高中化學(xué)一輪復(fù)習 第六單元 第30講 化學(xué)與資源開發(fā)利用課件.ppt

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第30講 化學(xué)與資源開發(fā)利用 考綱導(dǎo)視 考綱定位1 了解海水的綜合運用 了解科學(xué)發(fā)展對自然資源的作用 2 了解化學(xué)在水處理中的應(yīng)用 3 了解煤 石油和天然氣等綜合運用的意義 4 了解化學(xué)資源對廢舊物的再生和綜合運用的作用 基礎(chǔ)反饋 正誤判斷 正確的畫 錯誤的畫 1 區(qū)分硬水和軟水的最佳方法是用肥皂水進行區(qū)分 易起 泡沫的為軟水 不易起泡沫的為硬水 2 我國淡水資源非常短缺 所以在生產(chǎn)和生活中應(yīng)該將生 活用水 工廠廢水直接排放到湖泊或海洋中 3 海水制鹽的主要方法是電滲析法 4 電解NaCl水溶液 若在陰極附近的溶液中滴入酚酞溶 液 溶液呈無色 5 海水蒸發(fā)制海鹽的過程中只發(fā)生了化學(xué)變化 6 電解飽和食鹽水制燒堿采用離子交換膜法 可防止陰極 室產(chǎn)生的Cl2進入陽極室 8 改液化石油氣為天然氣作燃料 燃燒時應(yīng)減小進空氣量 或增大進天然氣量 9 石油裂解的目的是提高汽油的產(chǎn)量 10 大力發(fā)展火力發(fā)電 解決電力緊張問題符合節(jié)能減排 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 考點一 多樣化的水處理技術(shù) 知識梳理 1 天然水的凈化 混凝劑 膠體 懸浮物 膠體 1 概念 加入 形成 吸附天然水中的 和 聚集成較大顆粒而沉淀 然后過濾除去的方法 2 常見混凝劑 硫酸鋁 聚合鋁 硫酸亞鐵 硫酸鐵等 明礬 混凝沉淀 過濾 殺菌 3 混凝法凈水流程 2 硬水的軟化 Ca HCO3 2 Mg HCO3 2 1 硬度的劃分 暫時硬度是指水的硬度由 或 引起 永久硬度是指由 等引起 鈣 鎂的硫酸鹽或氯化物 2 硬水的軟化方法 加熱法 原理 用化學(xué)方程式表示 是 適用范圍是 藥劑法 常用藥劑 和 等 軟化流程為 Ca HCO3 2 H2O CO2 CaCO3 Mg HCO3 2 MgCO3 H2O CO2 MgCO3 H2O Mg OH 2 CO2 只能軟化暫時硬度的水 純堿 生石灰 CaCO3 Mg OH 2 陽離子 再生 3 污水處理 1 基本流程 2 污水處理常用的化學(xué)方法 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 4 海水淡化 蒸餾法 電滲析法 海水淡化的方法有 等 考點集訓(xùn) A 離子交換法可以軟化硬水B 硬水中含有較多Ca2 Mg2 C 生產(chǎn) 生活使用的天然水必須經(jīng)軟化D 加熱可使暫時硬水中的Ca2 生成CaCO3沉淀答案 C 方法技巧 2 石灰純堿法軟化后的硬水 仍然會有一定的硬度 原因 是生成的鈣鎂化合物仍然有一定的溶解度 3 鑒別硬水和軟水可利用肥皂水 加肥皂水硬水會產(chǎn)生較 多的浮渣 軟水會產(chǎn)生較多的泡沫 4 離子交換樹脂不只有陽離子交換樹脂 也有陰離子交換 樹脂 例2 水處理主要包括水的凈化 污水處理 硬水軟化和海水淡化等 1 水的凈化與軟化的區(qū)別是 2 凈化后的水還需殺菌消毒才能飲用 下列物質(zhì)適用于自來水消毒的有 A KMnO4C KAl SO4 2 12H2O B Cl2D 活性炭 答案 1 水的凈化是用混凝劑 如明礬等 將水中的懸浮物沉淀下來 而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子 2 B 3 Cu2 MnS CuS Mn2 MnS的Ksp比CuS 的Ksp大 下面的處理方法 往工業(yè)廢水中加入適量的NaCl 以Fe為電極進行電解 經(jīng)過一段時間 有Cr OH 3和Fe OH 3沉淀生成 工業(yè)廢水中鉻的含量已低于排放標準 請回答下列問題 3 工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的原因是 4 鐵電極 填 能 或 不能 改用石墨電極 原因是 考點二 海水的綜合利用 知識梳理 1 氯堿工業(yè) 離子交換膜法電解食鹽水 1 設(shè)備 離子交換膜電解槽 離子交換膜只允許 離子通過 2 原理 氯堿工業(yè)的生產(chǎn)原理用化學(xué)方程式表示為 3 工藝流程 粗鹽水 精鹽水 在進入電解槽前需通過陽離子交換塔進一步除去 等離子 以防破壞離子交換膜 陽 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 過濾 Ca2 Mg2 4 粗鹽的精制 5 產(chǎn)品 陽極室產(chǎn)品是 需補充 流出 陰極室產(chǎn)品是氫氣和NaOH 需補充純水 加入一定量NaOH稀溶液 流出NaOH濃溶液 氯氣 精制飽和食鹽水 淡鹽水 2 從海水中提取溴單質(zhì) 1 工藝流程 2 反應(yīng)原理 Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 3Br2 3Na2CO3 5NaBr NaBrO3 3CO2 5NaBr NaBrO3 3H2SO4 3Br2 3Na2SO4 3H2O Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 2HBr Cl2 2HCl Br2 沉淀Mg2 3 從海水中提取鎂單質(zhì) 1 工藝流程 2 主要化學(xué)反應(yīng) 制備石灰乳 制備MgCl2 電解MgCl2 CaO H2O Ca OH 2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 3 生產(chǎn)中應(yīng)用的平衡原理 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的 則最大限 水解平衡原理 在MgCl2 6H2O脫水變?yōu)镸gCl2時 由 于MgCl2 2H2O Mg OH 2 2HCl水解平衡的存在 在HCl 氣體環(huán)境中 增大了c HCl 抑制了MgCl2的水解 避免了Mg OH 2的生成 考點集訓(xùn) 例4 海水是巨大的資源寶庫 從海水中提取食鹽和溴的過 程如下 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 3 步驟 中已獲得Br2 步驟 中又將Br2還原為Br 其 目的為 4 步驟 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 5 某化學(xué)研究性學(xué)習小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法 查閱了有關(guān)資料 Br2的沸點為59 微溶于水 有毒性和強腐蝕性 他們參觀生產(chǎn)過程后 畫了如下裝置簡圖 請你參與分析討論 圖中儀器B的名稱 整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管 其 原因是 實驗裝置氣密性良好 要達到提純溴的目的 操作中如 何控制關(guān)鍵條件 C中液體產(chǎn)生顏色為 為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2 可向其中加入NaBr溶液 充分反應(yīng)后 再進行的分離操作是 4 Br2 SO2 2H2O 4H SO4 2Br 答案 1 蒸餾法 電滲析法 離子交換法 任意兩種 2 Cl2 NaOH 3 富集溴元素 2 強酸對設(shè)備的 嚴重腐蝕 5 冷凝管 Br2腐蝕橡膠 控制溫度計b的溫度 并 收集59 的餾分 深紅棕色 分液 或蒸餾 例5 海洋是個巨大的資源寶庫 海水資源的利用具有非常廣闊的發(fā)展前景 海水中溴元素以Br 形式存在 工業(yè)上用空 氣吹出法從海水中提取溴的工藝流程如下圖 1 步驟 反應(yīng)的離子方程式為 2 步驟 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3 Br的原子序數(shù)是 在周期表中位于第 周期第 族 4 步驟 蒸餾的過程中 溫度應(yīng)控制在80 90 溫度過高或過低都不利于生產(chǎn) 原因是 5 為什么不直接用 溴水混合物 而要用 溴水混合物 進行蒸餾 得到液溴 解析 空氣吹出法是用于工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法 其中一種工藝是在預(yù)先酸化的濃縮海水中用氯氣與海水中的溴 離子反應(yīng) 使之成為單質(zhì)溴 2Br Cl2 2Cl Br2 繼而通入空氣和水蒸氣 將溴吹入吸收塔 使溴蒸氣和吸收劑SO2發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氫溴酸 SO2 Br2 2H2O H2SO4 2HBr 以達到富集的目的 然后 再用氯氣將其氧化 2HBr Cl2 2HCl Br2 最后蒸餾得到液溴 答案 1 2Br Cl2 Br2 2Cl 2 SO2 Br2 2H2O 2HBr H2SO4 3 35四 A 4 溫度過高 大量水蒸氣隨溴蒸氣排出 溴蒸氣中水增加 溫度過低 溴不能完全蒸出 回收率低 5 溴水混合物 中雖然含有溴單質(zhì) 但濃度低 如果直接蒸餾 處理量大 生產(chǎn)成本高 經(jīng)過 空氣吹出 SO2吸收 氧化 等步驟實際上是將溴水濃縮了 例6 2014年新課標卷 將海水淡化與濃海水資源化結(jié)合起來是綜合利用海水的重要途徑之一 一般是先將海水淡化獲得淡水 再從剩余的濃海水中通過一系列工藝流程提取其他產(chǎn)品 回答下列問題 1 下列改進和優(yōu)化海水綜合利用工藝的設(shè)想和做法可行 的是 填序號 用混凝法獲取淡水 提高部分產(chǎn)品的質(zhì)量 優(yōu)化提 取產(chǎn)品的品種 改進鉀 溴 鎂等的提取工藝 2 采用 空氣吹出法 從濃海水中吹出Br2 并用純堿吸收 堿吸收溴的主要反應(yīng)是Br2 Na2CO3 H2O NaBr NaBrO3 NaHCO3 未配平 吸收1molBr2時 轉(zhuǎn)移的電子為 mol 3 海水提鎂的一段工藝流程如下圖 濃海水的主要成分如下 該工藝過程中 脫硫階段主要反應(yīng)的離子方程式為 產(chǎn)品2的化學(xué)式為 1L濃海水最多可得到產(chǎn)品2的質(zhì)量為 g 4 采用石墨陽極 不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 電解時 若有少量水存在會造成產(chǎn)品鎂的消耗 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 答案 1 2 53 4 MgCl2 熔融 Mg 2H2O Mg Cl2 Mg OH 2 H2 考點三 化石原料的綜合利用 知識梳理 1 石油的煉制 沸點 沸點 物理 長鏈 短鏈 化學(xué) 化學(xué) 2 煤的綜合利用 隔絕空氣 液體燃料 料 如CH3OH 可燃性氣體 烴類燃料 醇類燃 1 煤氣化 2C O2 H2OH2 CO2 3 煤化工和天然氣化工的發(fā)展 碳化學(xué) 2CO C H2O CO H2 CO 2 天然氣的重整 CH4 H2O CO 3H2 考點集訓(xùn) 例7 石油和煤炭加工過程涉及多種技術(shù)和設(shè)備 1 石油分餾時 在不斷向 填工業(yè)設(shè)備名稱 內(nèi)投放原料的同時獲得產(chǎn)品 該過程為 操作過程 2 石油裂化分為熱裂化 和加氫裂化 裂化的目 的是提高 的產(chǎn)量 3 煤的洗選是為了降低原煤中灰分和 的含量 煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒 并使全部煤炭顆粒 進行燃燒的過程 4 煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和 存在下與 作用生成液體燃料的過程 解析 1 石油的分餾是在分餾塔中進行的 該過程為連續(xù)操作過程 2 石油裂化分為熱裂化 催化裂化和加氫裂化 裂化的目的是提高輕質(zhì)燃料油 或汽油 的產(chǎn)量 3 煤的洗選是為了降低原煤中灰分和硫的含量 煤的流化床燃燒是指空氣從底部吹向煤炭顆粒 并使全部煤炭顆粒浮動進行燃燒的過程 4 煤的直接液化是煤與適當溶劑混合后在高溫和催化劑存在下 使煤與氫氣作用生成液體燃料的過程 答案 1 分餾塔 連續(xù) 2 催化裂化 3 硫 或S 輕質(zhì)燃料油 或汽油 浮動 4 催化劑 氫氣 或H2 例8 2015年四川樂山模擬 四川有豐富的天然氣資源 以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示 圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出 請?zhí)顚懴铝锌瞻?1 已知0 5mol甲烷和0 5mol水蒸氣在t pkPa時 完全反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣 合成氣 吸收了akJ熱量 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 2 在合成氨的實際生產(chǎn)過程中 常采取的措施之一是將生成的氨從混合氣體中及時分離出來 并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用 同時補充氮氣和氫氣 請應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點說明采取該措施有何作用 3 當甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75 時 以5 60 107L甲烷為原料能夠合成 L氨氣 假設(shè)體積均在標準狀況下測定 4 已知尿素的結(jié)構(gòu)簡式為 請寫出兩種 含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 答案 1 CH4 g H2O g CO g 3H2 g H 2akJ mol 1 2 增大氮氣和氫氣的濃度有利于增大反 應(yīng)速率 減小氨氣的濃度 有利于平衡向正反應(yīng)方向移動 3 1 12 108 4 NH4N C O