化学与资源的开发利用ppt课件.ppt

1 2 3 课堂反馈 课堂探究 考点突破 课时作业 高考集训 4 考 高 集 训 5 1 多选 2011 海南 20 下列叙述正确的是 答案 AC 6 解析 本题是对常见化工原理及工业原材料的考查 突出考查学生对化工原理以及原材料的掌握情况 海水中加入的是生石灰CaO 生石灰与水反应生成Ca OH 2 从而使得海水中的Mg2 生成Mg OH 2沉淀 电解氯化镁溶液得不到金属镁 只有电解氯化镁熔液才能制取单质镁 故B错 普通水泥的主要成分是硅酸三钙 硅酸二钙和铝酸三钙 说普通水泥的主要成分是硅酸钙正确 C正确 黏土的主要成分是二氧化硅 还有氧化镁 碳酸钙和三氧化二铝 D错 7 2 2011 山东 31 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 写出一个即可 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 8 4 检验蒸馏水的纯度时 最简单易行的方法是测定水的 9 2 根据交换树脂RH的工作原理 其原因是先通过RH后 溶液呈酸性 可避免产生沉淀 防止交换树脂堵塞 若先通过ROH 交换后溶液呈碱性 造成CaCO3和Mg OH 2沉淀 从而造成交换树脂堵塞 10 3 该方法为反渗透法 电渗析法的动力来自于电势差 或电场力 4 检验蒸馏水的纯度最简单的方法是测定溶液的电导率 因为若含有其他离子时 谁的电导率越大 说明蒸馏水的纯度越低 11 3 2011 广东 32 由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气 这些杂质可采用吹气精炼法除去 产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝 工艺流程如下 12 注 NaCl熔点为801 AlCl3在181 升华 1 精炼前 需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂 防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质 相关的化学方程式为 和 2 将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体 杂质随气泡上浮除去 气泡的主要成分除Cl2外还含有 固态杂质粘附于气泡上 在熔体表面形成浮渣 浮渣中肯定存在 3 在用废碱液处理气体A的过程中 所发生反应的离子方程式为 13 14 15 16 17 堂 课 探 究 18 解读考纲 19 基础回扣一 水的净化与污水处理1 天然水的净化 1 混凝法 20 2 化学软化法 加热法 具有暂时硬度的水 药剂法和离子交换法 具有永久硬度的水 常用的化学药剂有纯碱 生石灰等 2 污水处理 1 污水处理方法比较表 21 22 2 处理工业废水还有其他方法 如氧化还原法等 在实际处理工业废水时 根据污染物组成和回收用水水质要求的不同 经常需要采用多种技术分步处理 才能达到排放标准或复用指标 23 二 海水的综合利用1 从海水中获得淡水资源 1 基本方法 蒸馏法 电渗析法 2 水处理去离子方法 离子交换法 2 从海水中获得化学资源 1 海水制盐 海水制盐的方法有蒸发法 电渗析法和冷冻法等 24 由海水制盐的方法仍以蒸发法 盐田法 为主 盐田一般分成贮水池 蒸发池和结晶池三部分 海水蒸发浓缩 达到饱和析出食盐晶体 分离后所得到的母液叫苦卤 食盐资源的利用精制饱和食盐水 电解可得H2 Cl2和NaOH 2 海水提溴 海水浓缩 氯化 吹出 吸收 3 海水提镁 贝壳焙烧 制石灰乳 得到氢氧化镁 沉淀分离 沉淀溶解 浓缩 过滤 干燥 电解 4 从海水中提取重水 蒸馏法 电解法 化学交换法和吸附法 25 三 石油 煤和天然气的综合利用1 煤的综合利用 26 2 石油的分馏 原理 利用混合体系中各组分沸点的不同 控制一定的温度范围 将混合体系分为不同沸点范围的蒸馏产物 设备 分馏塔 27 基本步骤 首先把石油压入加热炉加热 使原油成为液态烃和气态烃的混合物 然后导入分馏塔 混合物在温度从下到上依次降低的塔板上不断蒸发和冷凝 使沸点不同的烃不断分离 3 裂化 获取更多轻质油的方法原理 在一定条件下 使含碳原子数较多 相对分子质量较大 沸点较高的烃分解为含碳原子数较少 相对分子质量较小 沸点较低的烃 28 4 裂解 获取短链不饱和气态烃以比裂化更高的温度 使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯 丙烯 丁烯等气态短链烃 29 点 考 突 破 30 31 32 2 离子交换法常用离子交换树脂作离子交换剂 如2NaR Ca2 CaR2 2Na 2NaR Mg2 MgR2 2Na 用5 8 的食盐溶液浸泡可使失去软化能力的NaR再生 CaR2 2Na 2NaR Ca2 33 3 药剂法先加Ca OH 2 再加Na2CO3 Ca OH 2可消除水的暂时硬度 还可将Mg2 引起的永久硬度转化为由Ca2 形成的硬度 其作用原理如下 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 34 3 污水处理 1 中和法酸性废水常用熟石灰中和 碱性废水常用H2SO4或CO2中和 2 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Hg2 S2 HgS Pb2 S2 PbS Cu2 S2 CuS 4 海水淡化常用方法为蒸馏法 电渗析法等 35 例1 水是一种重要的自然资源 是人类赖以生存不可缺少的物质 水质优劣直接影响人体健康 请回答下列问题 1 天然水中溶解的气体主要有 2 天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是 填其中任何两种 其净水作用的原理是 3 水的净化与软化的区别是 36 37 解析 1 天然水中溶解的气体主要有O2 CO2 N2等 2 天然水加入混凝剂净化的主要原理是混凝剂中电离的铝离子 铁离子在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体 表面积很大 吸附水中的悬浮杂质 常用的混凝剂有明矾 硫酸铝 硫酸铁 硫酸亚铁等 3 水的净化是通过混凝剂 如明矾等 将水中的胶体及悬浮物除去 而水的软化是使水中的Ca2 Mg2 浓度减小 38 5 综合 4 已知10m3天然水中则m Ca OH 2 10mol 74g mol 1 740g m Na2CO3 14mol 106g mol 1 1484g 39 答案 1 O2CO2 或N2 2 明矾 硫酸铝 硫酸铁 硫酸亚铁 填其中任何两种 铝盐或铁盐在水中发生水解生成相应的氢氧化物胶体 它可吸附水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体 使其聚沉 达到净化目的 3 水的净化是通过混凝剂 如明矾等 将水中的胶体及悬浮物除去 而水的软化是使水中的Ca2 Mg2 浓度减小 4 10 5 7401484 40 特别提醒水的暂时硬度和永久硬度的区别 主要区别在于所含的主要阴离子种类的不同 由Mg HCO3 2或Ca HCO3 2所引起的水的硬度叫暂时硬度 由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的水的硬度叫永久硬度 天然水的硬度是泛指暂时硬度和永久硬度的总和 41 变式训练1 自来水生产的流程示意图如下 1 混凝剂除去悬浮物质的过程 填字母 a 只是物理变化b 只是化学变化c 是物理和化学变化 FeSO4 7H2O是常用的混凝剂 它在水中最终生成 沉淀 42 2 实验室中 过滤操作用到的玻璃仪器是 3 一打开自来水的水龙头 会感觉略有刺激性气味 其原因是 请写出相关的化学反应方程式 该过程中 如果消耗了标准状况下的Cl2112L 则在反应中作氧化剂的Cl2为 g 43 44 45 46 1 氯碱工业离子交换膜法电解食盐水 1 设备离子交换膜电解槽 离子交换膜只允许阳离子通过 47 48 49 50 5 产品 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NaOH 补充纯水 加入一定量的NaOH 流出NaOH溶液 51 2 从海水中提取溴单质 1 工艺流程 2 反应原理Cl2 2NaBr 2NaCl Br23Br2 3Na2CO3 5NaBr NaBrO3 3CO2 5NaBr NaBrO3 3H2SO4 3Br2 3Na2SO4 3H2O 52 3 从海水中提取镁单质 1 工艺流程 53 54 55 特别提醒 1 海水提溴 用空气或H2O g 将溴吹出 而不用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 海水提镁 电解熔融MgCl2生成的Cl2可用于制盐酸 循环使用 节省成本 所得Mg OH 2沉淀中含有的CaSO4杂质在加盐酸前应除去 以保证MgCl2的纯度 56 变式训练2 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NaCl Mg 以MgCl2形式存在 和Br2 以NaBr的形式存在 及综合利用的生产流程简图 57 3 利用MgCl2 6H2O可制得无水氯化镁 应采取的措施是 58 59 5 母液中常含有MgCl2 NaCl MgSO4 KCl等 其溶解度与温度的关系如右图所示 可进一步加工制得一些重要的产品 若将母液加热升温到60 以上 随着水分的蒸发 会逐渐析出晶体 此晶体的主要成分是 过滤上述晶体后 将滤液降温到30 以下 又逐渐析出晶体 用一定量的冷水洗涤该晶体 最后可得到比较纯净的 晶体 60 答案 1 bdca或cbda 2 d e c 3 在HCl气流中脱水 防止MgCl2水解 4 d 5 MgSO4NaCl KCl 61 62 堂 课 反 馈 63 1 下列有关硬水及其软化的说法中错误的是 A 离子交换法可以软化硬水B 硬水中含有较多Ca2 Mg2 C 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Ca2 生成CaCO3沉淀 答案 C 解析 A B D是一些常识 C中生活使用的硬水不是 必须 经软化使用 64 2 21世纪是海洋世纪 海洋经济专属区的开发受到广泛重视 下列有关说法正确的是 A 海水含镁 将金属钠放入海水中可以制取金属镁B 利用潮汐能发电是将化学能转化为电能C 从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应D 海底多金属结核矿含有Fe Mn Co B等金属 答案 C 解析 Na与水反应 A错 潮汐发电是动能转化为电能 B错 B 硼 是非金属元素 D错 65 3 如图所示 利用海水可提取很多重要的化工原料 66 67 答案 D 解析 BaCl2应加在Na2CO3之前 以便将过量的Ba2 除去 A错 铁为活泼电极 不能作阳极 B错 在空气中MgCl2 6H2O分解时水解 得不到MgCl2 C错 68 4 化学在生产和日常生活中有着重要的应用 下列说法不正确的是 A 明矾水解形成的Al OH 3胶体能吸附水中悬浮物 可用于水的净化B 在海轮外壳上镶入锌块 可减缓船体的腐蚀速率C MgO的熔点很高 可用于制作耐高温材料D 电解MgCl2饱和溶液 可制得金属镁 答案 D 69 70 5 工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如图所示 71 1 电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽 离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是 电解槽中的阳极材料为 2 本工艺流程中先后制得Br2 CaSO4和Mg OH 2 能否按Br2 Mg OH 2 CaSO4顺序制备 填 是 或 否 原因是 3 溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 四氯化碳与水不互溶 故可用于萃取溴 但在上述工艺中却不用四氯化碳 原因是 72 答案 1 阳离子 或Na 钛 或石墨 2 否如果先沉淀Mg OH 2 则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀 产品不纯 3 四氯化碳萃取法工艺复杂 设备投资大 经济效益低 环境污染严重 解析 1 电解饱和食盐水用的是阳离子交换膜 而在食盐水中的阳离子只有H 和Na 电解时 H 在阴极上生成氢气 Na 在外加电场作用下向阴极运动 所以通过离子膜和隔膜的是Na 由于阳极上发生氧化反应 是溶液中Cl 放电生成Cl2 所以必须用惰性电极 工业上一般用钛 表面涂有钌氧化物 也可以用石墨电极 73 2 在该流程开始时向苦卤中加入硫酸 因CaSO4微溶于水 先形成CaSO4沉淀而将Ca2 除去 若先制取Mg OH 2 加入的石灰水会有部分与硫酸反应生成CaSO4而使制得的Mg OH 2不纯净 3 CCl4是一种易挥发 有毒的液体 所以此流程中不用CCl4萃取 而是利用溴的挥发性 向得到的含溴水的海水中吹入热空气 使溴挥发出来 与萃取相比 该方法简单 实用 经济 无污染 74 6 随着交通运输业和工业的发展 人们对燃油的需求量越来越大 对燃油品质的要求也越来越高 回答下列问题 1 工业上分馏石油的设备是 通过该设备制备出的液体燃油有 2 使用催化剂进行石油裂化及裂解获得的主要产品是 3 工业上 通过绿色化学工艺用CO CH3OH和一种不饱和脂肪链烃合成CH2 C CH3 COOCH3 写出该反应的化学方程式 75 4 科研人员在实验室中按下列流程在催化反应器中装载不同的催化剂 探究不同催化剂对石油裂解反应的催化性能 石油气体 一定温度 催化反应器 检测 尾气处理该探究实验的关键是控制条件 检测装置中选择的检测试剂为溴水或高锰酸钾溶液 探究中必须注意的问