放工业废水抑抑制水中植物的生长制水中植物的生长生活污水经过净化处理再排放生活污水经过净化处理再排放减少空气中硫的氧化物和氮的氧化物的含量减少空气中硫的氧化物和氮的氧化物的含量A BC D答案：答案：B解析：解析：目前污染水的因素主要有三方面：工业生产目前污染水的因素主要有三方面：工业生产(废水、废水、废气、废渣废气、废渣)、农业生产、农业生产(农药、化肥农药、化肥)、生活污水、生活污水(污水、污水、垃圾垃圾)防治水污染的方法应科学、切实可行，防治水污染的方法应科学、切实可行，做法做法是消极绝对的，不可取是消极绝对的，不可取2(2009海南高考海南高考)下列有关硬水及其软化的说法中错误的下列有关硬水及其软化的说法中错误的是是 ()A离子交换法可以软化硬水离子交换法可以软化硬水B硬水中含有较多硬水中含有较多Ca2、Mg2C生产、生活使用的天然水必须经软化生产、生活使用的天然水必须经软化D加热可使暂时硬水中的加热可使暂时硬水中的Ca2生成生成CaCO3沉淀沉淀答案：答案：C解析：解析：A、B、D是一些常识，是一些常识，C中生活使用的硬水不是中生活使用的硬水不是“必须必须”经软化使用经软化使用例例2海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取水中提取NaCl、Mg(以以MgCl2形式存在形式存在)和和Br2(以以NaBr的形的形式存在式存在)及综合利用的生产流程简图：及综合利用的生产流程简图：请回答：请回答：(1)在粗盐中含有在粗盐中含有Ca2、Mg2、SO等杂质，精制时所用的等杂质，精制时所用的试剂为：试剂为：a.盐酸盐酸b氯化钡溶液氯化钡溶液c氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液d碳酸钠溶液则加入试剂的顺序是碳酸钠溶液则加入试剂的顺序是(填编号填编号)_(2)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得中加入盐酸后，要获得MgCl26H2O晶体，需要晶体，需要进行的实验操作依次为进行的实验操作依次为_a蒸馏蒸馏b灼烧灼烧c过滤过滤d蒸发蒸发e冷却结冷却结晶晶(3)利用利用MgCl26H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是可制得无水氯化镁，应采取的措施是_.(4)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是_a精制饱和食盐水进入阳极室精制饱和食盐水进入阳极室b纯水纯水(加少量加少量NaOH)进入阴极室进入阴极室c阴极产物为氢氧化钠和氢气阴极产物为氢氧化钠和氢气d阳极的电极反应为：阳极的电极反应为：Cl22e=2Cl(5)母液中常含有母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等等(其溶解度与温度的关系如图所示其溶解度与温度的关系如图所示)，可进一步加工制得一些重要的产品若将可进一步加工制得一些重要的产品若将母液加热升温到母液加热升温到60以上，随着水分的蒸以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是是_；过滤上述晶体后，将滤液降温到；过滤上述晶体后，将滤液降温到30以下，又逐以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的净的_晶体晶体名师精析名师精析(1)除除Ca2用用Na2CO3沉淀，除沉淀，除Mg2用用NaOH沉淀，沉淀，除除SO用用BaCl2沉淀，同时过量的沉淀，同时过量的Ba2也用也用Na2CO3沉淀，因此沉淀，因此Na2CO3的加入应在的加入应在BaCl2之后，而加入之后，而加入BaCl2和和NaOH顺序可颠顺序可颠倒，最后加盐酸消耗过量的倒，最后加盐酸消耗过量的Na2CO3.(2)Mg(OH)2溶于盐酸后得溶于盐酸后得MgCl2溶液，浓缩，冷却结晶析出溶液，浓缩，冷却结晶析出MgCl26H2O晶体，过滤后得到晶体，过滤后得到MgCl26H2O.(3)为防止加热时为防止加热时MgCl2水解而混入杂质，因此制取无水水解而混入杂质，因此制取无水MgCl2时需在时需在HCl气氛中气氛中(4)用离子交换膜法电解饱和食盐水时，精制用离子交换膜法电解饱和食盐水时，精制NaCl溶液进入阳极溶液进入阳极室，纯水进入阴极室，在阴极：室，纯水进入阴极室，在阴极：2H2e=H2，所所得产得产物为物为NaOH和和H2，阳极：，阳极：2Cl2e=Cl2.(5)根据溶解度与温度的关系图可知加热升温到根据溶解度与温度的关系图可知加热升温到60以上时，以上时，随着水分的蒸发，随着水分的蒸发，MgSO4、NaCl会结晶析出，再将滤液降温会结晶析出，再将滤液降温到到30以下，会析出以下，会析出KCl晶体晶体答案答案(1)bdca或或cbda(2)d、e、c(3)在在HCl气流中脱水，防止气流中脱水，防止MgCl2水解水解(4)d(5)MgSO4、NaClKCl3(2009广东高考广东高