高中化学《化学与技术》第二章化学与资源开发利用.doc

第二章;化学与资源开发利用【知识网络】1、获取洁净的水2、海水的综合利用3、石油、天然气、煤【重点聚焦】地球上的资源非常丰富，地面上的天然水和海水与人类生活密切相关，是人类的水资源，地球内蕴藏的石油、煤、天然气是目前人类使用的化石资源。一、获取洁净的水地球上能直接饮用的水并不是特别多，不仅污水需要处理，就是天然水也需要净化。天然水的净化方法常用的有混凝法和化学软化法。污水处理的常用方法有酸碱中和法、重金属离子沉淀法。1、混凝法对天然水净化的原理主要利用胶体的吸附性和聚沉性，以明矾为净水剂为例分析，需经历以下几个阶段：Al(OH)3胶体的形成KAl(SO4)212H2O溶于水后，Al3水解生成Al(OH)3胶体。KAl(SO4)2KAl32SO42Al33H2OAl(OH)3（胶体）3H胶体的聚沉Al(OH)3胶体带正电，水中胶体杂质一般带负电，二者相互吸引，破坏了天然水中胶体杂质的稳定而聚沉。胶体的吸附性胶体表面积比较大，能吸附水中悬浮物，从而对水净化备注：其它凝聚剂除明矾外，FeSO4、Fe2(SO4)3也是常用的凝聚剂。FeSO47H2O使用时，应先把Fe2氧化为Fe3，Fe3水解生成Fe(OH)3胶体。天然水中除含有上述杂质外，还常含Ca2、Mg2、HCO3、CO32、SO42、Cl、NO3等离子，除去这些杂质则往往需用化学试剂。2、暂时硬水、永久硬水的软化暂时硬水、永久硬水的概念通常根据水中Ca2、Mg2的多少，把水分为硬水和软水。其中Ca2、Mg2含量高的为硬水，含量低的为软水。具体衡量标准是：通常把1L水里含10mg CaO称为1，水的硬度在8以下的为软水，8以上的为硬水。由Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2引起的硬度为暂时硬度，由MgSO4、CaSO4、MgCl2、CaCl2等引起的硬度叫做永久硬度。硬水对生活和生产都不利，需对硬水进行软化，常用的方法有加热煮沸法、药剂软化法和离子交换法。暂时硬水软化的方法具有暂时硬度的水可用加热的方法软化，因为Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2加热可分为CaCO3、MgCO3，反应为：Ca(HCO3)2CaCO3H2OCO2Mg(HCO3)2MgCO3H2OCO2因Mg2能水解为Mg(OH)2，且加热能促进其水解，故MgCO3最终转化为Mg(OH)2，反应如下：MgCO3H2OMg(OH)2CO2由此可知水壶中水垢的主要成分为CaCO3、Mg(OH)2。永久硬水软化的方法永久硬水加热时很难沉淀，可加入化学药品，使其软化。依次加入药品的顺序为生石灰、纯碱，主要的反应方程式为：Ca(HCO3)2Ca(OH)22CaCO32H2OMg(HCO3)22Ca(OH)22CaCO3Mg(OH)22H2OMgSO4Ca(OH)2Mg(OH)2CaSO4Mg(NO3)2Ca(OH)2Mg(OH)2Ca(NO3)2可知，Ca(OH)2不但可消除暂时硬度，而且可将Mg2引起的永久硬度转化为由Ca2形成的硬度，再加入纯碱，将Ca2沉淀：Ca2CO32CaCO3。Mg22OHMg(OH)2Ca2CO32CaCO3离子交换法利用了离子交换反应原理，软化水的质量高，适用于所有硬水的软化，常用磺化煤(NaR)作离子交换剂，离子反应方程式为：2NaRCa2CaR22Na2NaRMg2MgR22Na用58的食盐溶液可使丧失软化能力的磺化煤再生：CaR22Na2NaRCa2注意：离子交换剂NaR不溶于水，故离子反应中写化学式。3、水的净化与水的消毒的比较水的净化主要是除去水中的悬浮物、胶体及一些离子，而水的消毒是杀死水中的细菌。水的净化常采用混凝法和化学试剂软化法，而水的消毒常利用强氧化剂的强氧化性杀死细菌，目前主要用Cl2、ClO2、O3等物质。4、污水处理的流程资料：污水处理常用的方法（1）中和法工业废水往往是呈酸性或碱性，可利用酸碱中和法进行处理，如硫酸厂的生产污水呈酸性，可用Ca(OH)2处理。（2）沉淀法该方法主要用于除去金属离子，尤其是重金属离子，加入化学物质作沉淀剂，生成沉淀而过滤出去，如用Na2S除去污水中Pb2、Cu2、Hg2等。Hg2S2HgSPb2S2PbSCu2S2CuS二、海水的综合利用海水中含有大量的化学物质，从海水中可以提取很多重要产品及工业原料。海水晒制的食盐可以用于人类生活，也可用于氯碱工业。从海水中也可以提取溴、镁及重水。海水的综合利用对人类有重要意义。1、海水晒盐的原理NaCl的溶解度随温度变化不大，可采用蒸发食盐水的方法得NaCl晶体，据此可知，海水受热使水分蒸发，可以析出食盐。具体操作是：利用涨潮把海水引入贮水池，然后流经蒸发池风吹、日晒使海水达到一定浓度，引入结晶池继续浓缩至晶体析出。分离出NaCl晶体后所得的母液叫苦卤，从中可以得KCl、MgCl2等很多副产品。2、氯碱工业生产原理(1)氯碱工业原理：通过电解饱和食盐水的方法生产烧碱。食盐水中含有Na、Cl、H、OH，由放电顺序知，H得电子能力大于Na，故阴极反应为：2H2eH2，H的减少破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H和OH，H又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH的浓度相对地增大，该区域溶液呈碱性。阳极中Cl失电子能力大于OH，阳极反应为：2Cl2eCl2，该气体可使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。故电解食盐水的总反应为：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(2)氯碱工业：离子交换膜法制烧碱工业制烧碱的原理仍是电解食盐水，但实验室的装置存在的问题有两个：一是生成的Cl2与NaOH会反应，很难得纯净的NaOH。二是H2、Cl2混合，见光易爆炸而造成危险。为克服上述弊端，工业上采用离子交换膜法电解食盐水。离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。下图所示为电解槽的一个单元槽示意图。阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na通过，而Cl、OH和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。离子交换膜法电解原理示意图精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。(3)食盐水的精制电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO42杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。精制食盐水时经常加入 BaCl2、Na2CO3、NaOH 等，使杂质成为沉淀过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的 pH。例如：除去 SO42，可以先加入 BaCl2溶液，然后再加入 Na2CO3 溶液，以除去过量的Ba2及溶液中的Ca2：Ba2SO42BaSO4Ba2CO32BaCO3Ca2CO32CaCO3再加入NaOH溶液以除去Mg2、Fe3：Mg22OHMg(OH)2Fe33OHFe(OH)3最后加入盐酸调节盐水的pH7。3、海水提取溴的原理目前常用的海水提溴技术叫做吹出法，其步骤为：(1)、Br的氧化海水中的KBr容易被氧化为Br2，可用Cl2氧化，故又称为氯化，反应为：Cl22KBr2KClBr2由于海水稍呈碱性，Cl2、Br2易与其中的碱反应，故氯化前应先将海水酸化，酸化至pH为3.5时的效果最好。(2)、Br2的吹出生成的Br2要从海水中出来，可用空气或水蒸气将其吹出，然后把气体收集。(3)、Br2的吸收及生成收集到的Br2混有大量空气，还必须净化，常用的方法是用SO2把Br2吸收，然后再重新生成Br2，反应为：Br2SO22H2O2HBrH2SO4Cl22HBr2HClBr24、海水提取镁的原理(1)、生成Mg(OH)2海水中加入熟石灰，析出Mg(OH)2：MgCl2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCl2电解食盐水后的苦卤中含有大量的MgCl2，也可以在苦卤中加入熟石灰，生成Mg(OH)2。(2)、得到MgCl2用盐酸溶解Mg(OH)2，然后将溶液浓缩，得MgCl26H2O晶体，然后加热MgCl26H2O晶体，生成MgCl2。MgCl26H2OMgCl26H2O由于加热能促进Mg2的水解，为得到纯净的MgCl2，可将MgCl26H2O晶体在HCl气流中加热除去结晶水，因为HCl能抑制MgCl2的水解。(3)、电解熔融的MgCl2电解MgCl2生成Mg，但由于电解MgCl2溶液易生成Mg(OH)2，故采用电解熔融的MgCl2。MgCl2(熔)MgCl2以上是从海水提取Mg的步骤。另外，光卤石的主要成分为KClMgCl26H2O，故也可从光卤石溶液里提出KCl，再将剩余溶液浓缩制得MgCl26H2O晶体，同样能制取Mg。5、海水提取重水的原理重水的化学成分为D2O，提取方法有蒸馏法、电解法、化学交换法和吸附法等，目前常用的是硫化氢水双温交换法，反应为：H2O(l)HDS(g)HDO(l)H2S(g)三、石油、天然气、煤石油、煤和天然气是目前主要使用的化石燃料。石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃等组成的混合物，其中大部分是液态烃，其中又溶有气态烃和固态烃。工业上通过常压分馏、减压分馏的方法，对石油进行分馏获得各种馏分，通过裂化和裂解的方法可以获得大量小分子量的烃。石油和天然气都可以制乙烯。煤是多种有机物和无机物组成的复杂混合物，煤进行气化和液化后，能变为清洁燃料，煤干馏后可以得到多种成分。1、石油的炼制和石油化工（1）石油分馏的概念石油是多种烃的混合物，通过分馏的方法可得到多种馏分。下面分析蒸馏和分馏的相似和差异。蒸馏是将液态物质加热到沸腾（汽化），并使其冷凝（液化）的连续操作过程。蒸馏的目的是从溶液中分离出某种（或几种）纯液态物质。它要求溶液中的其他组分是难于挥发的或沸点与馏出物相差很大的物质。例如：用天然水制取蒸馏水，分离苯和硝基茉的混合物。若分离沸点比较接近的液态混合物，用蒸馏的方法则难以达到分离目的，这就需要借助另一种操作分馏。分馏的原理与蒸馏基本相同，也是加热使混合液体汽化冷凝的过程，只是在实验装置中添加一个分馏柱，被加热的混合蒸气进入分馏柱，与内壁上已冷凝回流的液体发生对流而交换热量，使其中沸点较高的成分放热被液化，回流液体中沸点较低的成分吸热又汽化。在这种反复液化与汽化过程中，沸点较低的蒸气成分上升进入冷凝器被液化而分离出来。（2）常压分馏常压下把石油进行加热，可分离出沸点不同的多种馏分，石油气（C4以下）、轻质汽油（C5C11）、煤油（C11C16）、柴油（C15C18）、重油（C20以上）。可知，石油分离出的各种馏分仍是多种烃的混合物。重油中的多种成分若再分离，需要的温度会更高；一则消耗的能源多，再则易引起碳化结焦，故工业上常采用减压分馏来分离重油。（3）减压分馏通过减小压强的方式来降低石油馏分的沸点，把重油进一步分馏，即减压分馏。通过减压分馏，可得到燃料油、沥青、石蜡等。以上操作是在分馏塔内进行的。（4）催化裂化在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程称为裂化，如：C16H34C8H18C8H16因裂化是在催化剂作用下进行的，故又叫做催化裂化。（5）裂解裂解是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度（700800，有时甚至高达1000以上），使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程。可见，裂解是一种深度的裂化。石油裂解的化学过程比较复杂，生成的裂解气是成分复杂的混合气体，除主要产品乙烯外，还有丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃、硫化氢和碳的氧化物等。裂解气经净化和分离，就可以得到所需纯度的乙烯、丙烯等基本有机化工原料。目前，石油裂解已成为生产乙烯的主要方法。石油分馏和裂化都可以得到汽油，其中前者为直馏汽油，属于饱和烃，以直链为主，不能使溴水褪色，可作为萃取溴的萃取剂，后者为裂化汽油，含有乙烯、丙烯等不饱和烃，能使溴水褪色，故可用溴的四氯化碳溶液区分直馏汽油和裂化汽油。石油裂解为石油化工提供了重要的基础有机原料。加工所需的温度：裂解热裂化催化裂化。2、天然气的利用天然气的主要成分为CH4，由于CH4的燃烧热值大，故天然气是常用的燃料。甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)；H890kJ/mol天然气除用作燃料外，还是很重要的化工原料，如合成氨所需的H2，就是以天然气作为原料制取的。在9001000时，CH4与水蒸气在催化剂（Al2O3Ni）作用下，可发生下列反应：CH4H2O3H2COCH42H2O4H2CO2另外，天然气也用于制甲醇、乙烯等化工原料。3、煤的综合利用(1)、煤的干馏将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏，也叫煤的焦化。煤干馏可得焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水和粗苯等，其中焦炉气的主要成分是氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳，粗苯中含有苯、甲苯、二甲苯，煤焦油是生产芳香族化合物的主要原料。(2)、煤的气化A、煤的气化煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤气化时的反应主要是：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)该反应为吸热反应，所需热量由C(s)O2CO2(g)提供。所得煤气分为低热值气、中热值气和高热值气。(3)煤的液化煤的液化是把煤转化为液体燃烧的过程。又分为直接液化和间接液化。煤的直接液化是煤与适当溶剂混合，高温高压下（有时使用催化剂），使煤与H2生成液体燃料。煤的间接液化是把煤转化成CO和H2，然后把二者再催化合成，得到液体燃料，有时也得到化工产品，如煤气化后生成的CO、H2可以合成CH3OH。注：煤直接燃烧虽可提供热量，但煤炭中的有机物白白烧掉也造成大量浪费，同时，燃烧时产生的有毒气体也对环境造成危害。故应设法把煤转化为清洁燃料，其中煤的气化和液化就是使煤转变为清洁能源的有效途径。4、煤化工和天然气化工的发展 一碳化学(1)、一碳化学一碳化学是以只含一个碳原子的化合物为原料，合成一系列化工原料和燃料的化学，其中重要的含一个碳原子的化合物有CO、CH4、CH3OH、HCHO、HCOOH等。煤气化能生成CO，天然气的主要成分为CH4，可知，一碳化学与煤化工、天然气化工有紧密联系。(2)、重要的一碳化学A、煤气化涉及的反应有：CH2OCOH2该反应为水煤气制取的反应，工业上有重要用途。B、天然气重整的反应CH4H2OCO3H2CH4、CH3OH是有机化工中最简单的化工原料，可以合成一系列有机产品：甲醛、乙醇、乙酸、乙二醇、乙二酸等。一碳化学有广阔的发展前景。5、几个注意的问题(1)、石油的分馏实验装置：蒸馏装置。注意所用温度计水银球的位置应当在蒸馏烧瓶支管口处，因为它所测定的是所取馏分的沸点范围。操作注意事项：被加热的是易燃易爆物质，故装置气密性要好，注意加入药品前检验整套装置的气密性；为防止暴沸现象发生，应在加热之前放入几片碎瓷片；注意加热之前先接通冷却水，而停止加热后，仍要继续通冷却水一段时间；若所用药品为原油，应在收集器上接一导管，将残余尾气导出室外，以防发生事故。(2)、几种气体的成分及其用途的比较名称来源主要成分用途高炉煤气炼铁高炉CO2、CO等燃料水煤气水煤气炉CO、H2等燃料、化工原料炼厂气石油炼制厂低级烷烃燃料、化工原料油田气油田低级烷烃燃料、化工原料天然气天然气田甲烷燃料、化工原料裂解气裂解炉“三烯二炔”石油化工原料焦炉气炼焦炉H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料（3）、分馏和干馏的比较比较项目加工对象加工目的变化的本质相似点实例分馏液体混合物分离各成分物理变化均需加热石油分馏干馏固体物质分解成各种不同成分化学变化煤的干馏【例题分析】1、用铁酸钠（Na2FeO4）对来自河湖的淡水消毒是城市饮用水处理新技术，下列对Na2FeO4用于饮水消毒处理的分析正确的是 ()A、Na2FeO4在溶液中显强碱性，能消毒杀菌。B、Na2FeO4的还原产物Fe3，易水解为Fe(OH)3胶体，可使水中悬浮物凝聚沉降。C、Na2FeO4的还原产物是Fe2，易水解为Fe(OH)2，可使水中悬浮物凝聚沉降。D、Na2FeO4中Fe为6价，具有强氧化性，能消毒杀菌。解析：Na2FeO4中Fe元素的价态为6价，属于高价铁盐，很易得电子变为3价，故Na2FeO4有强氧化性，能杀菌消毒，可作为河湖淡水的消毒剂。同时，生成的Fe3又可以水解为Fe(OH)3胶体，故Na2FeO4又可以作净化剂。但题目只要求分析Na2FeO4用于饮用水消毒处理的分析，故只选D，而不选B。答案：D。2、实验室中用含Ca2、Mg2的硬水来制取纯水，可采用的方法是()A、用石灰苏打水软化B、过滤C、用磺化煤处理D、蒸馏解析：要紧紧围绕“实验室制纯水”。A项错误，因为Ca(OH)2和Na2CO3的使用量难以控制且软化后溶液中仍然留有Na和某些阴离子。B项错误，Ca2、Mg2是不可能通过过滤除去的。C项错误，磺化煤处理后将交换出Na。蒸馏法收集到水蒸气，冷却即得纯水。答案：D。3、我国规定饮用水的硬度不能超过25。硬度的表示方法是：将水中的 Ca2和 Mg2都看作 Ca2，并将其质量折合成CaO的质量。通常把 1L水中含有 10mg CaO称为1。水中的 Ca2和 Mg2可用一定物质的量浓度的Y溶液进行滴定，Y跟 Ca2和 Mg2都以等物质的量完全反应。现取 25.0mL某地下水样品，用 0.0100 molL1的Y溶液滴定，完全反应时消耗 15.0 mL Y溶液。试计算该地下水的硬度，并判断是否符合饮用水标准。解析：25.0mL水中含Ca2和Mg2总物质的量为：0.0100 molL10.0150L1.50104mol折合成CaO的质量为：1.50104 mol56g/mol8.40103g，所以水的硬度为：8.40103g33.6度。因硬度超过25度，故不符合饮用水标准。4、海水是镁的主要来源之一，从海水中提取镁可按如下步骤进行：把贝壳（主要成分是碳酸钙）煅烧成石灰；在引有海水的渠中加入石灰，经过沉降，然后过滤得沉淀物；将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、过滤、干燥；电解获得产物。根据上述提取镁的全过程，没有涉及到的反应类型是（）A、分解反应 B、化合反应 C、置换反应 D、复分解反应解析：四步反应的方程式依次为：CaCO3CaOCO2CaOH2OCa(OH)2MgCl2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCl2Mg(OH)22HClMgCl22H2OMgCl2(熔)MgCl2可知，反应类型依次为分解反应、化合反应、复分解反应、复分解反应、分解反应，未涉及置换反应。答案：C。5、海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，实验室里从海藻中提取碘的流程如下图：（1）指出制取碘的过程中有关的实验操作名称：_；写出过程中有关反应的离子方程式。（2）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是（）A、甲苯、酒精 B、四氯化碳、苯C、汽油、乙酸 D、汽油、甘油（3）如下图所示，从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液，还需要经过蒸馏，指出下图实验装置中的错误之处：_。（4）进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是_。最后晶态碘在_里聚集。解析：选用萃取剂必须满足2个条件：溶质在萃取剂中的溶解度要比在水中的溶解度大得多；萃取剂与水要互不相溶。蒸馏时温度计的水银球应略低于蒸馏烧瓶支管口下沿。在冷凝器中温度低的冷却水应从下口进去，冷却后温度较高的水从上口流出，与蒸气形成对流，冷却效果较好。答案：（1）过滤；萃取；Cl22I2ClI2； （2）B （3）缺石棉网；温度计的水银球不应插入液体中； 冷凝管进出水的方向颠倒。（4）使蒸馏烧瓶均匀受热、控制加热温度不过高；蒸馏烧瓶。6、有人设计了一套实验来分馏原油，请将五个步骤的正确顺序的序号填入括号中。（）将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞。（）连接好冷凝管。把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口的橡皮管的一端和水龙头连结，和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。（）把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网。（）向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶内加原油，塞好带温度计的橡皮塞，把接收器连接在冷凝器的末端，并伸入接收装置（如锥形瓶）中。（）检查气密性（利用给固定装置微热的方法）。在上述实验中，温度计的水银球的位置在。解析：本题考查石油分馏原理和根据实验目的设计实验装置的能力及组装实验装置的能力。本实验包括三个部分的装置，即加热装置、冷凝装置和收集装置。组装时，应遵循先加热后冷凝、再收集的顺序，加热装置的组装要先下后下。操作应遵循先连装置再加药品的原则。所以正确的顺序为(2)(3)(1)(4)(5)或(2)(3)(1)(5)(4)（从上往下）因温度计是测石油气的温度，故水银球应在蒸馏烧瓶支管处。答案：（从上往下），温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管处。7、根据下图把煤隔绝空气加强热。下列叙述错误的是（）A、图中发生了化学变化B、X的水溶液pH7；Y是一种黑色粘稠液体C、气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D、试管A中产生浓的白色的烟解析：煤的干馏是化学变化，A正确；煤的干馏产品中氨水显碱性，pH7正确；而Y中含有沥青肯定为黑色；焦炉气中所含气体为2种常见无机气体（H2和CO），和2种常见的有机气体（CH4和C2H4），C正确；把煤隔绝空气加强热不会有浓的白烟生成。答案：D。8、用一氧化碳和氢气在443K473K温度下，并用钴（Co）作催化剂时，可以反应生成n58的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。（1）写出用CnH2n2表示的人工合成汽油的配平的化学方程式：。（2）如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和H2，当完全反应后，合成塔内温度不变，而塔内气体压强降低到原来的2/5。通过计算说明这时有无汽油生成。（3）要达到上述合成汽油的要求，CO和H2的体积比的取值范围是多少？解析：（1）nCO(2n1)H2CnH2n2nH2O（2）在给定温度范围内，水为气体，依题意：，解得n3为丙烷，无汽油生成。（3），当n5时，比值为，当n8时，比值为，故取值范围为： 【达标练习】1、暂时硬水煮沸后的水垢主要是（）A、Ca(HCO3)2 B、Ca(OH)2 C、MgCO3 D、Mg(OH)2和CaCO32、下列物质中，既可用于制取玻璃，又可用于软化硬水，并可用作洗涤剂的是（）A、石灰石 B、烧碱 C、纯碱 D、硅酸钠3、有关离子交换法使硬水软化的下列叙述中，正确的是（）A、磺化煤能使具有永久硬度的水软化，是因为它能除去水中的Ca2、Mg2、SO42和Cl等。B、经磺化煤软化处理后，软水中Na浓度增大。C、磺化煤使硬水软化以及磺化煤的再生，这两种操作可以在同一支离子交换柱中同时进行。D、失去软化硬水能力的磺化煤，不可能恢复它的软化能力。4、FeCl3可代替明矾作净水剂，下列有关说法不正确的是（）A、FeCl3作净水剂的原因是Fe3水解生成Fe(OH)3胶体。B、配制FeCl3溶液时，不能直接将FeCl3溶解于蒸馏水中，而是将FeCl3溶于盐酸，以减少FeCl3的水解。C、FeCl2作净水剂的效果比FeCl3好。D、FeCl3水解的化学方程式为：FeCl33H2OFe(OH)33HCl。5、明矾是良好的净水剂，但铝在人体内积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合需加以控制的是：糖果香烟内包装；电线电缆；牙膏皮；氢氧化铝胶囊（作内服药）；用明矾净水；用明矾和苏打混合物作食品膨化剂；制造炊具和餐具；制防锈漆。（）A、B、C、D、全部6、为维持人体内电解质平衡，人在大量出汗后应及时补充的离子是（）A、Mg2 B、Ca2C、Na D、Fe37、已知海水略显碱性，分别向等体积的海水和蒸馏水中通入足量的CO2，下列有关说法不正确的是（）A、海水和蒸馏水所溶解的CO2一样多B、海水中溶解的CO2较多C、海水中的c(HCO3)较大D、海水中的c(CO32)较大8、2004年6月5日世界环境日的主题是“海洋兴亡，匹夫有责”。海洋是人类丰富的资源宝库。下列措施不属于保护海洋环境，也不属于合理利用海洋资源的是（）A、禁止向大海排放污水 B、海水晒盐C、海水淡化 D、船舶垃圾直接倾倒海中9、镁粉是制造焰火、闪光粉的材料。工业上将镁蒸气在某种气体中冷却制造镁粉。下列可作为冷却气体的是（）A、空气B、二氧化碳C、氩气D、氮气10、环境污染已成为人类面临的重大威胁之一，下列选项属于海洋污染的是()A、酸雨B、白色污染D、温室效应D、赤潮11、“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是（）A、“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源B、“可燃冰”是一种比较洁净的能源C、“可燃冰”提供了水可能变成油的例证D、“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷12、在石油加工过程中，得到石蜡产品的加工方法是（）A、常压蒸馏B、减压蒸馏C、裂化D、裂解13、下列说法正确的是（）A、石油有固定的沸点，所以可以进行分馏B、将含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C、煤的液化就是将煤转化为液态D、采用将煤先干馏后分馏的方法可以得到苯和甲苯14、不久前，科学家发现了一种新能源“可燃冰”晶体。它的主要成分是甲烷与水分子（CH4xH2O）。据测定每1m3这种晶体可释放出140m3的甲烷气体（假设气体体积已折算为标准状态，可燃冰的密度近似为1gcm3）。试推算该“可燃冰”中，CH4与H2O分子个数比为（）A、16 B、17C、18 D、1915、石油催化裂化的目的是（）A、把相对分子质量大、沸点高的烃分子断裂为相对分子质量小、沸点低的烃分子B、使直链烃转化为芳香烃C、避免炭化结焦D、除去含碳杂质E、提高汽油的质量和产量16、工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是（）A、减压分馏B、高温干馏C、石油裂化D、石油裂解17、从煤焦油里可以分馏出多种稠环芳香烃，如蒽和菲。菲的结构简式如图：，从菲的结构式分析菲的一氯代物有（ ）A、4种 B、5种 C、10种 D、14种18、氢气是工业上用以合成氨的原料之一，有一种来源是取自石油气，例如丙烷。有人设计了以下反应途径，假设反应都能进行，你认为最合理的是（）A、C3H8CH2B、C3H8C3H6H2C、C3H8H2OCOH2D、C3H8O2CO2H2O；H2OH2O219、分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化：选用的药品仪器：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、电泳仪、聚光束仪。（1）证明明矾发生了水解反应。（2）证明其水解反应是一个吸热反应。（3）证明生成了胶体溶液。20、下图是石蜡催化裂化的装置。据图回答：（1）试管中盛的是；（2）试管至试管上部导管的作用是；21、直馏汽油的主要成分一般是，裂化汽油里还含有。如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里是否含有甲苯或二甲苯等芳香烃？写出实验步骤。【参考答案】题号123456789答案DCBCBCADC题号101112131415161718答案DCBBDCAEDBC19、解析：明矾溶于水发生水解反应：Al3H2OAl(OH)33H（正反应为吸热反应），证明发生水解反应只需证明溶液呈酸性；证明是吸热反应需根据平衡移动原理，改变温度，测量c(H)的变化。答案：（1）用pH试纸测明矾溶液的pH，pH7，溶液呈酸性，证明明矾发生了水解反应。（2）加热溶液，用pH试纸测溶液的pH，pH减少，说明升温能够促进水解，证明其水解反应是一个吸热反应。（3）用聚光束仪的光束进行照射，有丁达尔现象。20、（1）石蜡和氧化铝。（2）导气冷凝。21、烷烃；烯烃。实验步骤：取少量汽油于试管中，先逐滴加入溴水直到溴水不再褪色。然后再滴加酸性KMnO4溶液，若KMnO4溶液褪色，说明含甲苯或二甲苯，反之不含。化学与资源开发利用 单元复习检测题责编：宋杰（本试卷满分100分，考试时间100分钟）第I卷(48分) 一、选择题（本题包括16道小题，每题3分，共48分）1、关于离子交换法软化硬水，下列叙述正确的是（）A、磺化煤能使永久硬水软化，因其有效地除去了水的Ca2、Cl、SO42等离子B、经磺化煤软化处理后，水中Na浓度减小C、经磺化煤软化处理后，从水中可分离出CaCO3、Mg(OH)2等难溶物D、磺化煤软化硬水，使水中Ca2、Mg2离子浓度减小2、下列叙述正确的是（）A、加入适量明矾，能除去各种杂质离子使水净化B、经磺化煤处理后，软水中将不含任何阳离子C、暂时硬水比永久硬水对锅炉的危害更大D、磺化煤能软化硬水，是因为它能除去水中的Na、Mg2、Cl、SO42等离子3、明矾是常用的净水剂，向明矾溶液里加入Ba(OH)2溶液，待SO42沉淀完全时，铝元素的存在形式是（）A、一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al3形式存在溶液中B、一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以AlO2形式存在溶液中C、全部为Al(OH)3沉淀D、几乎全部以AlO2形式存在溶液中4、1L水中溶有Mg(HCO3)2和CaCl2，其浓度分别为1molL1和2molL1，现有一种试剂（适量），要把Mg2、Ca2除去，此种试剂应选用（）A、NaHCO3 B、NaOH C、Na2CO3 D、Ca(OH)25、为防止水源污染，最近，政府部门决定对市售洗衣粉的成分加以限制，严禁销售和使用的洗衣粉中主要是因为含有（）A、蛋白酶 B、碱性物质 C、磷的化合物 D、香料6、不会引起水污染的事实是（）A、自然界中，天然水与空气、岩石的长期接触B、生活中，含磷洗涤剂的污水排放造成水生植物大量繁殖C、农业生产中，使用的农药、化肥随雨水流进江河D、工业生产中，废气、废液、废渣的任意排放7、下列所述情况可能引起水污染的是（）城市生活污水的任意排放；农业生产中农药、化肥使用不当；海上油轮的石油泄漏；工业生产中废液、废渣、废物的排放。A、 B、 C、 D、8、下列物质均有杀菌消毒作用，其中杀菌能力强又不会影响水质的是（）A、液氯 B、漂白粉 C、臭氧（O3） D、过氧化钠9、合成洗涤剂是城市生活污水中磷的一个重要来源（迄今所用的洗涤剂中大多含有磷酸的钠盐），处理这样的污水时要不要除去磷？下列说法正确的是（）A、磷是生物的营养元素，不必除去B、含磷的污水是很好的肥料，不必除去C、含磷的污水排放到天然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去D、磷对人体无害，除去与否都无关紧要10、海水是镁的主要来源之一，从海水中提取镁可按如下步骤进行：把贝壳（主要成分是碳酸钙）煅烧成石灰；在引有海水的渠中加入石灰，经过沉降，然后过滤得沉淀物；将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、过滤、干燥；电解获得产物。根据上述提取镁的全过程，没有涉及到的反应类型是（）A、分解反应 B、化合反应 C、置换反应 D、复分解反应11、下列所述现象或应用不能用胶体知识解释的是（）A、牛油与NaOH溶液共煮，向反应后所得的溶液中加入食盐有固体析出B、氯化铝溶液中加入小苏打溶液会产生白色沉淀和气体C、水泥、冶金厂常用高压放电除去工厂烟尘，减少对空气污染D、肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒，可利用血液透析进行治疗12、下列溶液能作溴的萃取剂的是（）A、直馏汽油 B、裂化汽油 C、二甲苯 D、酒精13、下列气体中，含主要成分是氢气和甲烷的是（）A、高炉煤气 B、天然气 C、焦炉气 D、裂解气14、下列说法错误的是（）A、石油中含有C511的烷烃，可通过石油的分馏得到汽油B、含有C18以上的烃经过催化裂化可以得到汽油C、在所有芳香烃中，苯的含碳量最高D、常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志15、下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是（）A、加强热使煤分解的过程称为干馏B、煤的干馏包含化学变化，石油的分馏是物理变化C、为了得到煤焦油，是对煤进行干馏的主要目的D、煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳跟与其混合的物质发生了化学变化16、溴是从海水中提取出来的，液溴易挥发，实验室保存时加适量水形成液封，液面仍充满红棕色的溴蒸气。先将试剂瓶倾斜，缓缓地向试管中倾倒，则可以观察到首先被倒入试管的是（）A、液溴 B、水 C、溴水 D、溴蒸气和液溴 第卷（52分） 二、本题包括4道小题，共33分17、（10分）某地有一池塘，生长着丰富的水生植物和多种鱼虾。后来由于化工厂将大量的污水排入池塘中，使水质恶化，各种水生生物先后死亡。根据题意回答下列问题：（1）从生态平衡角度看，池塘的变化说明了。（2）造成这种变化的原因是。（3）经检测，污水含有0.012molL1的游离溴，可用亚硫酸钠除去污水中的溴，请写出其化学反应方程式。（4）若处理这种污水5L，需加入0.05molL1的亚硫酸钠溶液多少升，才能将溴全部除去？（5）要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题是，首先要恢复的生物是。18、（8分）有氯气消毒的饮用水，会使水中的有机物发生氯代反应，生成有机含氯化合物，对人体有害。世界环保联盟建议推广采用高效氧化剂二氧化氯（ClO2）消毒。（1）使用ClO2作饮用水消毒剂的优点是。（2）目前国外多用NaClO3与浓HCl反应制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2体积为ClO2的一半，写出反应的