【志鸿优化设计】2014届高考化学一轮复习 化学与技术第1讲化学与资源开发利用练习 苏教版选修2

1 选修二选修二 化学与技术化学与技术 第第 1 1 讲讲 化学与资源开发利用化学与资源开发利用 考纲点击考纲点击 1 了解化学在水处理中的应用 2 了解海水的综合利用和海水淡化的主要方法 3 了解接触法制硫酸的生产工艺 各阶段反应及主要设备 了解工业中 三废 废 气 废水 废渣 的治理和综合利用 4 了解合成氨的主要原理 原料 重要设备 流程和意义 认识催化剂的研制对促进 化学工业发展的重大意义 5 了解电解食盐水的基本原理 了解氯碱工业产品的主要用途 了解食盐水电解工艺 和主要设备 石棉隔膜电解槽 6 了解从海水中提取镁的过程和原理 了解铝土矿中提取铝的过程和原理 了解铝制 品及镁铝合金在生活中的广泛应用 一 硫酸工业 1 反应条件的控制 1 煅烧黄铁矿时采用 使黄铁矿充分反应 2 黄铁矿煅烧时最好在 850 左右进行 选择合适的温度和压强 温度过高会损坏 设备 SO2转化为 SO3时最好在 进行 温度太高 SO3会分解 3 在吸收塔中采用 吸收 SO3时 采用逆流法 4 选择合适的催化剂使反应尽快达到平衡 节省生产成本 2 生产中的三个反应 1 造气 2 接触氧化 3 三氧化硫的吸收 3 生产中的三个主要设备 4 生产中的 三废 处理 1 尾气吸收 硫酸生产的尾气中含有少量 可用 吸收 使其生成 再用 处理 生成 和 方程式为 2 污水处理 硫酸生产过程中的污水 含有 杂质 可用 中和法处理 方程式为 3 废渣的利用 废渣可用来制 或制造 炉渣和矿灰 可作为 的原料 5 能量的充分利用 硫酸厂废热的利用 2 特别提示特别提示 1 硫铁矿的主要成分是 FeS2 硫铁矿在燃烧前需粉碎 增大和氧气的接 触面积 使燃烧速率加快且更充分 提高原料利用率 2 2SO2 O22SO3 此反应是一个可逆反应 正反应是气体体积缩小的放热反应 由化学平衡理论可知 在较低温度下进行有利 但温度低时催化剂活性不高 反应速率低 所以实际生产中选择 常压下 400 500 进行 化学反应速率和 SO2平衡转化率都比较理想 在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器 把反应生成的热传递给进入接触室需 要预热的炉气 同时冷却反应后生成的气体 3 工业上并不直接用水吸收三氧化硫 而是用质量分数为 98 3 的硫酸作吸收剂 因 为三氧化硫与水蒸气容易形成酸雾 从而降低了三氧化硫的吸收率 同时采用逆流吸收 硫酸从塔底放出 即时训练即时训练 1 1 接触法制硫酸中 从沸腾炉里出来的炉气 在进行氧化之前必须净化的原 因是 A 降低炉气的温度便于吸收 B 防止矿尘堵塞管道 C 防止催化剂中毒以及水蒸气对设备和生产产生的不良影响 D 增加 SO2的含量 二 海水的综合利用 1 海水淡化的方法有 和 水处理技术的核心是减少或除去水中的各 种离子 2 氯碱生产的核心技术是电解 有关的电极反应式和总反应的化学方程式 阳极为 阴极为 化学方程式为 氯碱工业的核心设备是 常用种类有 食盐的精制 粗食盐水中加入 等 使杂质成为沉淀过滤除去 然后加入 调节食盐水的 pH 3 从海水中提取溴单质 反应原理 Cl2 2NaBr 2NaCl Br2 3Br2 3Na2CO3 5NaBr NaBrO3 3CO2 5NaBr NaBrO3 3H2SO4 3Br2 3Na2SO4 3H2O 4 从海水中提取 Mg 单质 主要化学反应 3 1 制备石灰乳 CaCO3CaO CO2 高温 CaO H2O Ca OH 2 2 沉淀 Mg2 Mg2 Ca OH 2 Mg OH 2 Ca2 3 制备MgCl2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 4 电解 MgCl2 MgCl2 熔融 Mg Cl2 通电 即时训练即时训练 2 2 我国海洋局提出的 2011 年海洋工作重点中涉及了海洋发展的方方面面 海 洋战略是强国之路 下列说法不正确的是 A 从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应 B 往淡水中加入 NaCl 等配成人造海水 可用于海产品的长途运输 C 赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的 D 海洋经济专属区的资源开发可获得 Fe Co K Au Mg B 等金属 三 多样化的水处理技术 水净化的目的是除去天然水中的悬浮物 细菌等 常用 FeCl3 Al2 SO4 3 明矾等易 水解的物质作净水凝聚剂 用木炭脱色 用漂白粉 液氯消毒 杀菌 1 明矾在水中发生电离 Al3 与水发生水解反应生成 Al OH 3 1 Al OH 3在水中以 存在 Al OH 3胶体粒子带 电 水中的胶 体杂质一般带 电 通过 作用 使 聚沉 2 Al OH 3胶体有较大的表面积 能吸附水中 2 混凝剂难以清除溶解于水中的 和 作为生活用水 经过混凝法净水后 还必须进行杀菌消毒 常用消毒剂有 等 3 污水处理方法有 和 等 4 海水淡化法 和 等 5 硬水软化的方法 特别提示特别提示 污水处理 1 定义 排放的污染物使水和水体的物理 化学性质发生变化 或使生物群落发生变 化 从而降低了水体的使用价值 2 污染物的种类 重金属 酸 碱 盐等 耗氧物质 石油和难降解的有机物以及洗 涤剂等 3 污水处理技术 污水处理的技术很多 可分为物理法 生物法和化学法等 污水处理时 污水中的悬浮物可用混凝法除去 对其他溶解在水中的污染物 则要根 据其化学性质采用有针对性的化学方法 如酸碱中和法 重金属离子沉淀法等 即时训练即时训练 3 3 下列污水处理方法只涉及物理变化的是 A 过滤法 B 氧化还原法 C 中和法 D 化学沉淀法 四 氨碱工业 1 合成氨工业 1 合成氨工业简述 Error Error 2 合成氨条件的选择 考查实际的生产中原料的来源 动力 材料 设备等因素 取得最佳经济效益 温度 压强 催化剂 以 为主的催化剂 合成氨的转化率较低 要采用 操作 氨液化分离后 没有完全反应的 N2和 H2 经过循环压缩机再送入合成塔被充分利用 2 纯碱工业 4 氨碱法联合制碱法 原料 食盐 氨气 石灰石 经煅烧后生成 CO2和 CaO 食盐 氨气 二氧化碳 原理 NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 N H4Cl 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 N H4Cl 2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O 生产 过程 制备氨盐水 通 CO2析出 NaHCO3晶体并煅烧 NaHCO3得到 Na2CO3 向滤液 含 NaCl NH4Cl 中加石灰 乳 回收氨气 制备氨盐水 通 CO2析出 NaHCO3晶体并煅烧 NaHCO3得到 Na2CO3 向滤液 含 NaCl NH4Cl 中加 NaCl 粉末并通入氨气析出 NH4Cl 回收饱 和食盐水 优点原料便宜 步骤简单原料利用率高 同时得到氮肥 NH4Cl 缺点产生大量 CaCl2 食盐利用率低 特别提示特别提示 合成氨的基本生产过程主要包括三个步骤 造气 制备合成氨的原料气 包括 N2 H2 净化 原料气净化处理 以防止催化剂 中毒 合成 将原料气进行化学合成制氨 即时训练即时训练 4 4 合成氨的反应采用 500 温度的原因是 A 温度太低反应速率太小 B 该温度时催化剂活性最大 C 该温度时反应速率最大 D 该温度时 N2的转化率最高 一 硫酸工业的生产原理和工艺流程 例 1 以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图所示 5 1 将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整 4 11O22Fe2O3 8SO2 高温 2 接触室中发生反应的化学方程式是 3 依据工艺流程图判断下列说法正确的是 选填字母序号 a 为使黄铁矿充分燃烧 需将其粉碎 b 过量空气能提高 SO2的转化率 c 使用催化剂能提高 SO2的反应速率和转化率 d 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 4 每 160 g SO3气体与 H2O 化合放出 260 6 kJ 的热量 该反应的热化学方程式是 方法归纳方法归纳 1 厂址的选择 硫酸是一种强腐蚀性液体 不宜大量的贮存和长途运输 生产设备易腐蚀 寿命较短 同时废渣 废液 废气排放量大 污染环境 因此厂址宜靠近原料供应地和产品销售地 有充足的水源保证和热能供应 靠近交通运输线 不要建在人口密集的居民区 旅游景点 和文物保护区 地震 洪水等自然灾害多发区 2 综合利用 尾气中的 SO2用氨水吸收 生成的 NH4 2SO4作化肥 SO2循环利用 SO2 NH3 H2O NH4HSO3 SO2 2NH3 H2O NH4 2SO3 2NH4HSO3 H2SO4 NH4 2SO4 2SO2 2H2O NH4 2SO3 H2SO4 NH4 2SO4 SO2 H2O 废水用石灰乳中和 Ca OH 2 H2SO4 CaSO4 2H2O 废渣可用于制砖 制水泥 回收有色金属等综合利用 3 反应方程式及条件的应用 催化剂只能改变可逆反应的化学反应速率 而不会使其平衡发生移动 故加入催化 剂不能提高 SO2的转化率及反应过程中放出的热量 对于可逆反应 其热化学方程式中的焓变是指可逆反应进行到底的热效应 计算时 根据方程式列比例计算即可 二 海水的综合利用 海水综合利用的网络图 1 海水淡化 海水淡化的方法已有十几种 主要的有蒸馏法 电渗析法 离子交换法等 其中蒸馏 法的历史最久 技术和工艺也比较完善 是目前海水淡化的主要方法 如下图 6 海水蒸馏原理示意图 2 海水中镁 氯 溴 碘等化工产品元素的提取 1 海水中溴的提取流程 用蒸馏法将海水浓缩 用硫酸将浓缩的海水酸化 向酸化的海水中通入适量的氯气 使溴离子转化为溴单质 2NaBr Cl2 Br2 2NaCl 向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气 将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收 塔内以达到富集的目的 Br2 SO2 2H2O 2HBr H2SO4 向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气 2HBr Cl2 2HCl Br2 用四氯化碳 或苯 萃取吸收塔内溶液中的溴单质 2 海带中碘的提取原理 海带中的碘元素主要以 I 的形式存在 提取时用适当的氧 化剂将其氧化成 I2 再萃取出来 如用 H2O2作氧化剂 反应的离子方程式是 2I H2O2 2H I2 2H2O 实验时先将干海带灼烧去除有机物 剩余物用 H2O2 稀硫酸处理 使得 I 被氧化成 I2 例 2 随着淡水资源的日益匮乏 将海水转化为淡水的技术便成为社会可持续发展 的重大课题之一 如图所示为一种用蒸馏法淡化海水的流程 仔细读图回答下面的问题 1 从 处进入的海水的作用为 2 减压的目的是 3 请指出从 中出来的浓海水的用途 说出一种合理建议即可 4 从 处通入热的蒸汽 其目的是 为了降低成本 也为了合理利用 资源 此处热源可以来自 只填一种即可 5 海水的淡化除上述的蒸馏方法外 还有 等 拓展应用拓展应用 1 1 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 7 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离子 是 电解槽中的阳极材料为 2 在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 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 三 多样化的水处理技术 1 硬水软化的方法 加热法 离子交换法 药剂法 1 加热法 只能软化暂时硬度 Ca HCO3 2CaCO3 CO2 H2O Mg HCO3 2 MgCO3 CO2 H2O MgCO3 H2OMg OH 2 CO2 2 离子交换法 利用了离子交换反应原理 软化水的质量高 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 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 加入纯碱的作用是将过量 Ca2 沉淀出来 Ca2 CO CaCO3 2 3 2 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 例 3 工业废水中常含有不同类型的污染物 可采用不同的方法处理 以下处理措 施和方法类型中全正确的是 选项污染物处理措施方法类型 A 废酸加生石灰中和物理法 8 B Cu2 等重金属离子加硫酸盐沉降化学法 C 含苯废水用活性炭吸附物理法 D 含纯碱的废水加石灰水反应化学法 拓展应用拓展应用 2 2 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 4 检验蒸馏水的纯度时 最简单易行的方法是测定水的 四 合成氨的工艺流程评价 1 由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为 N2 g 3H2 g 2NH3 g 放热反应 A A A A A A A A A A A A A A 高温 高压 催化剂 2 适宜条件的选择 要考虑实际生产中的动力 材料 设备等因素 以取得最佳经济 效益 1 压强 2 温度 3 催化剂 使用催化剂可加快化学反应速率 但不影响化学平衡 采用以铁为主的催化剂 4 循环操作 合成氨转化率较低 要采用循环操作 混合气体通过冷凝器 使氨液化 将氨分离出 来 并将没有完全反应的 N2和 H2经过循环压缩机 再送入合成塔 使其被充分利用 合成 氨工业发展的研究方向有两个方面 合成氨原料中的氮气来源广泛 扩大氢气原料的来 源以降低成本 反应过程中的工艺条件常决定于催化剂的性能 研究高效的新型催化剂 以改变反应条件 例 4 利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下 根据上述流程 完成下列填空 9 1 天然气脱硫时的化学方程式是 2 n mol CH4经一次转化后产生 CO 0 9n mol 产生 H2 mol 用含n的代数式 表示 3 K2CO3 aq 和 CO2反应在加压下进行 加压的理论依据是 A 相似相溶原理 B 勒夏特列原理 C 酸碱中和原理 4 由 KHCO3分解得到的 CO2可以用于 写出 CO2的一种重要用途 5 整个流程有三处循环 一是 Fe OH 3循环 二是 K2CO3 aq 循环 请在上述流程图 中标出第三处循环 循环方向 循环物质 五 氨碱法和联合制碱法的比较 1 索尔维法制碱的工艺流程 2 联合制碱法的工艺流程 例 5 氨是氮肥工业的重要原料 某化肥厂生产铵态氮肥 NH4 2SO4的工艺流程如下 1 往沉淀池中装入 CaSO4悬浊液后 需先通入足量 NH3 再通入 CO2的原因是 2 煅烧炉中产生的固态副产品为 生产流程中能被循环利用的物质 X 为 六 铝的冶炼 1 氧化铝的生产 电解铝的原料主要来自铝土矿 主要成分 Al2O3 其中氧化铝的含量约为 50 70 而电解时 要求氧化铝的纯度不能低于 98 2 因此 工业上需要先从铝土矿中获得符合 要求的氧化铝 这一过程包括三个环节 主要利用了氢氧化铝的两性 1 将铝土矿中的氧化铝水合物溶解在氢氧化钠溶液中 Al2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O 2 向偏铝酸钠溶液通入二氧化碳 析出氢氧化铝 10 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 3 使氢氧化铝脱水生成氧化铝 2Al OH 3Al2O3 3H2O 2 电解氧化铝 电极反应 2Al2O34Al 3O2 950 970 通电 Na3AlF6 阳极反应为 6O2 12e 3O2 阴极反应为 4Al3 12e 4Al 注意 冰晶石 Na3AlF6 的作用 助熔剂 降低熔点 由于阳极产生的氧气与阳极材料中的碳发生反应 因此 阳极碳块因不断地被消耗 而需要定期更换 例 6 如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图 结合流程图回答下列问题 1 工业冶炼金属铝用的是铝土矿 铝土矿的主要成分是 填化学式 石油炼 制和煤的干馏产品 填物质名称 作电解铝的阴极和阳极材料 2 氧化铝熔点高达 2 050 工业上为了降低能量消耗 在金属铝的冶炼过程中采 取的措施是 3 在冶炼过程中 阳极材料需要定期地进行更换 原因是该极材料不断被消耗 产生 这种现象的原因是 4 工业上制取金属镁采取电解熔融 MgCl2的方法 电解反应方程式为 镁和铝都是活泼金属 为什么在电解冶炼过程中 一个用氯化物 一个用氧化物 1 海带中含碘元素 从海带中提取碘有如下步骤 通入足量 Cl2 将海带焙烧成 灰后加水搅拌 加 CCl4振荡 用分液漏斗分液 过滤 合理的操作顺序是 A B C D 2 某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液 11 通电时 为使 Cl2完全吸收 制得有较强杀菌能力的消毒液 设计了如图所示的装置 则 对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是 A a 为正极 b 为负极 NaClO 和 NaCl B a 为负极 b 为正极 NaClO 和 NaCl C a 为阳极 b 为阴极 HClO 和 NaCl D a 为阴极 b 为阳极 HClO 和 NaCl 3 用高铁酸钠 Na2FeO4 消毒净化淡水是一项新技术 有关叙述正确的是 A Na2FeO4有强碱性使细菌不能生成 B Na2FeO4具有强氧化性能杀菌 还原产物是 Fe3 可生成胶体从而将水中悬浮物凝 聚沉降 C Na2FeO4的还原产物为 Fe2 可水解生成 Fe OH 2 吸附悬浮物而沉降 D Na2FeO4这种物质不存在 这项技术是没有的 4 有关合成氨工业的叙述 不能用勒夏特列原理解释的是 A 使用铁触媒有利于氨的合成 B 高压比常压更有利于合成氨的反应 C 500 左右比高温更有利于合成氨的反应 D 使反应混合物中的氨液化有利于合成氨的反应 5 为了模拟工业生产硫酸的流程 某校化学探究性学习小组设计了如图所示装置 甲 左侧的装置略 1 在工业生产中 与装置甲作用相同的设备名称是 与装置乙作用相同的设 备名称是 2 反应中通入的V SO2 V O2 1 2 其目的是 3 实验时先关闭 K1 打开 K2 过一会儿再打开 K1 关闭 K2 在装置乙和丙中产生白 雾的是 装置 4 已知液体 X 既不易溶解硫的氧化物 也不易溶解氧气 则装置丁的作用是 5 本套装置中有一处明显的缺陷 请指出 12 参考答案参考答案 基础梳理整合基础梳理整合 一 1 1 将黄铁矿粉碎并通入过量的空气 2 400 500 98 3 的浓硫酸 2 1 S s O2 g SO2 g H 297 kJ mol 1 4FeS2 s 11O2 g 2Fe2O3 s 8SO2 g H 3 412 kJ mol 1 2 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 6 kJ mol 1 A A A AA A A A AA 催化剂 3 SO3 g H2O l H2SO4 l H 130 3 kJ mol 1 4 1 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2SO4 SO2 CaSO4 SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O CaSO3 H2SO4 CaSO4 SO2 H2O 2 酸性 石灰乳 Ca OH 2 H2SO4 CaSO4 2H2O 3 砖 水泥 炼铁 5 硫酸生产中的反应热 不仅用于预热反应物 满足自身能量的需要 而且还可以向 外界输出大量能量 即时训练即时训练 1 1 C 解析 解析 由于沸腾炉中产生的 SO2中含有杂质 这些杂质能与 V2O5发生化学反应 使 V2O5的催化作用丧失 引起催化剂中毒 所以需先净化 SO2 二 1 蒸馏法 电渗析法 2 2Cl 2e Cl2 2H 2e H2 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 电解槽 隔膜电解槽 离子交换膜电 通电 解槽 BaCl2 Na2CO3 NaOH 盐酸 即时训练即时训练 2 2 D 解析 解析 B 是硼元素 硼元素是非金属元素不是金属元素 三 1 KAl SO4 2 K Al3 2SO Al3 3H2OAl OH 3 3H 2 4 1 絮状的胶体形式 正 负 电性吸引 胶体杂质 2 悬浮的杂质 2 有机物质 无机盐 微生物 液氯 ClO2 O3 Na2FeO4 3 物理法 生物法 化学法 4 蒸馏法 电渗析法 5 加热法 离子交换法 药剂法 即时训练即时训练 3 3 A 解析 解析 只有 A 选项中过滤是物理变化 其余的三种处理方法均是化学变化 四 1 1 N2 3H22NH3 氨合成塔 A A A A A A A A A A A A A A 高温 高压 催化剂 2 400 500 20 50 MPa Fe 循环 即时训练即时训练 4 4 B 解析 解析 工业合成氨反应的特点是 正反应是体积减小的放热反应 选用的适宜条件 400 500 铁催化剂 20 50 MPa 循环操作 N2与 H2的体积比为 1 3 在 500 时 催化剂的活性最大 核心归纳突破核心归纳突破 例 1 答案 答案 1 FeS2 2 2SO2 O22SO3 A A A AA A A A AA 催化剂 3 abd 4 SO3 g H2O l H2SO4 l H 130 3 kJ mol 1 解析 解析 2 接触室中发生的是 SO2的接触氧化 即在催化剂 加热的条件下 SO2被 O2 氧化生成 SO3 3 选项 a 将黄铁矿粉碎 增加反应物之间的接触面积 加快反应速率 选项 b 增 加空气 O2 浓度能提高 SO2的转化率 选项 c 催化剂对转化率无影响 选项 d 矿渣中含 有 Fe2O3 可用于冶炼铁 4 160 g SO3与 H2O 反应生成 H2SO4放出 260 6 kJ 热量 则 1 mol SO3与 H2O 反应生成 H2SO4放出 130 3 kJ 热量 相关热化学方程式为 13 SO3 g H2O l H2SO4 l H 130 3 kJ mol 1 例 2 答案 答案 1 作为冷却水以及生产淡水的原料 2 降低水的沸点 3 引入盐田制食盐或用于提取金属镁等 其他合理答案也可 4 加热海水 使之蒸发 热电厂的余热 或其他工业余热 5 电渗析法 离子交换法 解析 解析 蒸馏法淡化海水的原理是使海水受热得到水蒸气 然后冷却水蒸气得到淡水 在本题的设计中 综合考虑了设备 经济效益 合理利用资源等 采取了减压 以降低水的 沸点 使用海水作为冷却水 得到的浓海水的合理利用等 从图中淡水的来源上看 可知 从 通入的是冷海水 作冷却水 冷却水蒸气 而海水要蒸发 除了 处对海水加热外 还采取了减压操作 以降低水的沸点 拓展应用拓展应用 1 1 答案 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 解析 1 工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许 Na 通过 隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子通过 则二者均允许通过的离子或分子是阳离子 或 Na 电解槽中阳极材料是钛或石墨 2 硫酸钙是微溶性的物质 如果先反应生成氢氧化镁 加入石灰水生成氢氧化镁沉淀 的同时 过量的 Ca OH 2会生成硫酸钙沉淀 造成产品中有杂质 使产品不纯 3 溴易挥发 可利用该性质分离提取 Br2 用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂 设 备投资大 并且四氯化碳会造成环境污染 例 3 C 解析 解析 A 选项废酸中加生石灰中和是化学处理法 错误 B 选项中加硫 酸盐不能使 Cu2 形成沉淀 错误 D 选项中加石灰水后纯碱会形成 CaCO3沉淀而除去 属 于化学处理法 但生成了碱性更强的 NaOH 处理措施错误 故选 C 拓展应用拓展应用 2 2 答案 答案 1 Ca2 Mg2 Ca2 2HCOCaCO3 CO2 H2O 或 3 Mg2 2HCOMgCO3 CO2 H2O 3 2 RH 先通过阴离子交换树脂时可能产生 Mg OH 2等沉淀而影响交换效果 3 反渗透法 电势差 或电场力 4 电导率 或电阻率 解析 解析 1 通常按水中 Ca2 Mg2 的多少 把天然水分为硬水和软水 含有较多 Ca2 Mg2 的水叫做硬水 如果水的硬度是由 Ca HCO3 2或 Mg HCO3 2所引起的 这种硬度 叫做暂时硬度 具有暂时硬度的水可以用加热的方法进行软化 方程式为 Ca2 2HCO 3 CaCO3 CO2 H2O Mg2 2HCOMgCO3 CO2 H2 3 O 2 如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的 这种硬度叫做永久硬度 具 有永久硬度的水可以采用离子交换法进行软化 离子交换剂中阳离子与水中的 Ca2 Mg2 发生离子交换作用 使水得到净化 如果硬水先通过 ROH 型阴离子交换树脂时可能产生 Mg OH 2等沉淀而影响交换效果 所以先通过 RH 型阳离子交换树脂 3 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法 在外加电场的作用下 水溶 液中阴 阳离子会分别向两极移动 如果在中间加上一种交换膜 就可能达到分离浓缩的 目的 所以电渗析法净化水时 使离子通过半透膜的推动力是电势差或电场力 4 因为水的电离程度极小 所以纯水是几乎不导电的 因此要检验蒸馏水的纯度时 最简单易行的方法是测定水的电导率或电阻率 例 4 答案 答案 1 3H2S 2Fe OH 3 Fe2S3 6H2O 2 2 7n 3 B 4 生产纯碱 或作制冷剂等其他合理答案 5 14 解析 解析 1 流程图中已给出反应物是 H2S 和 Fe OH 3 生成物是 Fe2S3和 H2O CH4没有 参与反应 写出方程式再配平即可 2 写出此反应的方程式 CH4 H2OCO 3H2 就很容易地看出产生 H2 一定条件 应为 3 0 9n mol 2 7n mol 3 CO2为气体 加压有利于平衡右移 利用的是勒夏特列原理 4 此题考查了对 CO2用途的记忆 写出任一种用途即可 5 合成氨反应是一可逆反应 H2和 N2的转化率低 必须循环利用 例 5 答案 答案 1 氨在水中溶解度大 使溶液呈碱性 有利于吸收 CO2 增大c CO 促使 CaSO4转化为 CaCO3 同时生成 NH4 2SO4 2 CaO 或生石灰 CO2 或二氧化碳 2 3 解析 解析 1 先通入 NH3再通入 CO2 可发生反应 2NH3 CO2 H2O NH4 2CO3 有利于吸 收 CO2并增大 CO浓度 2 3 2 沉淀池中的主要反应为 CaSO4 NH4 2CO3 CaCO3 NH4 2SO4 CaCO3在煅烧炉中分 解为 CaO 和 CO2 CaO 是副产品 CO2可循环使用 例 6 答案 答案 1 Al2O3 碳 2 加入冰晶石 Na3AlF6 和少量 CaF2 3 阳极生成的 O2与碳发生反应 4 MgCl2Mg Cl2 因为 MgO 熔点太高 MgCl2熔点低 且熔化时能 通电 发生电离而导电 AlCl3是共价化合物 熔化时不能发生电离 解析 解析 1 铝土矿的主要化学成分是 Al2O3 另外还有 SiO2 Fe2O3等 电解前必须进行 提纯 石油炼制 煤的干馏所得固体物质