全程复习方略版高三化学总复习课件：选修化学与资源开发利用

1、第 二 章 化学与资源开发利用 考考 纲纲 要要 求求 1.1.了解化学在水处理中的应用。了解化学在水处理中的应用。 2.2.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。 3.3.了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。了解我国无机化工的生产资源和产品的主要种类。 4.4.了解海水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源了解海水的综合利用。了解化学科学发展对自然资源 利用的作用。利用的作用。 5.5.了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。了解化学对废旧物资再生与综合利用的作用。 一、获取洁净的水一、获取洁净的水 1.1.水的净化水的净化: : (1)(1)基

2、本流程。基本流程。 常用的混凝剂有常用的混凝剂有:_:_、_、_、聚合铝等。、聚合铝等。 常用的消毒剂有常用的消毒剂有:_:_、_、ClOClO2 2、高铁酸盐等。、高铁酸盐等。 明矾明矾 AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3FeSOFeSO4 4 漂白粉漂白粉液氯液氯 (2)(2)明矾净水原理。明矾净水原理。 明矾在水中发生电离明矾在水中发生电离:_:_。 AlAl3+ 3+发生水解 发生水解:_:_。 氢氧化铝胶粒的作用氢氧化铝胶粒的作用: :能破坏天然水中的胶体杂质的稳定性能破坏天然水中的胶体杂质的稳定性, , 吸附悬浮物而沉降。吸附悬浮物而沉降。 32 4 24 KAlSO=K

3、Al2SO （） AlAl3+ 3+3H +3H2 2O Al(OH)O Al(OH)3 3( (胶体胶体)+3H)+3H+ + 2.2.硬水的软化硬水的软化: : (1)(1)硬水和软水。硬水和软水。 (2)(2)硬水的类型硬水的类型: : 暂时硬度暂时硬度由钙、镁的由钙、镁的_引起的硬度引起的硬度 永久硬度永久硬度由钙、镁的由钙、镁的_引起的硬度引起的硬度 (3)(3)硬水的软化方法硬水的软化方法: : 硬水软化的常用方法有硬水软化的常用方法有_、药剂法和离子交换法等。、药剂法和离子交换法等。 CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+ CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+ 碳酸氢盐

4、碳酸氢盐 硫酸盐或氯化物硫酸盐或氯化物 加热法加热法 3.3.污水处理污水处理: : (1)(1)污水处理的技术主要有三种污水处理的技术主要有三种, ,分别是分别是_、_和和 _。 (2)(2)污水处理的程度污水处理的程度: :主要分三级主要分三级, ,一级处理是除去大块悬浮物一级处理是除去大块悬浮物, , 使使_分离分离,_,_分离分离; ;二级处理是使有机物二级处理是使有机物_,_,并过并过 滤除去二次沉淀物滤除去二次沉淀物; ;三级处理是对污水进行深度处理和净化三级处理是对污水进行深度处理和净化, ,通通 常采用的方法有常采用的方法有_、_、_和和 反渗透法等。反渗透法等。 物理法物理法

5、生物法生物法 化学法化学法 沙、水沙、水泥、水泥、水降解降解 化学沉淀法化学沉淀法氧化还原法氧化还原法离子交换法离子交换法 (1)(1)石灰纯碱法软化硬水的步骤石灰纯碱法软化硬水的步骤: :向硬水中加入适量的熟石灰向硬水中加入适量的熟石灰, , 目的是使镁离子转化为氢氧化镁沉淀目的是使镁离子转化为氢氧化镁沉淀; ;再向其中加入适量纯再向其中加入适量纯 碱碱, ,使钙离子生成碳酸钙沉淀使钙离子生成碳酸钙沉淀; ;过滤弃去沉淀过滤弃去沉淀, ,即得软水。即得软水。 (2)(2)硫酸亚铁可用作混凝剂的原理和条件硫酸亚铁可用作混凝剂的原理和条件: :调节溶液调节溶液pHpH在在9 9左右左右, , 亚

6、铁离子水解生成氢氧化亚铁亚铁离子水解生成氢氧化亚铁, ,并被空气中氧气氧化为氢氧化并被空气中氧气氧化为氢氧化 铁铁, ,起到更好的混凝作用。起到更好的混凝作用。 二、海水的综合利用二、海水的综合利用 1.1.海水的淡化海水的淡化: :海水淡化的常用方法有海水淡化的常用方法有_、电渗析法和离、电渗析法和离 子交换法等。子交换法等。 2.2.海水制盐海水制盐: :从海水中提取食盐的主要方法是从海水中提取食盐的主要方法是_。其原理。其原理 是将海水经过太阳照射蒸发浓缩是将海水经过太阳照射蒸发浓缩, ,使食盐结晶析出。得到的产使食盐结晶析出。得到的产 品为粗盐品为粗盐, ,另外还有电渗析法和冷冻法等。

7、另外还有电渗析法和冷冻法等。 蒸馏法蒸馏法 蒸发法蒸发法 3.3.氯碱工业氯碱工业: : (1)(1)原料原料: :粗盐。粗盐。 (2)(2)反应原理反应原理:_:_。 (3)(3)工艺流程。工艺流程。 (4)(4)设备设备: :离子交换膜电解槽。离子交换膜电解槽。 通电通电 = 2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2 4.4.海水提镁海水提镁: : (1)(1)工艺流程。工艺流程。 (2)(2)主要化学反应。主要化学反应。 制备石灰乳制备石灰乳:_,:_, _;_; 沉淀沉淀MgMg2+ 2+:_; :_; 制备制备MgClMgCl

8、2 2:_;:_; 电解电解MgClMgCl2 2:_:_。 高温高温 = 高温高温 = CaCOCaCO3 3 CaO+CO CaO+CO2 2 CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2 MgClMgCl2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaCl+CaCl2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2+2HCl=MgCl+2HCl=MgCl2 2+2H+2H2 2O O MgClMgCl2 2( (熔融熔融) Mg+Cl) Mg+Cl2 2 5.5.海水提溴海水提溴: : (1)(1)工艺流程。工艺流程。 纯碱纯碱 SOSO2 2 (

9、2)(2)反应原理。反应原理。 氧化氧化:_:_。 吸收分离吸收分离: : _,_, _。 或或_,_, _。 ClCl2 2+2NaBr=2NaCl+Br+2NaBr=2NaCl+Br2 2 3Br3Br2 2+3Na+3Na2 2COCO3 3=5NaBr+NaBrO=5NaBr+NaBrO3 3+3CO+3CO2 2 5NaBr+NaBrO5NaBr+NaBrO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=3Br=3Br2 2+3Na+3Na2 2SOSO4 4+3H+3H2 2O O BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4 Cl

10、Cl2 2+2HBr=2HCl+Br+2HBr=2HCl+Br2 2 (1)(1)海水提镁工艺中的两点注意事项。海水提镁工艺中的两点注意事项。 由由MgClMgCl2 26H6H2 2O O晶体得到熔融晶体得到熔融MgClMgCl2 2要在要在HClHCl氛围中进行氛围中进行, ,以防止以防止 MgClMgCl2 2水解。水解。 电解熔融电解熔融MgClMgCl2 2生成的生成的ClCl2 2可用于制盐酸可用于制盐酸, ,循环使用循环使用, ,节省成本。节省成本。 所得所得Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀中含有的沉淀中含有的CaSOCaSO4 4杂质在加盐酸前应除去杂质在加盐酸前应除去, ,

11、以保证以保证 MgClMgCl2 2的纯度。的纯度。 (2)(2)海水提溴时不用有机溶剂萃取的原因。海水提溴时不用有机溶剂萃取的原因。 用空气或用空气或H H2 2O(g)O(g)将溴吹出将溴吹出, ,而不用而不用CClCCl4 4直接从加氧化剂的海水中直接从加氧化剂的海水中 萃取萃取, ,因后者工艺复杂因后者工艺复杂, ,设备投资大设备投资大, ,经济效益低且对环境污染经济效益低且对环境污染 严重。严重。 三、煤、石油、天然气的综合利用三、煤、石油、天然气的综合利用 1.1.煤的综合利用。煤的综合利用。 隔绝空气隔绝空气 焦炭焦炭煤焦油煤焦油 可燃性气体可燃性气体 液体燃料液体燃料 汽油汽油

12、 甲醇甲醇 2.2.石油的炼制。石油的炼制。 炼制方法炼制方法原理原理变化变化主要原料主要原料主要产品主要产品 分馏分馏 常压常压 利用烃的不利用烃的不 同沸点同沸点, ,将其将其 分离成沸点分离成沸点 不同的产物不同的产物 _ _ 原油原油 石油气、汽油、石油气、汽油、 煤油、柴油、煤油、柴油、 重油等重油等 减压减压重油重油 柴油、燃料油、柴油、燃料油、 润滑油等润滑油等 物理物理 变化变化 裂化裂化 在一定条件下在一定条件下, , 使长链烃断裂为使长链烃断裂为 短链烃短链烃 _ _ 重油、重油、 石蜡等石蜡等 _、煤油、煤油、 柴油等轻质油柴油等轻质油 裂解裂解 深度裂化深度裂化( (更

13、高更高 温度下的裂化温度下的裂化) ) _ _ 石油分馏石油分馏 产物产物( (包包 括石油括石油 气气) ) 主要是主要是_、 丙烯、丁烯、甲丙烯、丁烯、甲 烷等烷等 化学化学 变化变化 化学化学 变化变化 汽油汽油 乙烯乙烯 3.3.天然气的综合利用天然气的综合利用: : (1)(1)作清洁燃料。作清洁燃料。 (2)(2)为合成氨提供原料气为合成氨提供原料气氢气。氢气。 , , , , CO+HCO+H2 2O COO CO2 2+H+H2 2。 (3)(3)为有机化工提供重要原料为有机化工提供重要原料甲醇。甲醇。 2CH2CH4 4+O+O2 2 2CH 2CH3 3OHOH。 催化剂催

14、化剂 = 催化剂催化剂 42 CHC2H 高温 裂解 422 CHH OCO3H 高温 催化剂 (1)(1)干馏和分馏的区别。干馏和分馏的区别。 干馏干馏分馏分馏 操作对象操作对象煤煤石油石油 生产条件生产条件隔绝空气加强热隔绝空气加强热不同温度下加热不同温度下加热 发生的变化发生的变化化学变化化学变化物理变化物理变化 主要产品主要产品 焦炭、煤焦油、焦炭、煤焦油、 焦炉气等焦炉气等 各种石油产品各种石油产品: :汽油、汽油、 煤油、柴油等煤油、柴油等 (2)(2)裂化汽油和直馏汽油的区别。裂化汽油和直馏汽油的区别。 裂化汽油是重油在催化剂的作用下加热碳链断裂裂化汽油是重油在催化剂的作用下加热

15、碳链断裂, ,生成的轻生成的轻 质油质油, ,直馏汽油是原油分馏获得的轻质油直馏汽油是原油分馏获得的轻质油; ;裂化汽油中含有大裂化汽油中含有大 量的不饱和链烃量的不饱和链烃, ,而直馏汽油主要是饱和链烃及苯的同系物。而直馏汽油主要是饱和链烃及苯的同系物。 考点一考点一 氯碱工业氯碱工业 1.1.原料原料: :精制饱和食盐水。精制饱和食盐水。 (1)(1)精制目的精制目的: :除去泥沙除去泥沙, ,使使CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、FeFe3+ 3+、 、 等离子的含等离子的含 量达到要求。量达到要求。 (2)(2)精制原因精制原因:Ca:Ca2+ 2+、 、MgMg2+ 2

16、+等在碱溶液中形成的沉淀及泥沙等会 等在碱溶液中形成的沉淀及泥沙等会 破坏离子交换膜破坏离子交换膜, ,而使产品不纯。而使产品不纯。 2 4 SO (3)(3)精制方法精制方法: :用用BaClBaCl2 2除去除去 , ,用用Ca(OH)Ca(OH)2 2除去除去MgMg2+ 2+、 、FeFe3+ 3+, ,用 用 NaNa2 2COCO3 3除去除去BaBa2+ 2+及 及CaCa2+ 2+, ,所加沉淀剂需稍过量。最后加盐酸调节 所加沉淀剂需稍过量。最后加盐酸调节 盐水的盐水的pHpH。 有关离子方程式有关离子方程式: : BaBa2+ 2+ =BaSO + =BaSO4 4 MgMg

17、2+ 2+2OH +2OH- -=Mg(OH)=Mg(OH)2 2 FeFe3+ 3+3OH +3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3 CaCa2+ 2+ =CaCO + =CaCO3 3 BaBa2+ 2+ =BaCO + =BaCO3 3 +2H +2H+ +=H=H2 2O+COO+CO2 2。 2 4 SO 2 4 SO 2 3 CO 2 3 CO 2 3 CO 2.2.工艺流程工艺流程: :粗盐水粗盐水 过滤过滤 离子交换树脂离子交换树脂 精盐水。精盐水。 在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去在进入电解槽前需通过离子交换树脂进一步除去CaCa2+ 2+、 、MgMg2+

18、 2+等 等 离子离子, ,以防破坏离子交换膜。以防破坏离子交换膜。 3.3.原理原理:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。 沉淀剂 加适量稀盐酸 通电通电 = 4.4.主要设备主要设备: :离子交换膜电解槽。离子交换膜电解槽。 5.5.产品产品: :阳极室产品阳极室产品: :氯气氯气, ,补充饱和食盐水流出淡盐水。阴极补充饱和食盐水流出淡盐水。阴极 室产品室产品: :氢气和氢气和NaOH,NaOH,补充纯水补充纯水( (加入少量加入少量NaOH)NaOH)流出流出NaOHNaOH溶液。溶液。 【高考警示高考警示】 (1)(1)

19、除去饱和食盐水中的除去饱和食盐水中的CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、 时时, ,纯碱应在钡试剂纯碱应在钡试剂 之后加入之后加入, ,稀盐酸应在过滤后加入。稀盐酸应在过滤后加入。 (2)(2)电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用电解饱和食盐水时要使用惰性电极而不能使用FeFe、CuCu等活等活 性电极性电极, ,否则阳极得不到否则阳极得不到ClCl2 2。 (3)(3)阳离子交换膜既防止了阳离子交换膜既防止了ClCl2 2与与NaOHNaOH溶液的反应溶液的反应, ,又避免了又避免了ClCl2 2 与与H H2 2的混合。的混合。 2 4 SO 【典题通关典题通关1 1】海洋

20、是一座巨大的宝藏海洋是一座巨大的宝藏, ,海水中蕴含海水中蕴含8080多种元素多种元素, , 氯碱工业原料都来自于海水。在氯碱工业中氯碱工业原料都来自于海水。在氯碱工业中, ,曾用石棉隔膜电曾用石棉隔膜电 解槽来电解食盐水解槽来电解食盐水( (如图甲所示如图甲所示) )。 (1)(1)写出两电极的反应式写出两电极的反应式: : 阳极阳极 , , 阴极阴极 。 (2)(2)石棉隔膜的作用是石棉隔膜的作用是_ 。 (3)(3)随着科技的发展随着科技的发展, ,电解工艺不断革新电解工艺不断革新, ,电解效率和产品纯度电解效率和产品纯度 得到提高。得到提高。2020世纪世纪8080年代起年代起, ,隔

21、膜法电解工艺逐渐被离子交换隔膜法电解工艺逐渐被离子交换 膜电解技术取代。离子交换膜电解槽膜电解技术取代。离子交换膜电解槽( (如图乙所示如图乙所示) )中、分中、分 别是别是 、 。 (4)(4)已知一个电子的电量是已知一个电子的电量是1.6021.6021010-19C -19C, ,在离子膜电解饱和食 在离子膜电解饱和食 盐水时电路中通过电子盐水时电路中通过电子1.9291.92910105 5C,C,则产生则产生NaOHNaOHg g。 【解题指南解题指南】解答本题应注意两点解答本题应注意两点: : (1)(1)明确电解原理、电解池内离子的移动规律以及转移电子与明确电解原理、电解池内离子

22、的移动规律以及转移电子与 生成物的量的关系。生成物的量的关系。 (2)(2)隔膜可阻止隔膜可阻止ClCl2 2与与H H2 2混合混合,Cl,Cl2 2与与NaOHNaOH反应。反应。 【解析解析】(1)(1)电解饱和食盐水电解饱和食盐水, ,在阴极上发生还原反应在阴极上发生还原反应2H2H+ +2e+2e- - =H=H2 2,阳极上发生氧化反应阳极上发生氧化反应2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2。 (2)(2)石棉隔膜将电解池分为两室石棉隔膜将电解池分为两室, ,阳极室内的液面高于阴极室阳极室内的液面高于阴极室, , 防止阴极室内生成的氢氧化钠与阳极产生的氯气反应防止阴极

23、室内生成的氢氧化钠与阳极产生的氯气反应, ,又使氯又使氯 气和氢气隔开气和氢气隔开, ,以免发生爆炸危险。以免发生爆炸危险。 (3)(3)离子隔膜电解槽中的隔膜只允许某种电性的离子通过离子隔膜电解槽中的隔膜只允许某种电性的离子通过, ,穿过穿过 隔膜移向阴极的应该是阳离子隔膜移向阴极的应该是阳离子(Na(Na+ +),),在阴极室生成氢氧化钠。在阴极室生成氢氧化钠。 (4)(4)每转移每转移1 mol1 mol电子电子, ,生成生成1 mol1 mol氢氧化钠氢氧化钠, ,共转移电子的物质共转移电子的物质 的量为的量为1.9291.92910105 5C C1.6021.6021010-19

24、-19C C 6.026.02101023 23mol mol-1 -1=2 mol, =2 mol, 所以生成所以生成80 g80 g氢氧化钠。氢氧化钠。 答案答案:(1)2Cl:(1)2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2 2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2 (2)(2)分成阴、阳两极室分成阴、阳两极室, ,阻止气体通过阻止气体通过 (3)NaOH(3)NaOH溶液溶液NaNa+ + (4)80(4)80 【互动探究互动探究】(1)(1)图乙所示的装置中两口加入的原料是什图乙所示的装置中两口加入的原料是什 么么? ? 提示提示: :为保证产品为保证产品NaOHNaOH溶液

25、的纯度和溶液的导电性溶液的纯度和溶液的导电性, ,口应加入口应加入 稀稀NaOHNaOH溶液溶液, ,口应加入精制饱和食盐水。口应加入精制饱和食盐水。 (2)(2)在石棉隔膜电解槽中在石棉隔膜电解槽中, ,阳极室内的液面为什么要高于阴极室阳极室内的液面为什么要高于阴极室 内的液面内的液面? ? 提示提示: :形成一定的压力差形成一定的压力差, ,抑制阴极室产生的氢氧根离子进入阳抑制阴极室产生的氢氧根离子进入阳 极室与生成的氯气反应。极室与生成的氯气反应。 【加固训练加固训练】 1.(20141.(2014漳州模拟漳州模拟) )海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合

26、利用 的流程图如下。的流程图如下。 (1)(1)粗盐中含粗盐中含CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、FeFe3+ 3+、 、 及泥沙等杂质及泥沙等杂质, ,需要提纯需要提纯 后才能综合利用。后才能综合利用。 粗盐提纯的步骤有粗盐提纯的步骤有: :加入过量的加入过量的NaNa2 2COCO3 3溶液溶液; ;加入过量的加入过量的 BaClBaCl2 2溶液溶液; ;加入过量的加入过量的NaOHNaOH溶液溶液; ;调节溶液的调节溶液的pHpH等于等于7;7; 溶解溶解; ;过滤过滤; ;蒸发。正确的操作顺序是蒸发。正确的操作顺序是( (填写序号填写序号 字母字母) )。 A.A. B

27、. B. C.C. D. D. 2 4 SO (2)NaCl(2)NaCl做原料可以得到多种产品。做原料可以得到多种产品。 工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是: :将金属钠迅速升温将金属钠迅速升温 至熔化至熔化, ,并控制温度在并控制温度在300300400,400,通入经处理过的空气可制得通入经处理过的空气可制得 过氧化钠过氧化钠, ,进行该处理的目的是进行该处理的目的是_ 。工业生产中因温度过低而得不到纯。工业生产中因温度过低而得不到纯 净的过氧化钠净的过氧化钠, ,你认为可能含有的杂质是你认为可能含有的杂质是( (填填 化学式化学式) )。 电解氯化钠稀

28、溶液可制备电解氯化钠稀溶液可制备“8484消毒液消毒液”, ,通电时氯气被溶液通电时氯气被溶液 完全吸收完全吸收, ,若所得消毒液仅含一种溶质若所得消毒液仅含一种溶质, ,写出相应的化学方程式写出相应的化学方程式: : _。 (3)(3)分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源, ,经转化后可获经转化后可获 得得MgClMgCl2 2粗产品。粗产品。 粗产品的溶液中含有粗产品的溶液中含有NaNa+ +、FeFe2+ 2+、 、FeFe3+ 3+和 和MnMn2+ 2+, ,需将 需将FeFe2+ 2+、 、 FeFe3+ 3+、 、MnMn2+ 2+转化为沉

29、淀除去。因此先向溶液中加入一种上述 转化为沉淀除去。因此先向溶液中加入一种上述 (2)(2)中得到的物质中得到的物质NaClO,NaClO,然后控制溶液的然后控制溶液的pHpH为为 。 物质物质开始沉淀开始沉淀沉淀完全沉淀完全 Fe(OH)Fe(OH)3 32.72.73.73.7 Fe(OH)Fe(OH)2 27.67.69.69.6 Mn(OH)Mn(OH)2 28.38.39.59.5 Mg(OH)Mg(OH)2 210.010.011.111.1 在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒, ,利用电化学原理利用电化学原理 来防止内胆腐蚀来防止内胆腐蚀,

30、,写出正极的电极反应式写出正极的电极反应式:_:_ 。 【解析解析】(1)(1)将粗盐溶解将粗盐溶解, ,加入沉淀剂加入沉淀剂, ,过滤后将滤液酸化至过滤后将滤液酸化至pHpH 为为7,7,故选故选D D。 (2)(2)过氧化钠易与二氧化碳和水蒸气反应过氧化钠易与二氧化碳和水蒸气反应, ,处理空气的目的是处理空气的目的是 除去空气中的二氧化碳和水蒸气。常温除去空气中的二氧化碳和水蒸气。常温( (或低温或低温) )下钠和氧气反下钠和氧气反 应生成氧化钠应生成氧化钠, ,故因温度过低而得不到纯净的过氧化钠故因温度过低而得不到纯净的过氧化钠, ,可能的可能的 杂质为氧化钠。杂质为氧化钠。 电解氯化钠

31、制取电解氯化钠制取8484消毒液的化学反应方程式为消毒液的化学反应方程式为 NaCl+HNaCl+H2 2O NaClO+HO NaClO+H2 2。 通电通电 = (3)(3)加入次氯酸钠可使亚铁离子氧化为铁离子加入次氯酸钠可使亚铁离子氧化为铁离子, ,为使铁离子、为使铁离子、 锰离子完全生成氢氧化物沉淀锰离子完全生成氢氧化物沉淀, ,而镁离子不沉淀而镁离子不沉淀pHpH范围是范围是: : 9.5pH10.09.5pH10.0。 家用电热水器不锈钢内胆的腐蚀主要是吸氧腐蚀家用电热水器不锈钢内胆的腐蚀主要是吸氧腐蚀, ,正极反应正极反应 式为式为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-

32、 -=4OH=4OH- -。 答案答案:(1)D:(1)D (2)(2)防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸气反应防止过氧化钠与空气中的二氧化碳和水蒸气反应NaNa2 2O O NaCl+HNaCl+H2 2O NaClO+HO NaClO+H2 2 (3)(3)9.5pH10.09.5pH10.0 O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- - 通电通电 = 2.2.海洋是人类巨大的化学资源宝库海洋是人类巨大的化学资源宝库, ,海洋资源的综合利用具有海洋资源的综合利用具有 极为广阔的发展前景。极为广阔的发展前景。 (1)(1)蒸馏法是目前技术和工艺比较成熟的海水淡

33、化方法蒸馏法是目前技术和工艺比较成熟的海水淡化方法, ,但由于但由于 使用大量燃煤使用大量燃煤, ,造成能耗多造成能耗多, ,排污量大。针对上述蒸馏法的缺点排污量大。针对上述蒸馏法的缺点, , 请你提出一条改进建议请你提出一条改进建议:_:_ 。 (2)(2)空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法, ,流程如图所流程如图所 示示( (苦卤即海水蒸发结晶分离出食盐后的母液苦卤即海水蒸发结晶分离出食盐后的母液):): 反应反应后通入后通入“空气、水蒸气空气、水蒸气”的目的是的目的是_ 。 反应反应后先加入四氯化碳后先加入四氯化碳, ,目的是目的是_ , ,

34、 从四氯化碳中分离出单质溴的方法是从四氯化碳中分离出单质溴的方法是_ 。 (3)(3)苦卤中含有苦卤中含有NaClNaCl、MgClMgCl2 2、KClKCl、MgSOMgSO4 4等盐类物质。用简等盐类物质。用简 要的文字说明如何测定苦卤中要的文字说明如何测定苦卤中MgClMgCl2 2的含量的含量_ 。 【解析解析】(1)(1)潮汐能、风能、太阳能等均为绿色能源潮汐能、风能、太阳能等均为绿色能源, ,可以代替可以代替 燃煤燃煤, ,降低污染。降低污染。 (2)(2)反应反应的目的是置换溴的目的是置换溴, ,溴被置换出来后溶解在水中溴被置换出来后溶解在水中, ,通入通入 热的空气、水蒸气热

35、的空气、水蒸气, ,温度升高温度升高, ,溴被吹出溴被吹出, ,吹出后的溴与二氧化吹出后的溴与二氧化 硫反应硫反应, ,生成生成BrBr- -, ,反应反应是氯气再次氧化是氯气再次氧化BrBr- -, ,然后用四氯化碳萃然后用四氯化碳萃 取溴取溴, ,最后通过蒸馏分离出溴。最后通过蒸馏分离出溴。 (3)(3)苦卤中有两种镁盐苦卤中有两种镁盐, ,即硫酸镁和氯化镁。即硫酸镁和氯化镁。 答案答案:(1):(1)充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净充分利用潮汐能、风能、太阳能等海边富有的洁净 能源能源 (2)(2)使置换出的溴被吹出来使置换出的溴被吹出来 使生成的溴溶解在四氯化碳中使生成的溴

36、溶解在四氯化碳中( (或答或答“萃取溴萃取溴”) )蒸馏蒸馏 (3)(3)先用足量先用足量BaClBaCl2 2溶液沉淀溶液沉淀 , ,求出求出 的总量的总量, ,即求出即求出 MgSOMgSO4 4的量的量, ,然后用足量然后用足量NaOHNaOH溶液沉淀溶液沉淀MgMg2+ 2+, ,求出总的 求出总的MgMg2+ 2+, ,减 减 去去MgSOMgSO4 4中中MgMg2+ 2+的量即可得到 的量即可得到MgClMgCl2 2的量的量 2 4 SO 2 4 SO 考点二考点二 水的净化与处理水的净化与处理 1.1.硬水软化的方法硬水软化的方法: : (1)(1)加热法加热法( (只能软化

37、具有暂时硬度的水只能软化具有暂时硬度的水) )。 其原理为其原理为Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCO CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,O, Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2 MgCO MgCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O,O, 继续煮沸时继续煮沸时,MgCO,MgCO3 3可转化为更难溶的可转化为更难溶的Mg(OH)Mg(OH)2 2: : MgCOMgCO3 3+H+H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2+CO+CO2 2。 = = = (2)(2)药剂法药剂法( (石灰纯碱法石灰纯碱法) )。 反应原理反应原理: : Ca(

38、HCOCa(HCO3 3) )2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2CaCO=2CaCO3 3+2H+2H2 2O O Mg(HCOMg(HCO3 3) )2 2+2Ca(OH)+2Ca(OH)2 2=2CaCO=2CaCO3 3+Mg(OH)+Mg(OH)2 2+2H+2H2 2O O MgSOMgSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=Mg(OH)=Mg(OH)2 2+CaSO+CaSO4 4。 CaCa2+ 2+ =CaCO + =CaCO3 3。 2 3 CO (3)(3)离子交换法离子交换法: :利用了离子交换反应原理利用了离子交换反应原理, ,软化水的质量高。软化水的质

39、量高。 常用离子交换树脂作离子交换剂常用离子交换树脂作离子交换剂, ,其软化硬水和再生的过程如其软化硬水和再生的过程如 图所示图所示: : 2.2.污水处理的常用方法。污水处理的常用方法。 污水处污水处 理方法理方法 原理原理方法方法 物理法物理法 利用物理原理和机械作利用物理原理和机械作 用对废水进行处理用对废水进行处理 沉淀、均衡调节、过滤、离沉淀、均衡调节、过滤、离 心分离心分离 化学法化学法通过化学反应处理废水通过化学反应处理废水 (1)(1)中和法中和法: :处理酸性废水和处理酸性废水和 碱性废水碱性废水 (2)(2)沉淀法沉淀法: :处理含有重金属处理含有重金属 离子的废水离子的废

40、水 (3)(3)氧化还原法氧化还原法: :除去油类、除去油类、 氮化物、硫化物等物质氮化物、硫化物等物质 生物法生物法 利用微生物的作用除去利用微生物的作用除去 废水中溶胶物质及有机废水中溶胶物质及有机 物物 活性污泥法、生物滤池法、活性污泥法、生物滤池法、 厌气处理法厌气处理法 【高考警示高考警示】 (1)(1)用药剂法软化硬水时一定要注意加入试剂的先后顺序用药剂法软化硬水时一定要注意加入试剂的先后顺序, ,即即 NaNa2 2COCO3 3应在应在Ca(OH)Ca(OH)2 2之后加入。之后加入。 (2)(2)用阳离子交换树脂用阳离子交换树脂HRHR除去硬水中的除去硬水中的CaCa2+ 2

41、+、 、MgMg2+ 2+时 时, ,溶液中的溶液中的 酸性会增强酸性会增强, ,应再用碱性溶液中和应再用碱性溶液中和H H+ +。 (3)(3)污水处理中的酸性废水常用熟石灰中和而不用污水处理中的酸性废水常用熟石灰中和而不用NaOHNaOH溶液中溶液中 和和, ,碱性废水常用碱性废水常用COCO2 2中和。中和。 【典题通关典题通关2 2】(2013(2013开封模拟开封模拟) )水处理主要包括水的净化、水处理主要包括水的净化、 污水处理、硬水软化和海水淡化等。污水处理、硬水软化和海水淡化等。 (1)(1)水处理技术的核心是减少或除去水中的各种杂质离子。目水处理技术的核心是减少或除去水中的各

42、种杂质离子。目 前主要的去离子方法是膜分离法和前主要的去离子方法是膜分离法和_ 。 (2)ClO(2)ClO2 2是一种性能优良的消毒剂是一种性能优良的消毒剂, ,可将废水中少量的可将废水中少量的S S2- 2-、 、N N 和和CNCN- -等有毒有害的还原性离子氧化除去。写出等有毒有害的还原性离子氧化除去。写出ClOClO2 2将废水中将废水中 剧毒的剧毒的CNCN- -氧化成无毒气体的离子方程式氧化成无毒气体的离子方程式_ 。 2 O (3)(3)地下水往往含有钙、镁的碳酸盐地下水往往含有钙、镁的碳酸盐, ,自来水厂需要对地下水自来水厂需要对地下水 进行进行处理。把进行过离子交换的处理。

43、把进行过离子交换的CaRCaR2 2( (或或 MgRMgR2 2) )型树脂置于型树脂置于 中浸泡一段时间后便可再生。中浸泡一段时间后便可再生。 (4)(4)海水的淡化是除去海水中所含的盐分海水的淡化是除去海水中所含的盐分, ,如图是利用电渗析法如图是利用电渗析法 由海水获得淡水的原理图。已知海水中含有由海水获得淡水的原理图。已知海水中含有NaNa+ +、ClCl- -、CaCa2+ 2+、 、 MgMg2+ 2+、 、 等离子等离子, ,电极为惰性电极。电极为惰性电极。 检验海水中存在检验海水中存在 的方法是的方法是_ ; ; 阳离子交换膜是指阳离子交换膜是指( (填填“A A”或或“B

44、B”);); 写出通电后阳极区的电极反应式写出通电后阳极区的电极反应式 _ 。 2 4 SO 2 4 SO 【解题探究解题探究】(1)ClO(1)ClO2 2和和CNCN- -反应的无毒产物是什么反应的无毒产物是什么? ? 提示提示:ClO:ClO2 2被还原为被还原为ClCl- -,CN,CN- -被氧化为二氧化碳和氮气被氧化为二氧化碳和氮气, ,故离子方故离子方 程式为程式为2ClO2ClO2 2+2CN+2CN- -=N=N2 2+2Cl+2Cl- -+2CO+2CO2 2。 (2)(2)离子交换膜电解淡化海水的原理是什么离子交换膜电解淡化海水的原理是什么? ? 提示提示: :将海水分成

45、三室将海水分成三室, ,阴极室用阳离子交换膜与海水隔开阴极室用阳离子交换膜与海水隔开, ,阳阳 极室中阴离子被氧化。中间室内海水中的氯离子透过阴离子交极室中阴离子被氧化。中间室内海水中的氯离子透过阴离子交 换膜进入阳极室补充换膜进入阳极室补充; ;阴极室中阳离子被还原阴极室中阳离子被还原, ,中间室内海水中中间室内海水中 的钠离子等阳离子透过阳离子交换膜进入阴极室补充。最后中的钠离子等阳离子透过阳离子交换膜进入阴极室补充。最后中 间室就成了无离子的淡水。间室就成了无离子的淡水。 【解析解析】(1)(1)膜分离技术和离子交换技术是目前主要的去离子膜分离技术和离子交换技术是目前主要的去离子 方法。

46、方法。 (2)ClO(2)ClO2 2将废水中剧毒的将废水中剧毒的CNCN- -氧化成无毒气体的离子方程式为氧化成无毒气体的离子方程式为 2ClO2ClO2 2+2CN+2CN- -=N=N2 2+2Cl+2Cl- -+2CO+2CO2 2。 (3)(3)当地下水含有钙、镁离子时当地下水含有钙、镁离子时, ,首先考虑使其淡化首先考虑使其淡化, ,使离子交使离子交 换树脂再生的方法是把进行过离子交换的换树脂再生的方法是把进行过离子交换的CaRCaR2 2( (或或MgRMgR2 2) )型树脂型树脂 置于饱和氯化钠置于饱和氯化钠( (或酸或酸) )溶液中浸泡。溶液中浸泡。 (4)(4)检验海水中

47、存在检验海水中存在 的方法是用氯化钡溶液和盐酸的方法是用氯化钡溶液和盐酸; ; 阳离子交换膜是指阳离子交换膜是指B;B;阳极区发生的是氯离子的氧化反应阳极区发生的是氯离子的氧化反应, , 电极反应式为电极反应式为2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2。 2 4 SO 答案答案:(1):(1)离子交换法离子交换法 (2)2ClO(2)2ClO2 2+2CN+2CN- -=N=N2 2+2Cl+2Cl- -+2CO+2CO2 2 (3)(3)软化酸软化酸 (4)(4)先加入足量稀盐酸先加入足量稀盐酸, ,无明显现象无明显现象, ,再加入几滴再加入几滴BaClBaCl2 2溶液溶液,

48、, 若产生白色沉淀若产生白色沉淀, ,说明含有说明含有 B B2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2 2 4 SO 【变式训练变式训练】水是生命之源水是生命之源, ,但随着工业的发展但随着工业的发展, ,许多宝贵的水许多宝贵的水 资源受到了污染。下面是对某自来水厂水源进行水质分析时得资源受到了污染。下面是对某自来水厂水源进行水质分析时得 到的部分信息到的部分信息: :水体浑浊水体浑浊, ,有一定异味有一定异味,pH,pH为为6.5,6.5,细菌总数细菌总数1 mL1 mL 水中含有水中含有250250个个( (国家标准规定每毫升不得超过国家标准规定每毫升不得超过100100个个)

49、 )。 (1)(1)为了达到饮用水标准为了达到饮用水标准, ,下列处理措施中不正确的是下列处理措施中不正确的是 。 A.A.加混凝剂沉降加混凝剂沉降 B.B.用碱调节到中性用碱调节到中性 C.C.用活性炭吸附用活性炭吸附 D.D.注入液氯消毒注入液氯消毒 (2)(2)已知高铁酸钠已知高铁酸钠(Na(Na2 2FeOFeO4 4) )加入水中加入水中, ,能杀死水中的微生物和细能杀死水中的微生物和细 菌菌, ,并能产生类似明矾的净水作用并能产生类似明矾的净水作用, ,写出其在净水过程中发生反写出其在净水过程中发生反 应的离子方程式应的离子方程式 。 (3)(3)刚出厂的自来水中含少量余氯刚出厂的

50、自来水中含少量余氯, ,它在配水管中停留可有效地它在配水管中停留可有效地 起到杀菌作用起到杀菌作用, ,并能保持较长时间。请解释其原因并能保持较长时间。请解释其原因 。 (4)(4)水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬度来表 示。下列问题的出现与水的硬度无关的是示。下列问题的出现与水的硬度无关的是 。 A.A.锅炉管道结垢锅炉管道结垢 B.B.肥皂去污效果降低肥皂去污效果降低 C.C.水中溶解氧降低水中溶解氧降低 D.D.长期饮用造成尿道结石长期饮用造成尿道结石 【解析解析】(1)(1)用碱调节污水到中性的方法不可取用碱调节污水到中性的

51、方法不可取, ,因为这样只是因为这样只是 换了一种污染水的方法。换了一种污染水的方法。 (2)Na(2)Na2 2FeOFeO4 4中中+6+6价的铁体现氧化性时变为价的铁体现氧化性时变为+3+3价铁价铁, ,而而FeFe3+ 3+会水解 会水解 产生具有净水功能的产生具有净水功能的Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体。胶体。 (3)Cl(3)Cl2 2与与H H2 2O O的反应是一个可逆反应的反应是一个可逆反应,HClO,HClO具有杀菌消毒作用具有杀菌消毒作用, ,当当 其被消耗后其被消耗后, ,由于剩余由于剩余ClCl2 2的存在的存在, ,会使会使ClCl2 2与与H H2 2O O反

52、应的平衡向生反应的平衡向生 成成HClOHClO的方向移动的方向移动, ,从而使水中的从而使水中的HClOHClO能得到及时的补充。能得到及时的补充。 (4)(4)根据根据“水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬水中可溶性钙及镁的化合物含量的高低可用水的硬 度来表示度来表示”的意思的意思, ,水中溶解氧的降低与水的硬度无关。水中溶解氧的降低与水的硬度无关。 答案答案:(1)B:(1)B (2)Fe(2)Fe3+ 3+3H +3H2 2O=Fe(OH)O=Fe(OH)3 3( (胶体胶体)+3H)+3H+ + (3)Cl(3)Cl2 2+H+H2 2O HCl+HClO,O HCl+HCl

53、O,由于余氯的存在由于余氯的存在, ,当次氯酸被消耗当次氯酸被消耗 后后, ,上述反应的化学平衡向正反应方向移动上述反应的化学平衡向正反应方向移动, ,使水中的次氯酸使水中的次氯酸 得到了及时的补充得到了及时的补充( (答出平衡移动即可答出平衡移动即可) ) (4)C(4)C 【加固训练加固训练】 1.(20141.(2014银川模拟银川模拟) )水是人类赖以生存不可缺少的物质水是人类赖以生存不可缺少的物质, ,水质优水质优 劣直接影响人体健康劣直接影响人体健康, ,为了探究水质优劣为了探究水质优劣, ,某综合实验小组来自某综合实验小组来自 来水厂参观来水厂参观, ,了解到原水处理成自来水的工

54、艺流程示意图如下了解到原水处理成自来水的工艺流程示意图如下 图所示图所示: : 提供的试剂提供的试剂: :饱和饱和K K2 2COCO3 3溶液、溶液、NaOHNaOH溶液、溶液、Ba(NOBa(NO3 3) )2 2溶液、溶液、75%75%的的 乙醇、生石灰、乙醇、生石灰、CClCCl4 4、BaClBaCl2 2溶液。溶液。 (1)(1)天然水中溶解的气体主要有天然水中溶解的气体主要有、 。 硬度为硬度为1 1的水是指每升水含的水是指每升水含10 mg CaO10 mg CaO或与之相当的物质或与之相当的物质( (如如 7.1 mg MgO)7.1 mg MgO)。某天然水中。某天然水中c

55、(Cac(Ca2+ 2+)=1.2 )=1.21010-3 -3mol molL L-1 -1, , c(Mgc(Mg2+ 2+)=6 )=61010-4 -4mol molL L-1 -1, ,则此水的硬度为 则此水的硬度为 。 (2)(2)为除去原水中含有的为除去原水中含有的CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、 、ClCl- -、 等离子等离子, , 选出选出a a所代表的试剂所代表的试剂, ,按加入的顺序依次为按加入的顺序依次为( (只填只填 化学式化学式) )。 (3)(3)天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_ , ,其净水作用的原理是其净水作用的原理是_ 。 3 HCO 2 4 SO 【解析解析】(1)(1)天然水中天然水中c(Cac(Ca2+ 2+)=1.2 )=1.21010-